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泳池水净化系统中不可不知的水锤效应(二)

2017-09-27

泳池设计和设备安全对于一个泳池来说都是至关重要的!
好的设计是泳池建造的前期基础,而泳池要选什么样的泳池设备,则会影响到日后经营的维护成本及利润的可观性!
 
在上次法思乐小编为您阐述了什么是水锤效应?以及由什么原因导致的?这篇文章继续为您讲述在泳池设计中还有哪些情况会产生水锤效应及解决办法的探讨!
 
不同高差产生的水锤效应
    游泳池与机房的落差在现实情况中是真实存在的,落差越高,产生的压强会越大,对设备的损耗也会越快(一般10米的垂直水柱会产生0.1Mpa的压力)!而常规沙缸过滤器的最大工作压力为0.25Mpa(也可定制0.4Mpa沙缸),可想而知,如果是这种情况下即使设备在停止状态,管道内的静压对设备也是有影响的!
    那么这次法思乐小编为您搜集了在泳池设计中会遇到的以下三种情况,及系统解决方案的探讨。
 
一、正常落差约5米时的压力过滤系统
    有压管路系统中水锤效应及其复杂,在游泳池工程实践中,为了使问题简化,本文只探讨由于泳池与机房落差所选用的不同循环系统方案。
 
 这是落差为5米时的情况,此时的静压约为0.05Mpa,所以在压力表读数所反映才系统总的压头里也应该包括了这个数值,也可以把此时的静压忽略不计。
 
5米落差图
大落差时对过滤系统的特殊处理
    如果泳池到机房的落差很大时,水的静压也就不能忽略了,管道加长后水击的风险相应加大,以下探讨落差约为10米的负压过滤系统和落差约为20米的重力过滤系统,以防止水泵启动水锤的水击现象。
 
二、落差约10米的负压过滤系统
    如果泳池到机房的落差为10米时,由于管道长度增加了很多,沿程阻力和局部阻力也要相应增大,此时的静压也增加为0.1Mpa,如果采用上述的压力过滤系统和同样的水泵,在水泵启动时不到1秒钟的时间里,由于水流水压的瞬时冲击,就造成了水泵更大的启动水锤,如果还采用压力过滤的循环过滤系统,石英砂过滤器、泵体和管件常常会被水击而损坏。
此时可以采用石英砂过滤器的负压过滤系统,如图所示。这样可以减少对砂缸的水击现象,对砂缸起到一定的保护作用。但是采用负压过滤系统,在反冲洗时,要考虑特殊的泵后三通排污或采用专用反冲洗水泵。由于反冲洗时切断了原来的循环过滤系统、只打开均衡水箱—水泵—砂缸—市政排污的很短的管道系统,反冲洗时砂缸砂层膨胀又使其阻力变小,此时砂缸的承压很小。 
10米落差图
 
当然,由于泳池与机房的落差10米时的静压为0.1Mpa,在压力过滤时,砂缸初始压力约为0.08—0.1Mpa,所以利用重力的静压0.1Mpa就可以进行重力过滤。
 
三、落差约20米的重力过滤系统
    如果泳池到机房的落差为20米时,由于管道长度进一步增加,沿程阻力和局部阻力也增大了很多,此时的静压也增加为0.2Mpa,如果采用上述的压力过滤系统和同样的水泵,在水泵启动时不到1秒钟的时间里,由于水流水压的瞬时冲击,就造成了水泵巨大的启动水锤,如果还采用压力过滤的循环过滤系统,石英砂过滤器、泵体和管件会很容易被水击而损坏。此时如果采用负压过滤的方式,虽然对水锤的影响会消除一些,但是它存在负压过滤时流量不易掌握和控制、反冲洗系统不易实现等缺点。此时可以采用石英砂过滤器的重力过滤系统,如图所示。
20米落差图
 
石英砂过滤器的重力过滤系统,其池水靠重力的作用从溢水槽经过砂缸过滤后流入均衡水箱,这是一个开式的水系,目的是靠重力实现过滤;此时整个系统里存在着两个水系,另一个水系是通过提升泵把过滤后的净水提升到游泳池里,它还要同时完成净水的加热、氯消毒和臭氧消毒等功能。 
 
 水位控制的3个节点是低位报警、自动停泵、自动补水,中位自动启动砂缸前的电动阀、自动开启提升泵,高位报警、自动排水、自动关闭砂缸前的电动阀。在砂缸前同时安装手动流量调节阀和电动阀,当电动阀打开时,根据流量计的流量来调节手动流量调节阀,使调节的流量与砂缸设计的循环流量相等,这就是手动流量调节阀所需的固定位置。当然,在砂缸前的电动阀之前,安装流量阀和减压阀也很重要,使压力约为0.1Mpa、流量等于设计的循环流量。
 反冲洗就可直接利用池水的重力来进行,由于此时水流方向是从砂缸底部向上部反向冲洗,原来过滤循环时的沙层压紧状态变成了沙层膨松状态,阻力降低;又因为反冲洗是排污管直接从砂缸的多项阀排出,池水就无需经过过滤时的后续管道,使实际的管道变短,压力损失大大的降低,所以在反冲洗时总的压降很小,反冲洗流量和强度都会得到较大的加强,能够满足反冲洗的要求。
 
分析和讨论
  在常规情况下,水泵等各种设备靠近游泳池,层高约为5米时,可以采用压力过滤系统,水泵应选择低扬程大流量水泵,按标准设计的管道和选用的砂缸,不会因为开泵停泵所产生的水锤破坏砂缸等设备和管阀。
  如果泳池到机房的落差为10米时的静压为0.1Mpa,由于管道阻力增大,静压也增加为0.1Mpa,此时可采用石英砂过滤器的负压过滤系统,在工作运行时就可以抵消一部分压力,已达到使用要求。在压力过滤时,砂缸初始压力约为0.08—0.1Mpa,所以利用重力的静压0.1Mpa就可以进行重力过滤。
  如果泳池到机房的落差为20米时,由于管道长度进一步增加,沿程阻力和局部阻力也增大了很多,此时的静压也增加为0.2Mpa,开泵停泵、开关阀门时,水流速度发生急大的变化,就引起的较大的水锤,可以破坏过滤设备、管道、水泵和阀门,这时就可以采用石英砂过滤器的重力过滤系统来实现其运行。 
 
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