膨脹定壓補(bǔ)水裝置在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的作用

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當(dāng)供暖系統(tǒng)中的水受熱而膨脹時，系統(tǒng)管道的總?cè)莘e不變，那么膨脹出來的水就要有空間容納；另外溫度的變化會導(dǎo)致壓力劇烈變化（PV=nRT，管道容積是定值）這時系統(tǒng)的安全閥無法及時泄壓，從而對系統(tǒng)造成沖擊，也造成了安全閥和補(bǔ)水閥的頻繁運(yùn)作，降低了使用壽命，給后期運(yùn)行增加了成本；如沒有安裝安全閥情況下，系統(tǒng)的壓力會隨著溫度升高而增高，這時會導(dǎo)致管道、閥門或設(shè)備在高壓下運(yùn)行，出現(xiàn)強(qiáng)度破壞和疲勞損壞。這就是需要安裝膨脹裝置的原因。

1.定壓罐定壓補(bǔ)水裝置：

①定壓罐工作原理

定壓罐定壓，是在膨脹水箱基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類定壓補(bǔ)水裝置，其原理同閉式膨脹水箱。當(dāng)系統(tǒng)水溫變化或泄漏引起水的容積變化時，由于氣壓罐內(nèi)氣體高壓縮性的緩沖作用，使系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的壓力范圍內(nèi)。如果系統(tǒng)壓力下降至預(yù)設(shè)壓力的下限時，由電接點(diǎn)繼電器動作啟動補(bǔ)水泵，使之向系統(tǒng)供水，直至壓力達(dá)到預(yù)定的的壓力上限值時止。若系統(tǒng)壓力超過設(shè)定的最高壓力值時，安全閥自行向軟水箱或排水系統(tǒng)泄水降壓。以維持系統(tǒng)的壓力平衡。

②系統(tǒng)中定壓點(diǎn)壓力確定

定壓點(diǎn)壓力的高低要考慮兩個因素，一個是系統(tǒng)運(yùn)行時任一點(diǎn)都不超壓，二是系統(tǒng)停運(yùn)時系統(tǒng)不倒空。如果定壓點(diǎn)的壓力過高，系統(tǒng)中的每一點(diǎn)的壓力也就相應(yīng)的增高，導(dǎo)致管道、閥門或設(shè)備等在高壓下運(yùn)行，出現(xiàn)強(qiáng)度破壞或疲勞損壞。壓力設(shè)置太低，系統(tǒng)就會倒空出現(xiàn)氣堵，而導(dǎo)致介質(zhì)循環(huán)不暢。

氣壓罐工作壓力值按以下方法確定(推薦)

 (1)補(bǔ)水泵啟動壓力P1：

P1=Po+0.005；“Po”系統(tǒng)最高點(diǎn)壓力；

 (2)補(bǔ)水泵停泵壓力P2：

P2=（P1+0.1）/β-0.1，β：工作壓力比，一般取0．65～0．85；

 (3)安全閥開啟壓力P3：

P3= P2+0.03，式中壓力（壓強(qiáng)）計(jì)算單位均為“MPa”；

氣壓罐總?cè)莘e：V=Vt/(1-β)

Vt-調(diào)節(jié)水量(m3)，為補(bǔ)水泵3min的流量，且保持水箱調(diào)節(jié)水位不小于200mm。估算時取膨脹水量的一半。

補(bǔ)水泵流量：補(bǔ)水泵流量（每小時）選擇應(yīng)不小于系統(tǒng)水容量的4-5％。

2.膨脹水箱定壓補(bǔ)水裝置

①膨脹水箱定壓原理

膨脹水箱定壓原理是通過水箱容積的緩沖調(diào)節(jié)作用，通過水箱高低水位的控制，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水（溢流）的作用，以調(diào)節(jié)由于系統(tǒng)水溫變化或泄漏引起的系統(tǒng)介質(zhì)（水）的容積變化，保持其系統(tǒng)冷熱媒介（水）壓力的相對恒定。它是中小型系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)常用的定壓裝置之一。

②膨脹水箱位置

膨脹水箱位置應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)型式、作用半徑、建筑物的高度、供水溫度等具體因素來選擇。其安裝位置及高度不同，給系統(tǒng)產(chǎn)生的工況也不同?？煽康南到y(tǒng)，其工況必須滿足不汽化、不超壓、不倒空，并有足夠循環(huán)動力的要求。

開式膨脹水箱將水箱設(shè)在系統(tǒng)的最高點(diǎn)，通常接在循環(huán)水泵吸水口的回水干管上。

③開式膨脹水箱容積計(jì)算方法：

Vp=αΔt Vs

Vp-膨脹水箱有效容積m3；

α-水的體積膨脹系數(shù) α=0.0006，1/℃；

Δt-系統(tǒng)內(nèi)最大水溫變化值℃；

Vs-系統(tǒng)內(nèi)的總水容量，m3。

定壓罐定壓補(bǔ)水裝置與膨脹水箱定壓補(bǔ)水裝置的優(yōu)缺點(diǎn)對比：

分類

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

閉式膨脹定壓罐（適應(yīng)大面積高建筑物的需要）

水與空氣隔離，減輕水系統(tǒng)腐蝕

造價高，體積較大占用空間大

布置靈活，不受位置高度限制

必須有補(bǔ)水箱，軟水處理

通常安裝在泵房內(nèi)不存在防凍問題

因有補(bǔ)水泵，消耗一定電能，運(yùn)行費(fèi)用高

實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中控制管理，維修使用較方便

系統(tǒng)壓力波動大，不能有效防止非正常情況系統(tǒng)超壓的問題

較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化及水擊現(xiàn)象

補(bǔ)水泵啟動頻繁，泵的壽命低

開式膨脹水箱

結(jié)構(gòu)簡單、造價低

水與空氣接觸有氧化腐蝕缺陷

自動補(bǔ)水、排氣

對空間位置要求必須安裝在水系統(tǒng)的最高處

安全、少維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用低 、壓力穩(wěn)定、不用電

對防凍要求高，0度以下地區(qū)必須考慮防凍保溫

有效消除系統(tǒng)非正常工況下的超壓

不適應(yīng)大面積以及高層 、超高層建筑物需要

三定壓罐定壓補(bǔ)水裝置與膨脹水箱定壓補(bǔ)水裝置安裝位置示意圖：

1.閉式膨脹定壓罐的安裝位置，安裝在水泵入口處。

開式膨脹水箱的安裝位置，定壓點(diǎn)的選擇：水系統(tǒng)回水總管的最高點(diǎn)處。

系統(tǒng) 水箱 壓力

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