1.水泵在游泳池及娛樂康體的使用概述

水泵對泳池的循環(huán)過濾系統(tǒng)來說就像人體的心臟，它是系統(tǒng)正常運行的樞紐。選好水泵就要從它的主要性能參數(shù)入手，水泵主要性能參數(shù)是流量、揚程、功率和效率，對于特定的游泳池和SPA的系統(tǒng)來講，它們相互之間隨不同的工作狀態(tài)的變化而變化。只有把握水處理系統(tǒng)的狀態(tài)及其變化規(guī)律，才能選對水泵，使設(shè)備運行和水處理效果都處在最佳狀態(tài)。

循環(huán)水泵：泳池水泵有它的特殊性：大流量低揚程-優(yōu)點：整個管路系統(tǒng)過濾系統(tǒng)穩(wěn)定，節(jié)約用電。安全不吸人。大功率水泵建議使用低轉(zhuǎn)速水泵：優(yōu)點是運行穩(wěn)定，噪音低，節(jié)約用電。水泵的選用必須根據(jù)性能曲線配合砂缸來設(shè)計

按摩水泵：應(yīng)考慮選用耐高溫的水泵，同時也應(yīng)考慮水中的化學(xué)腐蝕，注重維護保養(yǎng)等。

2.離心泵的主要性能參數(shù)

游泳池和Spa的循環(huán)泵和功能泵由于設(shè)計成自灌式，可在忽略水泵的允許吸上真空高度及氣蝕量，其主要性能參數(shù)有：流量、揚程、軸功率和效率。

2.1 流量Q[m3/h] ：水泵流量是單位時間內(nèi)通過水泵出水口處輸出的水量，當(dāng)然它是在水泵抵抗循環(huán)過濾整個系統(tǒng)的壓力、獲得位能和動能的量度，所以流量就是在一定揚程下的流量，不同的壓頭就有不同的流量，揚程高時流量小，而揚程小時流量大。

2.2 揚程H[m]：也稱為水泵的壓頭，單位重量液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。而系統(tǒng)的壓頭在特定的游泳池循環(huán)過濾系統(tǒng)中的變化范圍是一定的，初始過濾時，系統(tǒng)壓頭小，此時流量就大；運行一段時間后，過濾器的攔截物漸漸的阻擋了水流的通道，壓頭就變大，流量也就相應(yīng)變小。進出水口相同管徑的水泵，當(dāng)吸水管上負(fù)壓真空表和出水管上壓力表[1]安裝在相同水平上時，水泵的揚程就是吸程和壓程的總和。影響泵壓頭大小的因素：1.泵的結(jié)構(gòu)（葉輪大小、彎曲程度）；2.轉(zhuǎn)速；3.流量。

2.3 軸功率N[Kw]：馬達(dá)傳給泵軸的功率，也就是泵軸所消耗的功率。

2.4 效率η[%] ：水泵的有效功率Ne（指流體所獲得的機械能的功率）與軸功率之比值稱為效率，η= Ne / N。由于水泵不能把馬達(dá)輸入的功率完全不浪費地傳給水流，在水泵內(nèi)部必然有能量損失，故用效率來衡量能量損失的大小和對能量有效利用的程度，能量損失的原因：1.容積損失；2.水力損失；3.機械損失等。

3.離心泵的特性曲線   

圖1 水泵的特性曲線

3.1 H-Q 曲線，也叫揚程曲線：水泵的揚程曲線是一條下降的曲線，流量隨著揚程的增加而逐漸減小，選泵時常用特性曲線。

3.2 N-Q曲線，軸功率曲線：它是一條上升的曲線，實測軸功率N隨著流量Q的增加而增大，當(dāng)Q=0 時（出水閥門關(guān)閉），軸功率最小N=Nmin，此時稱之為空載功率。關(guān)閉出口閥啟動

目的：防止電機過載和燒壞，減輕對過濾器等下游設(shè)備和管路管件的沖擊。

3.3η-Q 曲線，效率曲線：實測效率曲線具有從最高效率點向兩側(cè)下降的變化趨勢，當(dāng)流量由小變大時，效率曲線先上升，再下降，是具有極值點的曲線。水泵設(shè)計工作點應(yīng)為最高效率點，它所對應(yīng)的數(shù)值稱為最佳工況參數(shù)，高效區(qū)范圍：η實=（0.7-0.9）η，選用離心泵，盡可能在高效區(qū)內(nèi)工作。

“游泳池水泵揚程不得小于送水幾何高度和循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備、管道阻力及流出水頭之和；水泵揚程宜以計算揚程乘以1.10的保證系數(shù)作為選泵。” 在設(shè)計選型上要選擇有足夠富余揚程的水泵，使其能在高效區(qū)域內(nèi)正常工作，這是很必要的。但是，在實際工程設(shè)計和計算中，由于缺乏認(rèn)真研究和分析，在很多情況下都是想當(dāng)然的主觀想象游泳池系統(tǒng)工作狀態(tài)，結(jié)果導(dǎo)致水泵出現(xiàn)運行問題和過濾效果不佳問題，或者造成運行費用增加，甚至水泵不能正常工作。

