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水泵变频研究背景:2供水方式的演变

2020-05-230

城市自来水供水是保证城市居民和工业用水的基本条件,其水量和水压由城市自来 水厂一次性供水,此供水方式称为一次供水。

而当民用与工业建筑生活引用水对水压、水量的要求超过城镇公共供水或自建设施 供水管网能力时,通过储存、加压等设施经管道供给用户或自用的供水方式称为二次供 水[5]。本文讨论的重点为二次供水中的变频调速供水,下面对二次供水方式的演变进行 简单的回顾和分析。

1.2.1二次供水方式的演变

《二次供水技术规程》CJJ_140-2010中规定:“二次供水系统可采用下列供水方式:

1.     增压设备和高位水池(箱)联合供水;2.变频调速供水;3.叠压供水;4.气压供水。”

在二次供水历史发展过程中,以上四种供水方式的先后顺序为:水泵-水箱联合供 水方式、气压供水方式、变频调速供水方式、叠压供水方式[6]。

水泵一水箱联合供水方式由低位水池、水泵、高位水箱构成,水泵将水从水池加压 送至屋顶水箱,水泵工作点可选在高效区运行。但此类供水方式有两大缺点:

(1)   通常屋顶水箱设在屋面或高出屋面0.5m〜1m,此供水方式给水压力受到水箱设置 高度的限制。随着瓷片式水龙头、家用热水器的普及,用户对水压的要求越来越高,特 别是顶层用户经常会出现水龙头不出水的现象。

(2)   高位水箱里的水二次污染的可能性大,使用户处用水水质不达标的情况时有发 生。

文献[7]中某市卫生局对该市现有的66家二次供水单位,其中含76个高位水箱进行

调查,水样分析,发现卫生达标率在50%〜95.2%之间。多项调查也显示,从自来水厂供 给出来的水水质达标,但经过二次供水加压后从而使水质受到污染的现象屡见不鲜。

为了解决水泵一水箱联合供水方式的问题,于是衍生出了气压供水方式。在上世纪 八十年代气压供水方式掀起高潮,它由水池、水泵、气压水罐组成。气压水罐就是一个 密闭的钢罐,罐的上部是空气、下部贮水,空气可以被水压缩。当水泵将水送到气压水 罐内,上部空气被压缩,水泵到达停泵压力线后停泵,被压缩的空气会将水送至输配水 管网。当罐内水位下降至启泵压力线时,水泵启动,由此周而复始地运行。

气压供水方 式解决了水泵一水箱联合供水方式中顶层用户压力不足,高位水箱水质二次污染的问 题。但是,气压供水方式也存在着自身的缺点。如:水泵的工作压力是在最大工作压力 和最小工作压力之间工作,这就会浪费大量的能量;罐体调节容积小,供水的可靠性不 够好。目前气压供水方式很少再作为建筑(小区)的主供水方式,但是在辅助供水方面 仍然应用很广,比如在夜间小流量(零流量)时,为了避免主泵频繁的启停,这时可以 应用气压供水的方式解决此问题。

随着上个八十年代末变频器问世,变频调速供水迅速在建筑生活供水中广泛应用开 来。建筑给水的特点是:用水量根据时间段的不同而变化,且供水需满足用户流量和压 力的要求。通过对水泵转速的调节既可保证用户所需压力又可保证用户所需流量,而不 是像以前一样通过调节阀门开启度来控制流量,从而可节省消耗在阀门上的能量。因此, 变频调速供水是目前建筑(小区)供水中应用最广泛的供水技术。

随着技术的进步,人们认知的提升,后来在变频调速供水的基础上衍生出叠压供水 技术方式。叠压供水与变频调速供水很相近,变频调速供水方式中,没有利用城市管网

的水压;而叠压供水,充分利用了城市管网的水压。