我國長期以來在市政供水、工業(yè)生產(chǎn)供水等方面技術(shù)比較落后,舊有的供水方式都不同程度的存在一些缺點(diǎn),如自動(dòng)化程度低、效率低、性差等等,阻礙了其發(fā)展。同時(shí),在水的供求方面也不盡合理,比如在用水高峰期,由于水的供給難以滿足需求量,出現(xiàn)水壓降低,供不應(yīng)求的現(xiàn)象;相反,在用水低峰期,水壓升高不僅使能量浪費(fèi),同時(shí)有可能導(dǎo)致用水設(shè)備損壞和水管爆裂。溝槽蝶閥在新的供水系統(tǒng)中起著很重要的作用。
傳統(tǒng)的供水方式可分為三種:包括恒速泵加壓供水、高位水塔供水和氣壓罐供水。(1)恒速泵加壓供水方式是在二次加壓供水處建立蓄水池,使用恒速水泵從其中抽水加壓送至用戶,這種供水方式雖然結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低,但效率低下、耗電量大、自動(dòng)化程度不高,水泵的增減大都依靠人工進(jìn)行操作,電機(jī)硬啟動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng),而且為了滿足用戶用水要求,機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),尤其在用水量較少時(shí),管網(wǎng)壓力升高,爆損現(xiàn)象嚴(yán)重。(2)氣壓罐供水是通過監(jiān)測封閉的氣壓罐內(nèi)壓力以控制泵的啟停來運(yùn)行的,這種供水方式體積小、技術(shù)簡單,封閉的氣壓罐避免了水質(zhì)的二次污染,但此供水方式調(diào)節(jié)量小、水泵啟動(dòng)頻繁,電氣和機(jī)械沖擊較大,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,從而限制了其發(fā)展。(3)高位水塔供水要建造水塔,水泵先從城市管網(wǎng)抽水向水塔/水箱蓄水,然后水塔/水箱由高處向用戶供水,這種供水方式的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行合理、易于控制,目前主要應(yīng)用于高層建筑,但建設(shè)水塔投資大,維護(hù)不方便,供水壓力也不可隨意調(diào)整。
如今,國內(nèi)有許多做變頻恒壓供水系統(tǒng)的研究,系統(tǒng)根據(jù)用戶的用水情況采用閉環(huán)調(diào)節(jié),通過采集管網(wǎng)壓力信號送至處理器,根據(jù)偏差輸出高低驅(qū)動(dòng)變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,達(dá)到對多臺水泵的循環(huán)控制。在選用控制器時(shí),有的采用單片機(jī)控制,并配置變頻器以及相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng),但這種系統(tǒng)的延展性不足,穩(wěn)定性和抗干擾性較差,故不常使用;有的采用恒壓供水專用變頻器,利用變頻器和PID閉環(huán)控制功能相結(jié)合,配以壓力傳感器作為反饋裝置,這種控制方式結(jié)構(gòu)簡單,經(jīng)濟(jì)節(jié)約,但其帶負(fù)載能力較差,通信功能不足,平時(shí)限用于控制要求不高、用水量少的供水場所;有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件控制,這種供水系統(tǒng)可靠,廣泛應(yīng)用于如今的工業(yè)系統(tǒng)和生活用水中,但其未能實(shí)現(xiàn)較大程度的節(jié)能。
在二次供水加壓技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下,無塔供水設(shè)備得到了迅速的進(jìn)步,包括氣壓式無塔供水設(shè)備、無負(fù)壓供水設(shè)備、變頻供水設(shè)備等。這里無塔指的是沒有高位水塔,但無塔供水是單一的變頻供水設(shè)備,無塔供水設(shè)備配置了穩(wěn)流罐、真空消除器、氣壓罐、止回閥、
溝槽蝶閥等,當(dāng)其投入使用時(shí),自來水管網(wǎng)的水進(jìn)入穩(wěn)流罐,罐內(nèi)空氣從真空消除器自動(dòng)排出,待水充滿后,真空消除器自動(dòng)關(guān)閉,當(dāng)自來水管網(wǎng)壓力滿足供水要求時(shí),系統(tǒng)由旁路用水管直接向用戶供水(即系統(tǒng)可利用市政管網(wǎng)的原有壓力直接給用戶供水),當(dāng)自來水管網(wǎng)壓力不滿足供水壓力時(shí),根據(jù)系統(tǒng)壓力信號,啟動(dòng)加壓泵自動(dòng)調(diào)節(jié)供水,當(dāng)在用水高峰期時(shí),穩(wěn)壓罐內(nèi)的水在氣壓的作用下也能補(bǔ)給供水,避免水泵的頻繁啟閉,此時(shí)空氣由真空消除器進(jìn)入穩(wěn)壓罐,防止自來水管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓。此設(shè)備采用水氣自動(dòng)調(diào)節(jié),與自來水管網(wǎng)自動(dòng)并網(wǎng),停電后仍可供水,達(dá)到了意義上的節(jié)能降耗,據(jù)統(tǒng)計(jì),無塔供水設(shè)備比建造高位水塔/水箱節(jié)約投資60%~70%。
根據(jù)供水系統(tǒng)的控制要求和要實(shí)現(xiàn)的功能確定所需模塊(包括PLC控制器、泵機(jī)組、變頻器、傳感器、
溝槽蝶閥等),建立無塔恒壓供水系統(tǒng)模型,分析無塔供水系統(tǒng)模型的節(jié)能原理,確定供水系統(tǒng)控制方案以及在運(yùn)行中的水泵的循環(huán)及切換條件。因此,對于結(jié)合變頻技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù),同時(shí)能適用于不同用水場合的供水系統(tǒng)研究還不夠深入,以可編程控制器(PLC)控制的水泵機(jī)組將無塔裝置與變頻調(diào)速結(jié)合的無塔恒壓供水系統(tǒng),不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)約系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,有的應(yīng)用前景。