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二次供水概述

 通常所称的二次供水是指供水单位将来自城市公共水源中的水，经贮存、加压后，由供水管道或专用管道向用户供水的形式。二次供水设施是指为保障二次供水水质、水压而设置的水箱、清毒设备、气压罐，阀门、水泵机组及电控柜等。

由于每个城市的市政管网压力有限，市政管网供水高也只能到七八楼，甚至有的住宅小区处于管网末端一楼就需要进行二次加压供水，高层建筑就需经过二次加压设备供水。原有的自来水市政管网在用水高峰期时普遍存在着压力不足，这种现象在高层建筑更加普遍，给居民的生活带来了极大的不便。究其原因，主要是受技术落后的二次供水设备的限制，居民在用水高峰期时经常出现供水压力不足，此时供水量远低于需求量，无法保证供水质量;而在用水低峰期，水的供给量经常高于需求量，此时水压迅速升高，不仅造成巨大的电能浪费，而且长时间持续下去有可能造成供水管道破裂甚至导致供水设备的损坏。

目前，全国仅有几个城市的二次供水归属供水企业管理，绝大部分城市的二次供水还是由各小区的物管公司管理。由于各物管公司管理能力的良莠不齐，导致有的小区二次加压设施管理不到位，居住高层用户的安全用水、水质等各方面无法得到很好的保障。为了使居民二次供水得到更有力的保障，同时提高企业的管理管理能力，越来越多的供水企业开始介入这块工作。随着经济的发展和社会的进步，日益增长的市民生活品质需求对服务质量提出了更高的标准，二次供水越来越受到关注。

一、二次加压设备的供水安全问题，降低设备故障率，保持供水持续性；

二、二次加压设备的压力问题，保持稳定的压力提高用水的质量；

三、二次加压设备的节能性，这直接关系到业主的利益。节能低碳目 前是一个世界性的课题，内容丰富多彩，意义也极为深远，在二次加压供水中，水泵机组是二次供水的直接能源消耗者，合理的控制系统和设备选型直接影响节能的效果，传统的变频恒压控制方式使用较为普遍，但节能效果不好，研究新的二次供水方式具有深远的意义。

2.二次供水管理的现状及其发展趋势

 2.1二次供水管理的现状

目前，全国使用多的二次加压设备是变频恒压的控制方式，住宅小区二次供水设施建设安装前是由房地产开发商委托设计院设计，开发商向设备供应商购买和安装，后转交小区物业管理，业主和供水企业完全不参与设施的设计及安装工作，所以除了设计院和设备生产商对二次供水设施有所研究外，其他人很少对这方面进行研究，然而，无论是设计院还是设备生产商，他们都不是设施安装后的使用者和管理者，所以他们的设计值往往只是空有理论，并未结合各个小区的实际情况对设施进行合理的设备选型和电气设计，导致了日后设施的使用出现各种各样的问题，如设备选型不合理导致设备的电耗过高；电气控制的不合理导致水压不稳或经常性停水等等。目前，大多研究者是对各类设备的性能或节能等方面进行研究，例如变频恒压设备的性能、叠压供水设备的优缺点等等。由于设计、建设安装者与日后使用管理者不一致，所以很少有人对二次供水进行系统分析和研究，但随着越来越多供水企业介入这块工作，也有越来越多的人关注这方面的工作。

2.2二次供水管理的发展过程及趋势

上世纪90年代中，全国各地的高层如雨后春笋拔地而起，主要是机组工频楼顶水池供水方式，也就是在楼下设置水池水水池后由水泵机组抽到楼顶水池，再从楼顶水池设置出水管，进入各家各户。传统的城市二次供水方式主要有:

