隔膜式氣壓罐的工作原理
穩壓罐的工作原理
穩壓罐是水泵可以進入睡眠的前提條件,利用水的壓縮性極小的性質,用外力將水儲存在罐內,氣體受到壓縮壓力升高,當外力消失壓縮氣體膨脹可將水排除。壓力罐主要由氣門蓋、充氣口、氣囊、碳鋼罐體、法蘭盤組成,當其連接到水系統上時,主要起一個蓄能器的作用,當系統水壓力大于膨脹罐碳鋼罐體于氣囊之間的氮氣壓力時,系統水會在系統壓力的作用下擠入膨脹罐氣囊內,這樣一是會壓縮罐體于氣囊之間的氮氣,使其體積減小,壓力增大;罐體于氣囊之間是出廠時預充的氮氣,罐體外面為烤漆層,進出水口直接用三通或金屬軟管連接到系統,排氣閥接口可及時排出系統和氣囊內的水溢出的空氣,也可用閘閥直接關死,以免水從頂部溢出,防塵帽下面是充/放氣口,可補充氮氣或放掉一部分氣體。二是會增加系統整個水的容納空間,使系統壓力減小,直到系統水的壓力和罐體于氣囊之間的氮氣壓力達到新的平衡才停止進水。當系統水壓力小于膨脹罐內氣體壓力時,氣囊內的水會在罐體于氣囊之間的氮氣的壓力作用下擠出,補回到系統,系統水容積減小壓力上升,罐體于氣囊之間的氮氣體積增大壓力下降,直到兩者達到新的平衡,水停止從氣囊擠壓回系統,壓力罐起到調節系統壓力波動的作用。
隔膜式氣壓罐的適用范圍
隔膜式氣壓罐的特點
2、消除噪音:隔膜式氣壓罐可以有效的平緩水系統中的壓力波動,自動消除管網;
3、使用時間長:橡膠可舒張20萬次以上,一次沖氣可以保持長久使用;
4、密閉性能好:罐體為密閉裝置,不接觸,保證水質不受外界污染。
隔膜式氣壓罐選型計算
一、容積計算
一般地,水泵每小時啟動次數和功率的關系表如下:
電機功率(Kw) | 5.5Kw以下 | 5.5-7.5Kw | 7.5-22Kw | 22-55Kw |
啟動次數(次/小時) | 30 | 20 | 12 | 8 |
Vesp=16.5×Q/n,其中,Q為水泵流量,n為每小時啟動次數
2、根據水泵啟停特性計算出有效容量系數
Z=(Pi+1.033)/(Pf+1.033)
其中,Z為有效流量系數,即已知水泵啟停壓力條件下,壓力罐有效容量使用率比值。
Pi為水泵啟動壓力=實際揚程+管路損失+系統所需壓力
Pf為水泵停止壓力=一般為Pi+(1-2)kg/cm²
3、根據Vesp和Z計算出壓力罐實際容量
Vt=Vesp/Z
二、壓力等級選擇
一般生活供水所用壓力罐壓力等級分為1.0Mpa,1.6Mpa和2.5Mpa
根據實際所選水泵的壓力范圍值正確匹配壓力罐,壓力罐壓力等級必須大于水泵壓力值。
隔膜式氣壓罐選型參數
如:生活管網變頻供水恒壓值為P1=0.5MPa,壓力下限(水泵再啟動壓力)P2=0.15MPa,在正常情況下,假設管網夜間用水量為15L/h,在夜間水泵停止工作按7h(22:00-5:00)計算,用水量為105L,那么,如果氣壓罐在P1與P2壓力范圍內的調節水量大于105L,即可保證水泵睡眠7小時,因此,選用調節水量在略大于105L的氣壓罐是比較合適的,如選用調節水量大大超出105L(上述壓力范圍內)的氣壓罐,雖然水泵的間歇時間更長,但超過7小時已經開始進入用水階段,延長睡眠時間已無意義,因此,不是氣壓罐體積越大效果越好。
假設需要選用的氣壓罐容積為V,氣壓罐預充壓力為P2,則由波義耳(Robert Boyle)氣體定律,在一定溫度下氣體壓力(P)與容積(V)乘積等于常數的原理,
即PV = 定值,P1×V1=P2×V2=P×V
其中:P=氣壓罐預充氣體壓力
V=氣壓罐體積(也為初始狀態預充氣體的體積)
V1=系統壓力為P1時氣壓罐氣體的體積
V2=系統壓力為P2時氣壓罐氣體的體積
由以上可知:0.5V1=0.15V2=0.15V
V1=0.3V2 V2=V
氣壓罐的調節容積△V=V-V1=0.7V=105L
V=150L
