氣壓罐廣泛應用于中央空調(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。以下就氣壓罐選型計算與技術要求作一簡單的介紹。
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,在變頻供水系統(tǒng)上,為限度的利用氣壓罐的體積,可把氣壓罐預充一定壓力氣體(設為P0 MPa),這樣能使氣壓罐內(nèi)氣囊產(chǎn)生一定的收縮性。
生活管網(wǎng)變頻供水恒壓值為P1(MPa),壓力下限(水泵退出保壓壓力)P2=P1-0.03(MPa),在正常情況下,夜間用水主要是沖馬桶及其他少量用水量為Q(m³/h),水泵每小時啟停次數(shù)為N。 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1/N(m³)。
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:
P1*V1=P2*V2=P0*V
V1=P0*V/P1 V2=P0*V/P2
氣壓罐的調(diào)節(jié)容積:
△V=V2-V1=(P1-P2)*P0*V/(P1*P2)=Q/N(m³)
V=Q*P1*P2/〔N*0.03〕 (m³)
由上可知:當Q , P1,P2,P0給定時,氣壓罐體積V越大,夜間每小時水泵啟停次數(shù)越少,系統(tǒng)越節(jié)能。
例如:一般夜間23點到次日凌晨4點每戶至少沖馬桶一次,100戶的供水系統(tǒng)夜間小流量Q≈0.1m³/h。當P1=0.8,P2=0.77,P0=0.25時,
(1)如果選擇容器內(nèi)徑600(mm),容器高1735(mm),溶積為V=0.34m³的氣壓罐,計算可得:夜間每小時水泵啟停次數(shù)N=6;
(2)如果選用V=40L的氣壓罐,夜間每小時水泵啟動次數(shù)N=51;
(3)如果該氣壓罐的預充氣壓P0=0.2Mpa, 則每小時水泵啟停次數(shù)為N=10次。
可見,大容積氣壓罐會減少水泵啟停頻率及系統(tǒng)能耗,另外,由于容積大蓄壓能力更強,更能有效減少水錘對管道及水泵的影響。然而大容積氣壓罐價格不菲,所以在選擇氣壓罐時應根據(jù)泵房實際情況選擇大小適宜的氣壓罐,一般易選擇L氣壓罐為宜。