在游泳池實際工程中，水泵揚程普遍偏高，常常處于低效狀態(tài)運行而不為人們注意，有的則不能正常運行，忽略了過高的富余揚程給水泵本身帶來的危害，所以水泵在使用中出現(xiàn)的某些問題往往與最初的設(shè)計選型有直接關(guān)系，正確選擇水泵揚程對其正常高效運行至關(guān)重要。

4. 水泵揚程和揚程實驗

圖2 水泵的揚程實驗

“每臺水泵的吸水管上應(yīng)裝設(shè)……負(fù)壓真空表；其出水管上應(yīng)裝設(shè)……壓力表” ，由于在游泳池水泵的進出水管上分別安裝了負(fù)壓真空表和壓力表，通過循環(huán)過濾時的壓力表和真空表的讀數(shù)，就可以準(zhǔn)確測量水泵的揚程和系統(tǒng)的壓力，從而根據(jù)水泵曲線查出水泵的流量。

水泵揚程是在大氣壓下的條件下進行的計算，如果有背壓的臭氧投加增壓泵或換熱器的增壓泵的工作時的壓頭損失，不能簡單的按照大氣壓下壓頭損失的計算。由于沒有關(guān)注游泳池工程的特殊性，在游泳池和Spa的工程設(shè)計中，循環(huán)泵和功能泵的計算揚程往往選得過高，與系統(tǒng)實際工作狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，水泵富余揚程過大的問題，當(dāng)水泵的實際工作揚程明顯低于額定工作揚程時，水泵的流量會增加很大，使水泵的功率超過馬達(dá)的功率，使其發(fā)熱甚至?xí)鸟R達(dá)，還會使砂缸的實際流量和濾速過大，影響過濾效果。

4. 水泵富余揚程的問題

如上所述，水泵的揚程包括吸水壓頭和出水壓頭。如果水泵的實際流量和揚程點對應(yīng)的效率η實≥（0.7-0.9）η，可以認(rèn)為水泵處于高效運行狀態(tài)，滿足這一條件的區(qū)域可稱為泵的高效運行區(qū)內(nèi)，在這個運行區(qū)內(nèi)，水泵的各項參數(shù)間的關(guān)系都有一個符合設(shè)計要求的性能曲線。

4.1 水泵與管路系統(tǒng)的工作點：對于管路系統(tǒng)而言，進出管線和管件的摩擦力與流量都有很大的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，某一壓力就對應(yīng)流量需要一個，流量不斷增加，相應(yīng)的壓力也隨之增加，因此在管路系統(tǒng)中，壓力與流量的特性曲線是一條開口向上的拋物線，這條管路特性曲線和水泵中的揚程和流量的關(guān)系曲線的交點，就是我們要研究的水泵在一定管路中的工作點。見下圖

圖3水泵系統(tǒng)的工作點

4.2 游泳池水泵富余揚程時實際工作點：在水處理系統(tǒng)設(shè)計時, 如果選取了過大的富余揚程H3=25米，此時的流量為Q3，它對應(yīng)了設(shè)計的最佳過濾速度; 但是在系統(tǒng)運行時發(fā)現(xiàn)，在反沖洗時系統(tǒng)工作的最大實際壓頭損失H2=15米, 此時的流量為Q2，它對應(yīng)的過濾速度大于了設(shè)計的最佳過濾速度；但是反沖洗之后回到了起始過濾的較小壓頭損失H1=9米，此時的流量Q1就遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計流量Q3，有可能成倍的增加了實際的過濾速度。從濾速與過濾精度的反比關(guān)系可知，Q1對應(yīng)的實際過濾速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計流量Q3所對應(yīng)的過濾速度，所以實際過濾效果就大打折扣了。

4 游泳池水泵富裕揚程時實際工作點

如果我們所選擇的揚程過分富余，實際工作點與設(shè)計工作點就會產(chǎn)生很大的偏差，就會出現(xiàn)許多的問題，更會影響水泵的正常工作和砂缸的過濾精度。過高富余揚程的危害，在某些情況下，不僅僅是嚴(yán)重超載，效率下降的問題，也會因流量增大誘發(fā)汽化和氣蝕，影響正常運行。解決這個問題的主要方法是調(diào)節(jié)出口處閥門，減少開啟度，使實際工作點移至設(shè)計工作點，這時富余揚程就全部消耗在出口閥門上，管路損失增加，這個系統(tǒng)的效率明顯降低，這是非常不經(jīng)濟的。

