隔膜式气压罐

隔膜式气压罐

隔膜式气压罐 稳压罐 无塔供水 无塔供水器 无负压供水

隔膜式气压罐的工作原理

隔膜式气压罐是由钢质外壳,橡胶隔膜内胆构成的储能器件,橡胶隔膜把水室和气室完全隔开,当外界有压力的水充入隔膜式气压水罐的内胆时,密封在罐内的空气被压缩,根据波义耳气体定律,气体受到压缩后体积变小,压力升高储存能量,压缩气体膨胀可以将橡胶隔膜内的水压出罐体。
稳压罐的工作原理
稳压罐是水泵可以进入睡眠的前提条件,利用水的压缩性极小的性质,用外力将水储存在罐内,气体受到压缩压力升高,当外力消失压缩气体膨胀可将水排除。压力罐主要由气门盖、充气口、气囊、碳钢罐体、法兰盘组成,当其连接到水系统上时,主要起一个蓄能器的作用,当系统水压力大于膨胀罐碳钢罐体于气囊之间的氮气压力时,系统水会在系统压力的作用下挤入膨胀罐气囊内,这样一是会压缩罐体于气囊之间的氮气,使其体积减小,压力增大;罐体于气囊之间是出厂时预充的氮气,罐体外面为烤漆层,进出水口直接用三通或金属软管连接到系统,排气阀接口可及时排出系统和气囊内的水溢出的空气,也可用闸阀直接关死,以免水从顶部溢出,防尘帽下面是充/放气口,可补充氮气或放掉一部分气体。二是会增加系统整个水的容纳空间,使系统压力减小,直到系统水的压力和罐体于气囊之间的氮气压力达到新的平衡才停止进水。当系统水压力小于膨胀罐内气体压力时,气囊内的水会在罐体于气囊之间的氮气的压力作用下挤出,补回到系统,系统水容积减小压力上升,罐体于气囊之间的氮气体积增大压力下降,直到两者达到新的平衡,水停止从气囊挤压回系统,压力罐起到调节系统压力波动的作用。

隔膜式气压罐的适用范围

膜式气压罐广泛应用于中央空调循环水稳压,蒸水供应膨胀系统,采暖系统循环水补水稳压,消防给水系统补水稳压,变频给水稳压,锅炉补水,气压式给水等场合。

隔膜式气压罐的特点

1、安全元素:隔膜为食品级天然橡胶卫隔膜,可以应用在饮水系统中;
2、消除噪音:隔膜式气压罐可以有效的平缓水系统中的压力波动,自动消除管网;
3、使用时间长:橡胶可舒张20万次以上,一次冲气可以保持长久使用;
4、密闭性能好:罐体为密闭装置,不接触,保证水质不受外界污染。 

隔膜式气压罐选型计算

不管是压差式还是变频式的供水机组,都必须选择隔膜式气压罐以解决水泵频繁重启的现象。如何选择压力罐的容积及压力罐的压力等级呢?压力罐的容量选择必须有依据,否则依然无法解决水泵频繁重启的问题。压力罐的容量必须根据水泵流量、扬程及启动频率来选型压力罐的压力等级。
一、容积计算
  一般地,水泵每小时启动次数和功率的关系表如下:

电机功率(Kw) 5.5Kw以下 5.5-7.5Kw 7.5-22Kw 22-55Kw
启动次数(次/小时) 30 20 12 8
1、有效容积Vesp计算公式如下:
Vesp=16.5×Q/n,其中,Q为水泵流量,n为每小时启动次数
2、根据水泵启停特性计算出有效容量系数
  Z=(Pi+1.033)/(Pf+1.033)
  其中,Z为有效流量系数,即已知水泵启停压力条件下,压力罐有效容量使用率比值。
  Pi为水泵启动压力=实际扬程+管路损失+系统所需压力
  Pf为水泵停止压力=一般为Pi+(1-2)kg/cm²
  3、根据Vesp和Z计算出压力罐实际容量
  Vt=Vesp/Z
二、压力等级选择
  一般生活供水所用压力罐压力等级分为1.0Mpa,1.6Mpa和2.5Mpa
  根据实际所选水泵的压力范围值正确匹配压力罐,压力罐压力等级必须大于水泵压力值。

