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一、氣壓罐是水泵間息工作的前提條件
氣壓罐——利用波義耳(Robert Boyle)氣體定律:PV/T=n(P-壓力,V-氣壓罐氣體體積,T-溫度);在一定溫度下氣體壓力(P)與容積(V)乘積等于常數的原理,利用水壓縮性極小的性質,用外力將水儲存在罐內,氣體受到壓縮壓力升高,當外力消失縮氣體膨脹可將水排除。
眾所周知,生活管網末端閥門很難作到滴水不漏,因此,無設置氣壓罐的給水設備或系統,由管網自身的壓力水維持系統壓力。由于水的壓縮比遠遠小于氣體,當管網有小流量的泄漏可造成壓力大幅度的下降,可使水泵頻繁啟動。如九十年代前,氣壓罐在生活給水設備的使用比例較大,氣壓罐緩解了水泵頻繁啟動,同時在水泵的設置上也有存在大小泵組合,按需啟動、協調工作。其合理的解決了水泵供水、緩解水泵頻繁啟動。由于變頻的應用,設備控制水泵因需而供(變量恒壓)。零流量時變頻控制水泵低速保證管網“恒壓”,利用這一點,不再設置氣壓罐的變頻給水設備就必須有一臺水泵24小時不停工作或頻繁啟動來保證管網的壓力,因此,氣壓罐是保證水泵正常休息并延長間息時間的前提。
二、氣壓罐的體積決定了水泵睡眠的時間
(a)氣壓罐體積決定了在一定壓力范圍內補充管網的水量
在管網用水量(L/S)一定的情況下,氣壓罐的體積大小決定了水泵再啟動間息時間的長短,體積越大,間息時間越長;因此,選擇體積稍大的氣壓罐可延長水泵的睡眠時間。
(b)正確認識氣壓罐體積的大小
體積過大的氣壓罐,也會帶來負面影響:如增加資金投入、占用過大的安裝空間等。例:生活管網變頻恒壓值為P1=0.5MPa,壓力下限(水泵再啟動壓力)P2=0.35MPa,在正常情況下,假設管網夜間用水量為5L/h,在夜間水泵停止工作按7h(22:00-5:00)計算,用水量為35L,那么,如果氣壓罐在P1與P2壓力范圍內的調節水量大于35L,即可保證水泵睡眠7小時,因此,選用調節水量在35~50L左右的氣壓罐是比較合適的。
淺談氣壓罐(膨脹罐)的容積與調節容積的區別-Aquasystem
很多人把氣壓罐的體積誤認為氣壓罐的體積就是其調節容積,或者搞不清楚兩者之間的關系,這里需要指出的是,氣壓罐調節水量不是氣壓罐的容積,而是氣壓罐在此壓力范圍內的調節容積,在變頻系統上,為最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,這樣當氣壓罐內的水全部補充到系統后水泵恰好啟動,這里以意大利Aquasystem氣壓罐在變頻供水系統上的應用來舉例說明一下:
例如: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,配套的小氣壓罐與過大體積氣壓罐具有使水泵相同的間息時間,因此,不是氣壓罐體積越大效果越好。
以意大利Aquasystem氣壓罐為例,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,以意大利Aquasystem氣壓罐為例,正好有150L的型號與之對應,直接選用VAV150即可,如果計算結果是160L,因為氣壓罐型號的限制,150L以上就是200L了,所以按選大不選小和就近原則,應該選擇對應200L的VAV200。
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