5. 游泳池和Spa的循環(huán)泵和功能泵的揚程

對于泳池和機房高差在5米之內(nèi)的自灌式循環(huán)過濾系統(tǒng)中，如果按流體力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計時管路時，根據(jù)統(tǒng)計得知，絕大多數(shù)的初始過濾時壓頭為（0.8-1）±1bar，反沖洗的壓頭為（1.2-1.4）±1bar，最大反沖洗壓頭1.5±1bar，所以水泵揚程的選取在15—17米時才是符合一般正常場合游泳池循環(huán)過濾工況的（已包括了1.10倍的揚程保證系數(shù)）。而對于功能泵的揚程選取上，要實測噴頭出口處的實際壓力和流量，調(diào)整水泵的工作狀態(tài)，已達(dá)到設(shè)計的壓力和流量。

6.水泵使用技巧

游泳池和Spa水泵富余揚程過大時，會影響過濾精度、造成人體傷害，還會過載過熱、燒壞馬達(dá)，汽化氣蝕、損壞水泵和管路系統(tǒng)。對于新設(shè)計的游泳池和水療，要根據(jù)實際工程實際，把各種因素綜合考慮后進行揚程計算，不能想當(dāng)然。對于已經(jīng)運行的系統(tǒng)，核查泵前真空表和泵后壓力表的讀數(shù)，確定實際工作的系統(tǒng)壓頭，對存在較大問題的要做必要的如下處理：

6.1更換水泵，選用與實際工作揚程和流量相近的水泵。

6.2切削并縮小葉輪外徑，降低水泵的額定揚程，使其與水泵的實際工作揚程相近。縮小葉輪的的直徑的公式為（水泵的切割定律）：

式中：d1—葉輪縮小后直徑

d0—原葉輪直徑

h1—水泵實際工作揚程

h0—水泵原額定揚程

6.3水泵啟動前，把水泵出水管上的閥門（該閥門位于泵后砂缸前）關(guān)閉，啟動馬達(dá)，待水泵運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，逐漸開啟閥門。

6.4通過控制出水口閥門的開啟大小，減少水泵的流量，從而減少水泵負(fù)載和發(fā)熱量。

7. 循環(huán)水泵在規(guī)范中的要求注意的事項

7.1 池水循環(huán)凈化系統(tǒng)的循環(huán)水泵、水上游樂設(shè)施的功能循環(huán)水泵和水景系統(tǒng)的循環(huán)水泵應(yīng)分開設(shè)置。

7.2 池水循環(huán)凈化系統(tǒng)循環(huán)水泵的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）水泵的額定流量不應(yīng)小于計算出的池水循環(huán)凈化處理系統(tǒng)的循環(huán)水流量，保證該池池水循環(huán)周期所需要的流量；

（2） 水泵的揚程不應(yīng)小于送水幾何高度、循環(huán)凈化處理系統(tǒng)設(shè)備和管道系統(tǒng)阻力及水池進水口所需流出水頭之和乘以1.10的安全系統(tǒng)的計算值；

（3） 水泵應(yīng)為高效節(jié)能、耐腐蝕、低噪音的泳池專用變頻調(diào)速水泵；

（4） 壓力顆粒過濾器的循環(huán)水泵不宜少于2臺，且宜設(shè)置備用泵并能與工作泵交替運行；

7.3 石英砂過濾器的反沖洗水泵，宜采用池水循環(huán)水泵工作泵與備用泵并聯(lián)運行工況設(shè)計，并按單個過濾器反沖洗時所需要的流量和揚程校核調(diào)整循環(huán)水泵的工況參數(shù)。

7.4 水上游樂池游樂設(shè)施的功能循環(huán)水泵的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 供應(yīng)滑道潤滑水的水泵必須設(shè)置備用水泵，并能交替運行；

（2） 環(huán)流河推流水泵按多臺水泵并聯(lián)同時運行工況設(shè)計時，可不設(shè)置備用水泵。

7.5 水景給水水泵應(yīng)按多臺泵并聯(lián)運行工況設(shè)計，可不設(shè)置備用水泵。

7.6 池水凈化循環(huán)水泵、游樂設(shè)施功能循環(huán)水泵及水景循環(huán)水泵的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）應(yīng)設(shè)計成自灌式，且每臺水泵應(yīng)設(shè)置獨立的吸水管；

（2） 逆流式循環(huán)時應(yīng)靠近均衡水池；順流式池水循環(huán)方式時應(yīng)靠近游泳池的回水口處或平衡水池；

（3） 每臺水泵應(yīng)配置下列附件：

a）吸水管上應(yīng)裝設(shè)可曲撓軟接頭、閥門、毛發(fā)捕集器和真空壓力表；

b）出水管上映裝設(shè)可曲撓軟接頭、止回閥、閥門和壓力表；

c）水泵進、出水管上應(yīng)先安裝變徑管再安裝其他附件。

（4）從池底直接吸水的水泵吸水管上應(yīng)設(shè)置專用的防吸裝置；

（5）水泵機組和管道應(yīng)設(shè)置減震和降低噪聲的裝置。