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隔膜式氣壓罐
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- 廣州龍康機(jī)電設(shè)備有限公司
- 2024-12-12 11:36:35
- 廣州市
- 88
【簡(jiǎn)單介紹】
【詳細(xì)說(shuō)明】
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(chǔ)能器件，橡膠隔膜把水室和氣室隔開(kāi)，當(dāng)外界有壓力的水充入隔膜式氣壓水罐的內(nèi)膽時(shí)，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(chǔ)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(jìn)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(chǔ)存在罐內(nèi)，氣體受到壓縮壓力升高，當(dāng)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(dāng)其連接到水系統(tǒng)上時(shí)，主要起一個(gè)蓄能器的作用，當(dāng)系統(tǒng)水壓力大于膨脹罐碳鋼罐體于氣囊之間的氮?dú)鈮毫r(shí)，系統(tǒng)水會(huì)在系統(tǒng)壓力的作用下擠入膨脹罐氣囊內(nèi)，這樣一是會(huì)壓縮罐體于氣囊之間的氮?dú)?，使其體積減小，壓力增大；罐體于氣囊之間是出廠時(shí)預(yù)充的氮?dú)猓摅w外面為烤漆層，進(jìn)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(shí)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(bǔ)充氮?dú)饣蚍诺粢徊糠謿怏w。二是會(huì)增加系統(tǒng)整個(gè)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?dú)鈮毫_(dá)到新的平衡才停止進(jìn)水。當(dāng)系統(tǒng)水壓力小于膨脹罐內(nèi)氣體壓力時(shí)，氣囊內(nèi)的水會(huì)在罐體于氣囊之間的氮?dú)獾膲毫ψ饔孟聰D出，補(bǔ)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?dú)怏w積增大壓力下降，直到兩者達(dá)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(dòng)的作用。
穩(wěn)壓罐的工作原理
穩(wěn)壓罐是水泵可以進(jìn)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(chǔ)存在罐內(nèi)，氣體受到壓縮壓力升高，當(dāng)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(dāng)其連接到水系統(tǒng)上時(shí)，主要起一個(gè)蓄能器的作用，當(dāng)系統(tǒng)水壓力大于膨脹罐碳鋼罐體于氣囊之間的氮?dú)鈮毫r(shí)，系統(tǒng)水會(huì)在系統(tǒng)壓力的作用下擠入膨脹罐氣囊內(nèi)，這樣一是會(huì)壓縮罐體于氣囊之間的氮?dú)?，使其體積減小，壓力增大；罐體于氣囊之間是出廠時(shí)預(yù)充的氮?dú)猓摅w外面為烤漆層，進(jìn)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(shí)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(bǔ)充氮?dú)饣蚍诺粢徊糠謿怏w。二是會(huì)增加系統(tǒng)整個(gè)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?dú)鈮毫_(dá)到新的平衡才停止進(jìn)水。當(dāng)系統(tǒng)水壓力小于膨脹罐內(nèi)氣體壓力時(shí)，氣囊內(nèi)的水會(huì)在罐體于氣囊之間的氮?dú)獾膲毫ψ饔孟聰D出，補(bǔ)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?dú)怏w積增大壓力下降，直到兩者達(dá)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(dòng)的作用。
隔膜式氣壓罐的適用范圍
隔膜式氣壓罐廣泛應(yīng)用于空調(diào)循環(huán)水穩(wěn)壓，蒸水供應(yīng)膨脹系統(tǒng)，采暖系統(tǒng)循環(huán)水補(bǔ)水穩(wěn)壓，消防給水系統(tǒng)補(bǔ)水穩(wěn)壓，變頻給水穩(wěn)壓，鍋爐補(bǔ)水，氣壓式給水等場(chǎng)合。
隔膜式氣壓罐的特點(diǎn)
1、安全元素：隔膜為食品級(jí)天然橡膠衛(wèi)隔膜，可以應(yīng)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(dòng)，自動(dòng)消除管網(wǎng)；
3、使用時(shí)間長(zhǎng)：橡膠可舒張20萬(wàn)次以上，一次沖氣可以保持長(zhǎng)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。
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(dòng)，自動(dòng)消除管網(wǎng)；
3、使用時(shí)間長(zhǎng)：橡膠可舒張20萬(wàn)次以上，一次沖氣可以保持長(zhǎng)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(jì)算
不管是壓差式還是變頻式的供水機(jī)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(jí)呢?壓力罐的容量選擇必須有依據(jù)，否則依然無(wú)法解決水泵頻繁重啟的問(wèn)題。壓力罐的容量必須根據(jù)水泵流量、揚(yáng)程及啟動(dòng)頻率來(lái)選型壓力罐的壓力等級(jí)。
一、容積計(jì)算
一般地，水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)和功率的關(guān)系表如下：
