泵的知识

随着人类（lèi）社会的进步带来科技快速的发展，新技术（shù）产（chǎn）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、触摸屏(人机（jī）界面)、模糊控制（zhì）器等，使（shǐ）给水设备在技术（shù）上（shàng）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。当变频给水设备（bèi）出色的“恒压变量”功能（néng）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（pín）给水设备在结（jié）构上较多采用“水泵组＋变频电控柜”的形式（shì）。那么，变频给水设备（bèi）是否需要气压罐作为设备的（de）一部分呢？
　　一般来说，和生产用水（shuǐ）定时定量供应不（bú）同，生活用水量变化曲线较大，而且具有明显的时（shí）间（jiān）特性，因此，生活给水设（shè）备应具有“多用水、多耗电；少用（yòng）水、少（shǎo）耗电”的（de）节（jiē）能特（tè）点。一般来（lái）说变频给（gěi）水设备在正常用水阶段，水泵一（yī）般工作在高速（sù）段（duàn）（同（tóng）时也是高效区），对于水泵功耗基本无争议（yì）；用水低谷及夜间用水（shuǐ）量很少（或（huò）无人用水，但管网（wǎng）总（zǒng）有一定（dìng）泄漏）时，水泵因进入低速运转，工况偏离高效（xiào）区（qū），节能（néng）效果不佳；就算管网（wǎng）做（zuò）到完（wán）全密封无泄漏，没（méi）有配置气压（yā）罐的变频给水设备依靠水泵低速（sù）运转来（lái）保证管网恒压，也就是说，就算用户（hù）不用水，管网（wǎng）无水流，为了保证管网的压力，水泵也（yě）必须维持一（yī）定的低转速运行，此（cǐ）时水泵所消耗的（de）电能全（quán）部都浪费掉了――这类（lèi）似于我们的举重运动员在杠铃举起来后保持举姿三秒时的状态，虽说此时没有做功，但运（yùn）动员依然需要出（chū）力（lì）。
为了减少给水设备（bèi）小流量或零（líng）流量时水泵的能耗（hào），生活变（biàn）频给（gěi）水设备一定要配置稳压气压罐，在小流量（liàng）或（huò）零流量供水（shuǐ）时，由气压（yā）罐稳压补充。
那么、气压罐在变频给水设备中到底起什么作用（yòng）呢?
　　一、气压罐是水泵可以进（jìn）入睡眠的前提（tí）条件
　　气压（yā）罐——利用波义耳(Robert Boyle)气体定律（lǜ）：
PV/T=n；
(P－压力，V－气压罐气体体积，T－温度)；
在一定温度下气（qì）体压力(P)与容积（jī）(V)乘（chéng）积等于常数的原理，利用水（shuǐ）的压缩性（xìng）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（suō）气体（tǐ）膨胀可将水排除。
　　众所周知，生活管网末端阀门很难作（zuò）到滴水不漏，因此，无气压（yā）罐的给（gěi）水设备（bèi）或系统，由管网（wǎng）自身（shēn）的压力水维持系统（tǒng）压力。由于水（shuǐ）的压缩比远远小于气体，当管网有小流（liú）量的泄漏可造成压力大幅度的（de）下降，可使水泵频繁启动。如工频泵直接向（xiàng）用户供水，就必需配备气压罐，缓解水泵（bèng）频繁启动。由于变（biàn）频的应用，设备控制水泵因需而供(变量（liàng）恒压)。零流（liú）量时变频控制水泵低（dī）速（sù）保证管网（wǎng）“恒压”，利用这一点，不再（zài）设（shè）置气压罐的变频给水设备就必须（xū）有一台（tái）水泵24小时不停工作或频繁启动来保证管网的（de）压力，因此，气压罐是保（bǎo）证水泵正常休息并延长睡眠（mián）时间（jiān）的前提。
　　二、气压罐的体积决定了水泵睡眠的时间
　　(a)气（qì）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（qì）压罐的体（tǐ）积大小决定了水（shuǐ）泵再启动间息时间的长短，体（tǐ）积越大（dà），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（shí）间。
　　(b)正确认识（shí）气压罐体积的大小。
　　体积过大的气压罐，会增加资金投入、维护不便、充气时间长等（děng）。例：生活管网变频恒压值为P1=0.5MPa，压力下限(水（shuǐ）泵再启动压力)P2=0.35MPa，在正常情况下，假设管网泄（xiè）漏5L/h，在夜间水泵停（tíng）止工作按7h(22:00－5:00)计算，泄漏为35L，那么（me），如果气压罐（guàn）在P1P2=0.15MPa压力范围内的调节水量大于35L，可（kě）保证水泵睡眠7小时。因此，选（xuǎn）用调节水量在35～50L左右（yòu）的气压罐是比（bǐ）较合适的。如选用（yòng）调节水量（liàng）大大超出50L(上述压力范围内)的气压罐，虽然水泵的间（jiān）息（xī）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（shuì）眠时间已无意义。与此相比，配套的（de）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，气压罐体积配置过（guò）大也不必要。
　　应指出，《建筑给水排水设计规范》GBJ15－88对生活变频调速给水设备水泵的（de）启动（dòng）频率（lǜ）未作规定，因此，在用水（shuǐ）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（suàn）的调节水量（liàng）进行（háng）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（miàn）考虑合理布置。
　　综上所述，对于生活变频给水设备来说，如何在用水极少的情况下合理的配置气压罐，是延长水（shuǐ）泵的睡眠时间、降低水泵（bèng）损耗、延长水泵寿命的重要因素。