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变频勿忘气压罐

变频勿忘气压罐

  随着科技的发展,新技术产品的出现并广泛应用于给排水领域(如:变频器、可编程序控制器、LOGO、触摸屏(人机界面)、模糊控制器等),使给水设备在技术上产生革命性的飞跃。同时,新产品的应用也使给排水设备在结构以及控制方式上多种多样。当变频出色的“变量恒压”功能被人们接受时,“恒压”在生活给水设备的体现越明显。于是变频给水设备在结构上较多采用“水泵+管阀件+变频电控柜”的形式。那么,变频给水设备是否需要气压罐作为设备的一部分呢?答案是肯定的。
  大家知道,生活用水不比生产用水定时定量,用水变化曲线较大,具有显明的时间段,因此,生活给水设备应具有“多用水、多耗电;少用水、少耗电”的功能。同时变频在正常用水阶段无可争议;用水低潮及夜间用水量很少时,配置气压罐的给水设备可与水泵相互协调,由气压罐进行补充;而无气压罐的变频给水设备依靠水泵低速运转来保证管网恒压,与工频电网驱动水泵运转相比具有节能作用。但“水泵+管阀件+变频电控柜”的结构形式并不能作到“不用水、不耗电”。因此,这种节能是“假节能。”如何在用水极少的情况下合理的设计能够延长水泵的睡眠时间、降低水泵损耗、延长水泵寿命、最大限度节能应作为设计的重点。因此,本人认为变频给水设备应配置气压罐。
  气压罐在变频给水设备中到底起什么作用呢?
  一、气压罐是水泵间息工作的前提条件
  气压罐——利用波义耳(Robert Boyle)气体定律:PV/T=n(P-压力,V-气压罐气体体积,T-温度);在一定温度下气体压力(P)与容积(V)乘积等于常数的原理,利用水压缩性极小的性质,用外力将水储存在罐内,气体受到压缩压力升高,当外力消失压缩气体膨胀可将水排除。
  众所周知,生活管网末端阀门很难作到滴水不漏,因此,无设置气压罐的给水设备或系统,由管网自身的压力水维持系统压力。由于水的压缩比远远小于气体,当管网有小流量的泄漏可造成压力大幅度的下降,可使水泵频繁启动。如九十年代前,气压罐在生活给水设备的使用比例较大,气压罐缓解了水泵频繁启动,同时在水泵的设置上也有存在大小泵组合,按需启动、协调工作。其合理的解决了水泵供水、缓解水泵频繁启动。由于变频的应用,设备控制水泵因需而供(变量恒压)。零流量时变频控制水泵低速保证管网“恒压”,利用这一点,不再设置气压罐的变频给水设备就必须有一台水泵24小时不停工作或频繁启动来保证管网的压力,因此,气压罐是保证水泵正常休息并延长间息时间的前提。
  二、气压罐的体积决定了水泵睡眠的时间
  (a)气压罐体积决定了在一定压力范围内补充管网的水量;在管网泄露流量(L/S)一定的情况下,气压罐的体积大小决定了水泵再启动间息时间的长短,体积越大,间息时间越长;因此,选择体积稍大的气压罐可延长水泵的睡眠时间。
  (b)正确认识气压罐体积的大小。
  体积过大的气压罐,也会带来负面影响:增加资金投入、维护不便、充气时间长等。例:生活管网变频恒压值为P1=0.5MPa,压力下限(水泵再启动压力)P2=0.35MPa,在正常情况下,假设管网泄漏5L/h,在夜间水泵停止工作按7h(22:00-5:00)计算,泄漏为35L,那么,如果气压罐在P1P2=0.15MPa压力范围内的调节水量大于35L,可保证水泵睡眠7小时。因此,选用调节水量在35~50L左右的气压罐是比较合适的。如选用调节水量大大超出50L(上述压力范围内)的气压罐,虽然水泵的间息工作时间更长,但超过7小时已经开始进入用水阶段,延长睡眠时间已无意义。与此相比,配套的小气压罐与过大体积气压罐具有使水泵相同的间息时间,因此,不是气压罐体积越大效果越好。
  应指出,《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88对生活给水设备水泵的启动频率未作规定,因此,在用水量较少时段内,对于气压罐的体积并非按照7小时、5小时、或者4小时计算的调节水量进行选择;应因地制宜,根据系统流量、水泵功率、建筑面积等多方面考虑合理布置,但也要防止为了追求超长睡眠时间而使气压罐体积过大。
  综上所述,建议“变频”勿忘“气压罐”,使“水泵+管阀件+小气压罐+变频电控柜”形式的设备更好的服务千家万户。以上建议与大家探讨!
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