1、有效容積Vesp計(jì)算公式如下：
Vesp=16.5×Q/n，其中，Q為水泵流量，n為每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)
2、根據(jù)水泵啟停特性計(jì)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(dòng)壓力=實(shí)際揚(yáng)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(jì)算出壓力罐實(shí)際容量
Vt=Vesp/Z
二、壓力等級(jí)選擇
一般生活供水所用壓力罐壓力等級(jí)分為1.0Mpa，1.6Mpa和2.5Mpa
根據(jù)實(shí)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(jí)必須大于水泵壓力值。
一、容積計(jì)算
一般地，水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)和功率的關(guān)系表如下：
| 電機(jī)功率（Kw） | 5.5Kw以下 | 5.5-7.5Kw | 7.5-22Kw | 22-55Kw |
| 啟動(dòng)次數(shù)（次/小時(shí)） | 30 | 20 | 12 | 8 |
Vesp=16.5×Q/n，其中，Q為水泵流量，n為每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)
2、根據(jù)水泵啟停特性計(jì)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(dòng)壓力=實(shí)際揚(yáng)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(jì)算出壓力罐實(shí)際容量
Vt=Vesp/Z
二、壓力等級(jí)選擇
一般生活供水所用壓力罐壓力等級(jí)分為1.0Mpa，1.6Mpa和2.5Mpa
根據(jù)實(shí)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(jí)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(yù)充氣體的壓力和水泵的啟動(dòng)壓力下限設(shè)為一致，這樣當(dāng)氣壓罐內(nèi)的水全部補(bǔ)充到系統(tǒng)后水泵恰好啟動(dòng)。
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(dòng)壓力）P2=0.15MPa，在正常情況下，假設(shè)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(jì)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(shí)，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(shí)間更長(zhǎng)，但超過(guò)7小時(shí)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入用水階段，延長(zhǎng)睡眠時(shí)間已無(wú)意義，因此，不是氣壓罐體積越大效果越好。
假設(shè)需要選用的氣壓罐容積為V，氣壓罐預(yù)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(yù)充氣體壓力
V=氣壓罐體積（也為初始狀態(tài)預(yù)充氣體的體積）
V1=系統(tǒng)壓力為P1時(shí)氣壓罐氣體的體積
V2=系統(tǒng)壓力為P2時(shí)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(yīng)該選用體積為150L的氣壓罐，因?yàn)闅鈮汗扌吞?hào)的限制，所以按選大不選小和就近原則，來(lái)選擇相應(yīng)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òㄥ仩t、管道、散熱器等）
e =水的熱膨脹系數(shù)（系統(tǒng)冷卻時(shí)水溫和鍋爐運(yùn)行時(shí)的高水溫的水膨脹率之差），標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中e=0.0359（90℃）
P1=膨脹罐的預(yù)充壓力 P2=系統(tǒng)運(yùn)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
例如:系統(tǒng)水總?cè)軇?00L的鍋爐,安全閥起跳壓力為3bar.應(yīng)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(lái)選擇相應(yīng)的氣壓罐。
經(jīng)驗(yàn)公式：
空調(diào)、熱泵系統(tǒng)：5P以下機(jī)用2L；5-10P機(jī)用5L；10-18P機(jī)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(shí)）= 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(dòng)，膨脹罐的調(diào)節(jié)容積應(yīng)滿足一定時(shí)間的水泵流量（L/min），計(jì)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(jiàn)下表；1kw=1.341HP 1HP= 0.735kw
Amax =水泵的大流量（L/min）
Pmax =水泵的高工作壓力（水泵停機(jī)時(shí)系統(tǒng)的壓力）
Pmin =水泵的低工作壓力（水泵啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的壓力）
Ppre =氣壓罐的預(yù)充壓力
V =氣壓罐的體積
例如：一恒壓供水設(shè)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(shí)水泵自動(dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)壓力達(dá)到7bar時(shí)，水泵自動(dòng)停機(jī)，氣壓罐預(yù)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(shí)，K=0.375
