无动力（自然能）水泵装置及系统

任务来源：

技术领域：农村水利

技术来源：自主研发。

技术原理

通过借助于水流能量的收集、转换及利用，让水流内被裹挟的气体随水流状态的变化，可以伴随水流运动或是溢出水流外，这个过程中伴有能量的转换，最直接的表现形式为无能耗（自然能）泵水和曝气。装置分为倒U形和正U形两种形式：①倒U形装置的进气管道内通过控制进气量能够形成稳定的负压气流，在倒U管装置的体型尺寸确定的情况下，其进气管内的负压和风速的调节范围与倒U型管进、出口的水位差及倒虹吸名义高度有关，在实验检测范围内进出口水位差和倒虹吸名义高度越大，进气管道的负压调节幅度越大；②正U型管装置的排气管道内通过控制排气量能够形成稳定的正压气流，实验条件下排气管道内的最大气压随着下游竖管的增加而增大。另外，倒虹吸式水泵与倒U型管装置组合后具有抽水功能。

技术特色

（1）不消耗任何电力、燃油资源。
（2）无任何排放。
（3）无任何转动部件。
（4）高扬程而无需高强度管材。
（5）连续工作时间以年计算。
（6）设备寿命周期长。

技术指标

（1）水力能转换为气体压差能的液气能效率可达82.4%。
（2）液气能节电曝气氧利用率可达72%。
（3）液气能无电泵水已实现高扬程大流量。
（4）液气能节电曝气机产生的气泡绝大部分为超微气泡。

应用范围及前景

适合节电曝气增氧处理污水、水产增氧等。
无能耗水泵的综合费用仅为传统电力水泵的10%。国内灌溉面积约9亿亩农田，有五分之一使用无能耗水泵，就需要72万台每小时抽水量为50m³的无能耗水泵，每个月所节约的电费为28亿元。我国处理污水曝气年能耗50亿kW·h，采用电力液气能节电曝气可以减少能耗20亿kW·h，同时可以节省曝气设备投资1.5万亿元。液气能曝气应用于水产增氧，不仅每年可以减少能耗15亿kW·h，更可以实现池塘上下层水大循环，改善水质，生产绿色水产品。在工业泵水、微灌节水工程、农林、水土保持等方面的应用，每年会产生不低于500亿元的直接市场效益，是低碳甚至无碳产业的典型代表。可见，该技术的产品，应用前景广阔。
典型应用案例：
南掌村灌溉工程，沙湾节水灌溉工程，碧海污水厂液气能节电处理污水，攸太村灌溉工程，渔溪镇液气能绿色水产养殖项目。

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翟爱民

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北京水创新能科技有限责任公司

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