無負壓供水設備的工作原理是：通過微機控制變頻調速來實現恒壓供水。首先根據實際情況設定用水點工作壓力，并時刻監測市政管網壓力，當壓力低于用戶所需壓力時，微機自動控制子變頻器啟動，調節水泵轉速提高，直到管網壓力上升到用戶所需壓力，并控制水泵以一恒定轉速運行進行恒壓供水。當用水量增加時轉速提高，當用水量減少時轉速降低，時刻保證用戶的用水壓力恒定。自來水的壓力越低，水泵的轉速越高；自來水的壓力越高，水泵的轉速越低。當自來水的壓力不小于用戶所需的壓力時，水泵停止運轉。無負壓供水設備在運行過程中充分利用自來水的原有壓力，又保證了用戶供水壓力恒定。設備在運行過程中微機時刻監測市政管網和系統壓力，自動控制真空抑制器及穩流補償器來抑制負壓的產生，既充分利用了市政管網的壓力，又不產生負壓，不對市政管網產生任何不良影響，保證了用水的安全性。無負壓供水設備既能利用自來水管網的原有壓力，又能動用足夠的儲存水量滿足高峰期用水，且不會對自來水管網產生吸力。
① 當 Q 自＞ Q 用時（ Q 自 = 自來水流量； Q 用 = 用戶用水量）
此時水箱蓄水，至設計水位則浮球閥關閉 ( 真空壓力表的讀數為正 ) 。在自來水壓力的作用下止回閥關閉，由此便構成了管道泵供水狀態，此時水泵能有效地借用自來水管道原有的壓力。
② 當 Q 自＜ Q 用時
因水泵的進水口直接與自來水管道相連接，若止回閥未打開，則水泵的進水口處便會產生負壓。由于止回閥的底部壓力小而上部壓力大，故止回閥打開時水箱里的水在重力的作用下流向水泵入水口，此時 O 點的壓力為：
Po=ρg(H-Hr)
式中 H ——水箱水面到止回閥上部的高度
Hr ——止回閥在額定流量下的局部阻力水頭
ρ——水的體積質量
g ——重力加速度
由于止回閥的正向阻力水頭一般小于 5kPa ，因此只要 Hmin ＞ 5 kPa ( 水箱水面到止回閥上部的zui低高度，這可以在設計時得以保證 ) 就能使 O 點的zui小壓力始終為正值，也就保證了自來水管道在水泵對接處始終不會出現負壓。
③ 當 Q 自＝ Q 用時
此為暫時的平衡點，它保持著系統的原有狀態。