即應該選用體積為150L的氣壓罐,因為氣壓罐型號的限制,所以按選大不選小和就近原則,來選擇相應的良邦氣壓罐。熱力系統中(鍋爐、空調、熱泵、熱水器等)膨脹罐的選型
V =
C =系統中水總容量(包括鍋爐、管道、散熱器等)
e =水的熱膨脹系數(系統冷卻時水溫和鍋爐運行時的高水溫的水膨脹率之差),標準設備中e=0.0359(90℃)
P1=膨脹罐的預充壓力 P2=系統運行的高壓力(即系統中安全閥的起跳壓力) V =膨脹罐的體積
不同溫度下水的膨脹率 | |||||||
溫度(℃) | e | 溫度(℃) | e | 溫度(℃) | e | 溫度(℃) | e |
0 | 0.00013 | 40 | 0.00782 | 65 | 0.0198 | 90 | 0.0359 |
4 | 0 | 45 | 0.0099 | 70 | 0.0227 | 95 | 0.0396 |
10 | 0.00027 | 50 | 0.0121 | 75 | 0.0258 | 100 | 0.0434 |
20 | 0.00177 | 55 | 0.0145 | 80 | 0.029 | ||
30 | 0.00435 | 60 | 0.0171 | 85 | 0.0324 |
V = = = 38.3L
按選大不選小和就近原則,來選擇相應的氣壓罐。
經驗公式:
空調、熱泵系統:5P以下機用2L;5-10P機用5L;10-18P機用8L;1P(匹)= 2.5KW
鍋爐、熱水器系統:
功率為1000Kcal/h的鍋爐或熱水器,其系統水總容積為10-20L;1Kcal/h(大卡/小時)= 1.163W
定壓系統中(變頻供水、恒壓供水等膨脹罐的選型
為避免水泵頻繁啟動,膨脹罐的調節容積應滿足一定時間的水泵流量(L/min),計算公式如下:
V = K×Amax×
K =水泵的工作系數,隨水泵功率不同而變化,具體見下表;1kw=1.341HP 1HP= 0.735kw
P(HP) | 1-2 | 2-4 | 5-8 | 9-12 | >12 |
K | 0.25 | 0.375 | 0.625 | 0.875 | 1 |
Pmax =水泵的高工作壓力(水泵停機時系統的壓力)
Pmin =水泵的低工作壓力(水泵啟動時系統的壓力)
Ppre =氣壓罐的預充壓力
V =氣壓罐的體積
例如:一恒壓供水設備水泵功率為4HP,水泵大流量為120L/min,系統壓力低于2.2bar時水泵自動啟動,系統壓力達到7bar時,水泵自動停機,氣壓罐預充壓力為2bar,該系統要選用多大的氣壓罐?
由上表可知:水泵功率為4HP時,K=0.375
V = K×Amax×= 0.375×120×= 80L
按選大不選小和就近原則,來選擇相應的氣壓罐。
隔膜壓力罐安裝注意事項及維修保養
隔膜壓力罐安裝時注意以下事項 :
1、管路系統必須安裝安全閥,壓力公斤數與水泵和氣壓罐匹配;
2、通往氣壓罐的管道上需裝閘閥門,可在調試和檢修時使用;
3、穩壓 泵在加壓前,必須打開通往氣壓罐的閥門,使氣壓罐氣囊內在自然壓力前提下充滿水,當確認補滿水后再正常運行水泵;
4、在使用設備前,必須檢查罐體的氣壓情況,隔膜壓力罐的壓力表指針讀數需達到要求范圍,底部及頂部連接膜片部位還有充氣閥必須嚴密,有條件的地方可以選用浸沒式測試,在壓力不正常時不可開啟泵閥,在達到要求氣壓時緩慢打開進水閥,使水充進罐內,壓力指針達到工作壓力后,需再次測量是否有漏氣現象;
5、安裝時不可打開氣罐上任意一個閥門和法蘭蓋片,否則都會有危險和漏氣現象,也會影響隔膜罐氣囊的使用壽命。
隔膜壓力罐保養:
隔膜壓力罐應當每季度都要檢測氣壓,具體檢測方法可以根據罐子的用途和場地靈活運用。一般請專業的氣壓罐保養維修企業來做檢測,如發現氣囊破裂或罐子內無壓力,需及時更換維修,否則系統運行將受到影響。非專業人員擅自打開或放水放氣調試、檢測所造成的氣囊破損,不在保修之列,廠家可有償服務。