V = K×Amax×= 0.375×120×= 80L
按選大不選小和就近原則，來(lái)選擇相應(yīng)的氣壓罐。
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(dòng)壓力）P2=0.15MPa，在正常情況下，假設(shè)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(jì)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(shí)，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(shí)間更長(zhǎng)，但超過(guò)7小時(shí)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入用水階段，延長(zhǎng)睡眠時(shí)間已無(wú)意義，因此，不是氣壓罐體積越大效果越好。
假設(shè)需要選用的氣壓罐容積為V，氣壓罐預(yù)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(yù)充氣體壓力
V=氣壓罐體積（也為初始狀態(tài)預(yù)充氣體的體積）
V1=系統(tǒng)壓力為P1時(shí)氣壓罐氣體的體積
V2=系統(tǒng)壓力為P2時(shí)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(yīng)該選用體積為150L的氣壓罐，因?yàn)闅鈮汗扌吞?hào)的限制，所以按選大不選小和就近原則，來(lái)選擇相應(yīng)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òㄥ仩t、管道、散熱器等）
e =水的熱膨脹系數(shù)（系統(tǒng)冷卻時(shí)水溫和鍋爐運(yùn)行時(shí)的高水溫的水膨脹率之差），標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中e=0.0359（90℃）
P1=膨脹罐的預(yù)充壓力 P2=系統(tǒng)運(yùn)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 |
| 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(lái)選擇相應(yīng)的氣壓罐。
經(jīng)驗(yàn)公式：
空調(diào)、熱泵系統(tǒng)：5P以下機(jī)用2L；5-10P機(jī)用5L；10-18P機(jī)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(shí)）= 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(dòng)，膨脹罐的調(diào)節(jié)容積應(yīng)滿足一定時(shí)間的水泵流量（L/min），計(jì)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(jiàn)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(jī)時(shí)系統(tǒng)的壓力）
Pmin =水泵的低工作壓力（水泵啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的壓力）
Ppre =氣壓罐的預(yù)充壓力
V =氣壓罐的體積
例如：一恒壓供水設(shè)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(shí)水泵自動(dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)壓力達(dá)到7bar時(shí)，水泵自動(dòng)停機(jī)，氣壓罐預(yù)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(shí)，K=0.375
V = K×Amax×= 0.375×120×= 80L
按選大不選小和就近原則，來(lái)選擇相應(yīng)的氣壓罐。
隔膜壓力罐安裝注意事項(xiàng)及維修保養(yǎng)
隔膜壓力罐安裝時(shí)注意以下事項(xiàng) :
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(shí)使用；
3、穩(wěn)壓 泵在加壓前，必須打開(kāi)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(dāng)確認(rèn)補(bǔ)滿水后再正常運(yùn)行水泵；
4、在使用設(shè)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(dá)到要求范圍，底部及頂部連接膜片部位還有充氣閥必須嚴(yán)密，有條件的地方可以選用浸沒(méi)式測(cè)試，在壓力不正常時(shí)不可開(kāi)啟泵閥，在達(dá)到要求氣壓時(shí)緩慢打開(kāi)進(jìn)水閥，使水充進(jìn)罐內(nèi)，壓力指針達(dá)到工作壓力后，需再次測(cè)量是否有漏氣現(xiàn)象；
5、安裝時(shí)不可打開(kāi)氣罐上任意一個(gè)閥門和法蘭蓋片，否則都會(huì)有危險(xiǎn)和漏氣現(xiàn)象，也會(huì)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(yīng)當(dāng)每季度都要檢測(cè)氣壓，具體檢測(cè)方法可以根據(jù)罐子的用途和場(chǎng)地靈活運(yùn)用。一般請(qǐng)專業(yè)的氣壓罐保養(yǎng)維修企業(yè)來(lái)做檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)氣囊破裂或罐子內(nèi)無(wú)壓力，需及時(shí)更換維修，否則系統(tǒng)運(yùn)行將受到影響。非專業(yè)人員擅自打開(kāi)或放水放氣調(diào)試、檢測(cè)所造成的氣囊破損，不在保修之列，廠家可有償服務(wù)。
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