1.水泵在游泳池及娛樂(lè)康體的使用概述

水泵對(duì)泳池的循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就像人體的心臟，它是系統(tǒng)正常運(yùn)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(yáng)程、功率和效率，對(duì)于特定的游泳池和SPA的系統(tǒng)來(lái)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(duì)水泵，使設(shè)備運(yùn)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(yáng)程-優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)管路系統(tǒng)過(guò)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(diǎn)是運(yùn)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(lái)設(shè)計(jì)

按摩水泵：應(yīng)考慮選用耐高溫的水泵，同時(shí)也應(yīng)考慮水中的化學(xué)腐蝕，注重維護(hù)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(jì)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(yáng)程、軸功率和效率。

2.1 流量Q[m3/h] ：水泵流量是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(guò)濾整個(gè)系統(tǒng)的壓力、獲得位能和動(dòng)能的量度，所以流量就是在一定揚(yáng)程下的流量，不同的壓頭就有不同的流量，揚(yáng)程高時(shí)流量小，而揚(yáng)程小時(shí)流量大。

2.2 揚(yáng)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(guò)濾系統(tǒng)中的變化范圍是一定的，初始過(guò)濾時(shí)，系統(tǒng)壓頭小，此時(shí)流量就大；運(yùn)行一段時(shí)間后，過(guò)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(jìn)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(shí)，水泵的揚(yáng)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(jī)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(fèi)地傳給水流，在水泵內(nèi)部必然有能量損失，故用效率來(lái)衡量能量損失的大小和對(duì)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(jī)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(yáng)程曲線：水泵的揚(yáng)程曲線是一條下降的曲線，流量隨著揚(yáng)程的增加而逐漸減小，選泵時(shí)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(shí)測(cè)軸功率N隨著流量Q的增加而增大，當(dāng)Q=0 時(shí)（出水閥門關(guān)閉），軸功率最小N=Nmin，此時(shí)稱之為空載功率。關(guān)閉出口閥啟動(dòng)

目的：防止電機(jī)過(guò)載和燒壞，減輕對(duì)過(guò)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(shí)測(cè)效率曲線具有從最高效率點(diǎn)向兩側(cè)下降的變化趨勢(shì)，當(dāng)流量由小變大時(shí)，效率曲線先上升，再下降，是具有極值點(diǎn)的曲線。水泵設(shè)計(jì)工作點(diǎn)應(yīng)為最高效率點(diǎn)，它所對(duì)應(yīng)的數(shù)值稱為最佳工況參數(shù)，高效區(qū)范圍：η實(shí)=（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(yáng)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(yáng)程宜以計(jì)算揚(yáng)程乘以1.10的保證系數(shù)作為選泵?！?在設(shè)計(jì)選型上要選擇有足夠富余揚(yáng)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(shí)際工程設(shè)計(jì)和計(jì)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(yùn)行問(wèn)題和過(guò)濾效果不佳問(wèn)題，或者造成運(yùn)行費(fèi)用增加，甚至水泵不能正常工作。

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

4. 水泵揚(yáng)程和揚(yáng)程實(shí)驗(yàn)

圖2 水泵的揚(yáng)程實(shí)驗(yàn)

“每臺(tái)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(jìn)出水管上分別安裝了負(fù)壓真空表和壓力表，通過(guò)循環(huán)過(guò)濾時(shí)的壓力表和真空表的讀數(shù)，就可以準(zhǔn)確測(cè)量水泵的揚(yáng)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(yáng)程是在大氣壓下的條件下進(jìn)行的計(jì)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(shí)的壓頭損失，不能簡(jiǎn)單的按照大氣壓下壓頭損失的計(jì)算。由于沒(méi)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(jì)中，循環(huán)泵和功能泵的計(jì)算揚(yáng)程往往選得過(guò)高，與系統(tǒng)實(shí)際工作狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，水泵富余揚(yáng)程過(guò)大的問(wèn)題，當(dāng)水泵的實(shí)際工作揚(yáng)程明顯低于額定工作揚(yáng)程時(shí)，水泵的流量會(huì)增加很大，使水泵的功率超過(guò)馬達(dá)的功率，使其發(fā)熱甚至?xí)鸟R達(dá)，還會(huì)使砂缸的實(shí)際流量和濾速過(guò)大，影響過(guò)濾效果。