(1)恒速泵直接汲水方式

这种供水方式分两种情况:一种是市政管网的水首先流入蓄水池，然后水泵直接从蓄水池中抽水加压送往用户的方式;另一种是无蓄水池，水泵直接从市政管网中抽水的叠压供水方式，很多情况下没有无负压稳流罐等保护设施，这种供水方式会严重影响市政供水管网的供水压力稳定，甚至会造成管道破裂。同时恒速泵供水方式，水泵全天不停运转，有的甚至夜间也不间断运行，电能浪费严重。恒速泵汲水供水方式结构简单、造价较低，但是能源利用率低、并且有可能对供水管道造成损坏、水压波动较大，因此供水质量比较差。

(2)恒速泵和高位水塔相结合的供水方式

这种供水方式是由离心泵先向高位水塔汲水，再由高位水塔向低位用户供水。为了保证正常供水，水塔的低水位压力要略高于供水所需压力。水塔注满后水泵停止运转，当水塔水位低于某一设定位置时再次启动水泵向水塔抽水，水泵处于断续工作状态。这种供水方式使水泵处于高效运行区，一直工作在额定扬程和额定流量下，这显然比前一种供水方式节能，供水压力也相对比较稳定。但这种恒速泵加高位水塔的供水方式存在以下缺点:

(a)水压不可调节，不能同时兼顾不同时间段用水差异的需要，系统水压不能随用户所需流量和所需压力的变化而改变，故存在很大的电能浪费现象;

(b)水塔造价不菲，前期基建设施投资相当大，占地面积很大;

(c)这种供水系统维护比较困难，一旦系统的水位检测装置故障，水泵将无法进行自动开、停操作，这样水泵的运行控制将完全由人工代劳，此时供水质量将会严重下降，能耗也会相应增加。

(d)水塔供水方式存在水质二次污染的隐患。

(3)恒速泵与高位水箱相结合的供水方式

这种供水方式与高位水塔供水原理相似，只是水箱一般设置在建筑物的顶层，高层建筑还可以在不同楼层设置分水箱。这种供水系统设备投资和占地面积与水塔供水方式相比都有所减少，但在建筑物设计时需要预留水箱位置，会影响建筑的实际使用面积。同时水箱大小受建筑物的限制，容积一般不能过大，所以供水范围有限。其缺点跟高位水塔相似，也存在水质二次污染隐患，供水方式不够灵活，水箱的水位监控装置也易损坏，这样系统的开、停操作也将完全由人工代劳，同样会造成系统的供水质量下降和电能浪费。

(4)恒速泵与隔膜气压罐相结合的供水方式。

这种方式是利用封闭的隔膜气压罐代替高位水塔/水箱蓄水，通过实时监测气压罐内的压力大小来控制水泵的开、停。罐可以直接放置在地上，其占地面积也比水塔/水箱减小很多;而且，隔膜气压罐的成本比水塔要低得多，与水箱比也有优势。它的优点是建设快、灵活性大、防震、可减少水质污染隐患、能减少管道中的噪声和水锤效应;缺点是需要使用张力膜、运行效率低、压力变化大、维护费用高、耗费能量大。以上几种供水方式属于早期的二次供水方式，能源利用率比较差，而且供水方式也不太灵活。

21世纪初，人们开始对水质提出更高的要求，觉得自来水经过楼顶水池多了一个环节污染，开始抛开楼顶水池，使用变频器及PLC对机组恒压控制，将地下水池的水经过变频机组通过管道直接对用户供水，目前变频恒压供水方式在全国使用普遍。因为使用了变频器对机组转速调控，达到了节能的效果，但用水高峰期和低峰期用水量差距很大，变频器都设置了下限频率，可调节的空间也是有限的，且管网水进入水池时的压力完全被浪费掉，没有使用。

这几年，节能低碳越来越受到人们的关注，随着热潮，二次供水也研究出新的技术：罐式叠压给水设备GB/T 叠压供水抛开了楼下楼顶水池，在水泵前设置了容积约为1~2 m³的无负压罐，该技术的核心是使用了管网的进水压力，在此压力的基础上叠加水泵的压力，达到了良好的节能效果。

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