隔膜式气压罐选型参数

气压罐调节水量不是气压罐的容积,而是气压罐在此压力范围内的调节容积,在变频系统上,为最大限度的利用气压罐的体积,可把气压罐预充气体的压力和水泵的启动压力下限设为一致,这样当气压罐内的水全部补充到系统后水泵恰好启动。
如:生活管网变频供水恒压值为P1=0.5MPa,压力下限(水泵再启动压力)P2=0.15MPa,在正常情况下,假设管网夜间用水量为15L/h,在夜间水泵停止工作按7h(22:00-5:00)计算,用水量为105L,那么,如果气压罐在P1与P2压力范围内的调节水量大于105L,即可保证水泵睡眠7小时,因此,选用调节水量在略大于105L的气压罐是比较合适的,如选用调节水量大大超出105L(上述压力范围内)的气压罐,虽然水泵的间歇时间更长,但超过7小时已经开始进入用水阶段,延长睡眠时间已无意义,因此,不是气压罐体积越大效果越好。
假设需要选用的气压罐容积为V,气压罐预充压力为P2,则由波义耳(Robert Boyle)气体定律,在一定温度下气体压力(P)与容积(V)乘积等于常数的原理,
即PV = 定值,P1×V1=P2×V2=P×V
其中:P=气压罐预充气体压力
V=气压罐体积(也为初始状态预充气体的体积)
V1=系统压力为P1时气压罐气体的体积
V2=系统压力为P2时气压罐气体的体积
由以上可知:0.5V1=0.15V2=0.15V
V1=0.3V2   V2=V
气压罐的调节容积△V=V-V1=0.7V=105L
V=150L
即应该选用体积为150L的气压罐,因为气压罐型号的限制,所以按选大不选小和就近原则,来选择相应的良邦气压罐。热力系统中(锅炉、空调、热泵、热水器等)膨胀罐的选型
V =
C =系统中水总容量(包括锅炉、管道、散热器等)
e =水的热膨胀系数(系统冷却时水温和锅炉运行时的最高水温的水膨胀率之差),标准设备中e=0.0359(90℃)
P1=膨胀罐的预充压力    P2=系统运行的最高压力(即系统中安全阀的起跳压力)   V =膨胀罐的体积


不同温度下水的膨胀率
温度(℃) e 温度(℃) e 温度(℃) e 温度(℃) 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    
例如:系统水总溶剂为400L的锅炉,安全阀起跳压力为3bar.应该选用多大体积的膨胀罐
V =  = = 38.3L
按选大不选小和就近原则,来选择相应的气压罐。
经验公式:
空调、热泵系统:5P以下机用2L;5-10P机用5L;10-18P机用8L;1P(匹)= 2.5KW
锅炉、热水器系统:
功率为1000Kcal/h的锅炉或热水器,其系统水总容积为10-20L;1Kcal/h(大卡/小时)= 1.163W
定压系统中(变频供水、恒压供水等膨胀罐的选型
为避免水泵频繁启动,膨胀罐的调节容积应满足一定时间的水泵流量(L/min),计算公式如下:
V = K×Amax×
K =水泵的工作系数,随水泵功率不同而变化,具体见下表;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
Amax =水泵的最大流量(L/min)
Pmax =水泵的最高工作压力(水泵停机时系统的压力)
Pmin =水泵的最低工作压力(水泵启动时系统的压力)
Ppre =气压罐的预充压力
V =气压罐的体积
例如:一恒压供水设备水泵功率为4HP,水泵最大流量为120L/min,系统压力低于2.2bar时水泵自动启动,系统压力达到7bar时,水泵自动停机,气压罐预充压力为2bar,该系统要选用多大的气压罐?
由上表可知:水泵功率为4HP时,K=0.375
V = K×Amax×= 0.375×120×= 80L
按选大不选小和就近原则,来选择相应的气压罐。

隔膜压力罐安装注意事项及维修保养

隔膜压力罐安装时注意以下事项 :
1、管路系统必须安装安全阀,压力公斤数与水泵和气压罐匹配;
2、通往气压罐的管道上需装闸阀门,可在调试和检修时使用;
3、稳压 泵在加压前,必须打开通往气压罐的阀门,使气压罐气囊内在自然压力前提下充满水,当确认补满水后再正常运行水泵;
4、在使用设备前,必须检查罐体的气压情况,隔膜压力罐的压力表指针读数需达到要求范围,底部及顶部连接膜片部位还有充气阀必须严密,有条件的地方可以选用浸没式测试,在压力不正常时不可开启泵阀,在达到要求气压时缓慢打开进水阀,使水充进罐内,压力指针达到工作压力后,需再次测量是否有漏气现象;
5、安装时不可打开气罐上任意一个阀门和法兰盖片,否则都会有危险和漏气现象,也会影响隔膜罐气囊的使用寿命。
隔膜压力罐保养:
        隔膜压力罐应当每季度都要检测气压,具体检测方法可以根据罐子的用途和场地灵活运用。一般请专业的气压罐保养维修企业来做检测,如发现气囊破裂或罐子内无压力,需及时更换维修,否则系统运行将受到影响。非专业人员擅自打开或放水放气调试、检测所造成的气囊破损,不在保修之列,厂家可有偿服务。
 

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