4. 水泵富余揚(yáng)程的問(wèn)題

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

4.1 水泵與管路系統(tǒng)的工作點(diǎn)：對(duì)于管路系統(tǒng)而言，進(jìn)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(duì)應(yīng)流量需要一個(gè)，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(yáng)程和流量的關(guān)系曲線的交點(diǎn)，就是我們要研究的水泵在一定管路中的工作點(diǎn)。見下圖

圖3水泵系統(tǒng)的工作點(diǎn)

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

4 游泳池水泵富裕揚(yáng)程時(shí)實(shí)際工作點(diǎn)

如果我們所選擇的揚(yáng)程過(guò)分富余，實(shí)際工作點(diǎn)與設(shè)計(jì)工作點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生很大的偏差，就會(huì)出現(xiàn)許多的問(wèn)題，更會(huì)影響水泵的正常工作和砂缸的過(guò)濾精度。過(guò)高富余揚(yáng)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(wèn)題，也會(huì)因流量增大誘發(fā)汽化和氣蝕，影響正常運(yùn)行。解決這個(gè)問(wèn)題的主要方法是調(diào)節(jié)出口處閥門，減少開啟度，使實(shí)際工作點(diǎn)移至設(shè)計(jì)工作點(diǎn)，這時(shí)富余揚(yáng)程就全部消耗在出口閥門上，管路損失增加，這個(gè)系統(tǒng)的效率明顯降低，這是非常不經(jīng)濟(jì)的。

5. 游泳池和Spa的循環(huán)泵和功能泵的揚(yáng)程

對(duì)于泳池和機(jī)房高差在5米之內(nèi)的自灌式循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)中，如果按流體力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)管路時(shí)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得知，絕大多數(shù)的初始過(guò)濾時(shí)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(yáng)程的選取在15—17米時(shí)才是符合一般正常場(chǎng)合游泳池循環(huán)過(guò)濾工況的（已包括了1.10倍的揚(yáng)程保證系數(shù)）。而對(duì)于功能泵的揚(yáng)程選取上，要實(shí)測(cè)噴頭出口處的實(shí)際壓力和流量，調(diào)整水泵的工作狀態(tài)，已達(dá)到設(shè)計(jì)的壓力和流量。

6.水泵使用技巧

游泳池和Spa水泵富余揚(yáng)程過(guò)大時(shí)，會(huì)影響過(guò)濾精度、造成人體傷害，還會(huì)過(guò)載過(guò)熱、燒壞馬達(dá)，汽化氣蝕、損壞水泵和管路系統(tǒng)。對(duì)于新設(shè)計(jì)的游泳池和水療，要根據(jù)實(shí)際工程實(shí)際，把各種因素綜合考慮后進(jìn)行揚(yáng)程計(jì)算，不能想當(dāng)然。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)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(shí)際工作的系統(tǒng)壓頭，對(duì)存在較大問(wèn)題的要做必要的如下處理：

6.1更換水泵，選用與實(shí)際工作揚(yáng)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(yáng)程，使其與水泵的實(shí)際工作揚(yáng)程相近?？s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(shí)際工作揚(yáng)程

h0—水泵原額定揚(yáng)程

6.3水泵啟動(dòng)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(dòng)馬達(dá)，待水泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，逐漸開啟閥門。

6.4通過(guò)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(xiàng)

7.1 池水循環(huán)凈化系統(tǒng)的循環(huán)水泵、水上游樂(lè)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(jì)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(yáng)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(jìn)水口所需流出水頭之和乘以1.10的安全系統(tǒng)的計(jì)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(guò)濾器的循環(huán)水泵不宜少于2臺(tái)，且宜設(shè)置備用泵并能與工作泵交替運(yùn)行；

7.3 石英砂過(guò)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(yùn)行工況設(shè)計(jì)，并按單個(gè)過(guò)濾器反沖洗時(shí)所需要的流量和揚(yáng)程校核調(diào)整循環(huán)水泵的工況參數(shù)。

7.4 水上游樂(lè)池游樂(lè)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(rùn)滑水的水泵必須設(shè)置備用水泵，并能交替運(yùn)行；

（2） 環(huán)流河推流水泵按多臺(tái)水泵并聯(lián)同時(shí)運(yùn)行工況設(shè)計(jì)時(shí)，可不設(shè)置備用水泵。

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

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

（1）應(yīng)設(shè)計(jì)成自灌式，且每臺(tái)水泵應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的吸水管；

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

（3） 每臺(tái)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(jìn)、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(jī)組和管道應(yīng)設(shè)置減震和降低噪聲的裝置。