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隔膜式氣壓罐

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更新時間:2021-11-30 16:10:35瀏覽次數(shù):1197次

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隔膜式氣壓罐的工作原理隔膜式氣壓罐是由鋼質(zhì)外殼,橡膠隔膜內(nèi)膽構(gòu)成的儲能器件,橡膠隔膜把水室和氣室*隔開,當外界有壓力的水充入隔膜式氣壓水罐的內(nèi)膽時,密封在罐內(nèi)的空氣被壓縮,根據(jù)波義耳氣體定律,氣體受到壓縮后體積變小,壓力升高儲存能量,壓縮氣體膨脹可以將橡膠隔膜內(nèi)的水壓出罐體

隔膜式氣壓罐的工作原理

隔膜式氣壓罐是由鋼質(zhì)外殼,橡膠隔膜內(nèi)膽構(gòu)成的儲能器件,橡膠隔膜把水室和氣室*隔開,當外界有壓力的水充入隔膜式氣壓水罐的內(nèi)膽時,密封在罐內(nèi)的空氣被壓縮,根據(jù)波義耳氣體定律,氣體受到壓縮后體積變小,壓力升高儲存能量,壓縮氣體膨脹可以將橡膠隔膜內(nèi)的水壓出罐體。
穩(wěn)壓罐的工作原理
穩(wěn)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(zhì),用外力將水儲存在罐內(nèi),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(tǒng)上時,主要起一個蓄能器的作用,當系統(tǒng)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(tǒng)水會在系統(tǒng)壓力的作用下擠入膨脹罐氣囊內(nèi),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(tǒng),排氣閥接口可及時排出系統(tǒng)和氣囊內(nèi)的水溢出的空氣,也可用閘閥直接關(guān)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(tǒng)整個水的容納空間,使系統(tǒng)壓力減小,直到系統(tǒng)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(tǒng)水壓力小于膨脹罐內(nèi)氣體壓力時,氣囊內(nèi)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(tǒng),系統(tǒng)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(tǒng),壓力罐起到調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力波動的作用。

隔膜式氣壓罐的適用范圍

膜式氣壓罐廣泛應用于空調(diào)循環(huán)水穩(wěn)壓,蒸水供應膨脹系統(tǒng),采暖系統(tǒng)循環(huán)水補水穩(wěn)壓,消防給水系統(tǒng)補水穩(wěn)壓,變頻給水穩(wěn)壓,鍋爐補水,氣壓式給水等場合。

隔膜式氣壓罐的特點

1、安全元素:隔膜為食品級天然橡膠衛(wèi)隔膜,可以應用在飲水系統(tǒng)中;
2、消除噪音:隔膜式氣壓罐可以有效的平緩水系統(tǒng)中的壓力波動,自動消除管網(wǎng);
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(zhì)不受外界污染。 

隔膜式氣壓罐選型計算

不管是壓差式還是變頻式的供水機組,都必須選擇隔膜式氣壓罐以解決水泵頻繁重啟的現(xiàn)象。如何選擇壓力罐的容積及壓力罐的壓力等級呢?壓力罐的容量選擇必須有依據(jù),否則依然無法解決水泵頻繁重啟的問題。壓力罐的容量必須根據(jù)水泵流量、揚程及啟動頻率來選型壓力罐的壓力等級。
一、容積計算
  一般地,水泵每小時啟動次數(shù)和功率的關(guān)系表如下:

電機功率(Kw)5.5Kw以下5.5-7.5Kw7.5-22Kw22-55Kw
啟動次數(shù)(次/小時)3020128
1、有效容積Vesp計算公式如下:
Vesp=16.5×Q/n,其中,Q為水泵流量,n為每小時啟動次數(shù)
2、根據(jù)水泵啟停特性計算出有效容量系數(shù)
  Z=(Pi+1.033)/(Pf+1.033)
  其中,Z為有效流量系數(shù),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(tǒng)所需壓力
  Pf為水泵停止壓力=一般為Pi+(1-2)kg/cm²
  3、根據(jù)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(jù)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(shù)

氣壓罐調(diào)節(jié)水量不是氣壓罐的容積,而是氣壓罐在此壓力范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)容積,在變頻系統(tǒng)上,為大限度的利用氣壓罐的體積,可把氣壓罐預充氣體的壓力和水泵的啟動壓力下限設為一致,這樣當氣壓罐內(nèi)的水全部補充到系統(tǒng)后水泵恰好啟動。
如:生活管網(wǎng)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(wǎng)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(nèi)的調(diào)節(jié)水量大于105L,即可保證水泵睡眠7小時,因此,選用調(diào)節(jié)水量在略大于105L的氣壓罐是比較合適的,如選用調(diào)節(jié)水量大大超出105L(上述壓力范圍內(nèi))的氣壓罐,雖然水泵的間歇時間更長,但超過7小時已經(jīng)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(shù)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(tài)預充氣體的體積)
V1=系統(tǒng)壓力為P1時氣壓罐氣體的體積
V2=系統(tǒng)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(diào)節(jié)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(tǒng)中(鍋爐、空調(diào)、熱泵、熱水器等)膨脹罐的選型
V =
C =系統(tǒng)中水總?cè)萘浚òㄥ仩t、管道、散熱器等)
e =水的熱膨脹系數(shù)(系統(tǒng)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(tǒng)運行的高壓力(即系統(tǒng)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
00.00013400.00782650.0198900.0359
40450.0099700.0227950.0396
100.00027500.0121750.02581000.0434
200.00177550.0145800.029  
300.00435600.0171850.0324  
例如:系統(tǒng)水總?cè)軇?00L的鍋爐,安全閥起跳壓力為3bar.應該選用多大體積的膨脹罐
V =  = = 38.3L
按選大不選小和就近原則,來選擇相應的氣壓罐。
經(jīng)驗公式:
空調(diào)、熱泵系統(tǒng):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(tǒng):
功率為1000Kcal/h的鍋爐或熱水器,其系統(tǒng)水總?cè)莘e為10-20L;1Kcal/h(大卡/小時)= 1.163W
定壓系統(tǒng)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(diào)節(jié)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(shù),隨水泵功率不同而變化,具體見下表;1kw=1.341HP  1HP= 0.735kw


P(HP)1-22-45-89-12>12
K0.250.3750.6250.8751
Amax =水泵的大流量(L/min)
Pmax =水泵的高工作壓力(水泵停機時系統(tǒng)的壓力)
Pmin =水泵的低工作壓力(水泵啟動時系統(tǒng)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(tǒng)壓力低于2.2bar時水泵自動啟動,系統(tǒng)壓力達到7bar時,水泵自動停機,氣壓罐預充壓力為2bar,該系統(tǒng)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(yǎng)

隔膜壓力罐安裝時注意以下事項 :
1、管路系統(tǒng)必須安裝安全閥,壓力公斤數(shù)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(diào)試和檢修時使用;
3、穩(wěn)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(nèi)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(shù)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(nèi),壓力指針達到工作壓力后,需再次測量是否有漏氣現(xiàn)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(xiàn)象,也會影響隔膜罐氣囊的使用壽命。
隔膜壓力罐保養(yǎng):
        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(jù)罐子的用途和場地靈活運用。一般請專業(yè)的氣壓罐保養(yǎng)維修企業(yè)來做檢測,如發(fā)現(xiàn)氣囊破裂或罐子內(nèi)無壓力,需及時更換維修,否則系統(tǒng)運行將受到影響。非專業(yè)人員擅自打開或放水放氣調(diào)試、檢測所造成的氣囊破損,不在保修之列,廠家可有償服務。
 

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