水泵變頻研究背景:2供水方式的演變
2020-05-230
城市自來水供水是保證城市居民和工業(yè)用水的基本條件,其水量和水壓由城市自來 水廠一次性供水,此供水方式稱為一次供水。
而當民用與工業(yè)建筑生活引用水對水壓、水量的要求超過城鎮(zhèn)公共供水或自建設施 供水管網(wǎng)能力時,通過儲存、加壓等設施經管道供給用戶或自用的供水方式稱為二次供 水[5]。本文討論的重點為二次供水中的變頻調速供水,下面對二次供水方式的演變進行 簡單的回顧和分析。
1.2.1二次供水方式的演變
《二次供水技術規(guī)程》CJJ_140-2010中規(guī)定:“二次供水系統(tǒng)可采用下列供水方式:
1. 增壓設備和高位水池(箱)聯(lián)合供水;2.變頻調速供水;3.疊壓供水;4.氣壓供水。”
在二次供水歷史發(fā)展過程中,以上四種供水方式的先后順序為:水泵-水箱聯(lián)合供 水方式、氣壓供水方式、變頻調速供水方式、疊壓供水方式[6]。
水泵一水箱聯(lián)合供水方式由低位水池、水泵、高位水箱構成,水泵將水從水池加壓 送至屋頂水箱,水泵工作點可選在高效區(qū)運行。但此類供水方式有兩大缺點:
(1) 通常屋頂水箱設在屋面或高出屋面0.5m?1m,此供水方式給水壓力受到水箱設置 高度的限制。隨著瓷片式水龍頭、家用熱水器的普及,用戶對水壓的要求越來越高,特 別是頂層用戶經常會出現(xiàn)水龍頭不出水的現(xiàn)象。
(2) 高位水箱里的水二次污染的可能性大,使用戶處用水水質不達標的情況時有發(fā) 生。
文獻[7]中某市衛(wèi)生局對該市現(xiàn)有的66家二次供水單位,其中含76個高位水箱進行
調查,水樣分析,發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生達標率在50%?95.2%之間。多項調查也顯示,從自來水廠供 給出來的水水質達標,但經過二次供水加壓后從而使水質受到污染的現(xiàn)象屢見不鮮。
為了解決水泵一水箱聯(lián)合供水方式的問題,于是衍生出了氣壓供水方式。在上世紀 八十年代氣壓供水方式掀起高潮,它由水池、水泵、氣壓水罐組成。氣壓水罐就是一個 密閉的鋼罐,罐的上部是空氣、下部貯水,空氣可以被水壓縮。當水泵將水送到氣壓水 罐內,上部空氣被壓縮,水泵到達停泵壓力線后停泵,被壓縮的空氣會將水送至輸配水 管網(wǎng)。當罐內水位下降至啟泵壓力線時,水泵啟動,由此周而復始地運行。
氣壓供水方 式解決了水泵一水箱聯(lián)合供水方式中頂層用戶壓力不足,高位水箱水質二次污染的問 題。但是,氣壓供水方式也存在著自身的缺點。如:水泵的工作壓力是在最大工作壓力 和最小工作壓力之間工作,這就會浪費大量的能量;罐體調節(jié)容積小,供水的可靠性不 夠好。目前氣壓供水方式很少再作為建筑(小區(qū))的主供水方式,但是在輔助供水方面 仍然應用很廣,比如在夜間小流量(零流量)時,為了避免主泵頻繁的啟停,這時可以 應用氣壓供水的方式解決此問題。
隨著上個八十年代末變頻器問世,變頻調速供水迅速在建筑生活供水中廣泛應用開 來。建筑給水的特點是:用水量根據(jù)時間段的不同而變化,且供水需滿足用戶流量和壓 力的要求。通過對水泵轉速的調節(jié)既可保證用戶所需壓力又可保證用戶所需流量,而不 是像以前一樣通過調節(jié)閥門開啟度來控制流量,從而可節(jié)省消耗在閥門上的能量。因此, 變頻調速供水是目前建筑(小區(qū))供水中應用最廣泛的供水技術。
隨著技術的進步,人們認知的提升,后來在變頻調速供水的基礎上衍生出疊壓供水 技術方式。疊壓供水與變頻調速供水很相近,變頻調速供水方式中,沒有利用城市管網(wǎng)
的水壓;而疊壓供水,充分利用了城市管網(wǎng)的水壓。