隔膜式气压水罐工作原理及工作压力计算

隔膜式气压水罐工作原理

发布日期：2009-9-29 浏览数：3128

隔膜式气压水罐工作原理：

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。

罐内橡胶隔膜工作变化示意图：

适应范围：

隔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。

设备特点：

? 罐内部隔膜结构保证了水不与罐壁接触，因此罐壁内部无锈蚀，外部无凝露现象，使用寿命大

大延长。

? 橡胶隔膜可舒张20 万次以上，充气后可长期使用。

? 可以有效的平缓水系统中的压力波动，减少水泵的起停频率。

? 隔膜为食品级天然橡胶隔膜可以应用在饮用水系统中。

外型尺寸：

隔膜式气压水罐选型计算：

1、隔膜式气压水罐容积的确定

1.1气压罐总容积可按下式计算：

V＝βV×1(1-ab)

式中V——气压罐的总容积（m3)

V×1——气压罐内的水容积（m3)

ab——气压罐的工作压力比；在一般情况下宜采用0.65～0.85

β——气压罐的容积系数，隔膜式气压罐宜为1.05

1.2 在知道泵的流量和泵的功率的情况下，也可以通过下式计算出系统中所需要的气压罐的总容积：

Vt=k.Amax.(Pmax+1)(Pmin-1)/(Pmax-Pmin)(Pprec+1)

式中Vt=总容积（L）

k根据泵的功率总结的调节容积的系数

Amax=泵的流量（L/min）

Pmax=停泵压力（即停泵时的最大压力）（bar)(1bar=0.1Mpa)

Pmin=启泵压力（即开泵时的最小压力）（bar)

Pprec=预压力（bar)

k系数：

功率（kw) 0.75～1.5 2.2～3.0 3.7～7.5 7.5～11

k 0.25 0.375 0.625 0.875

1.3 气压罐的最低工作压力应按管网最不利处给水点所需水压计算确定，采用下式计算：

p1=(h1+h2+h3+h4)/102

式中p1——气压罐最低工作压力（Mpa)

h1——水源最低水位至管网最不利给水点的高度差（m)

h2——由水源最低水位至管网最不利给水点的管路沿程水损失（m)

h3——由水源最低水位至管网最不利配水点的管路局部水头损失（m);

h4——最不利给水点用水设备的流出水头（m).

1.4气压罐最高工作压力可采用下式计算：

p2=(p1+0.098)/ab-0.098

式中p2——气压罐最高工作压力（Mpa)

其它符号与前同

2、生活、生产气压给水系统中所需要的气压罐调节容积可按下式计算：

Vx=β·C qb/4nmax

式中Vx——罐内水的调节容器(m3)

β——容积附加系数，隔膜式气压水采用1.05。

qb——水泵出水量(m3/s);当罐内为平均压力时,水泵出水量不应该小于罐网最大小时流量

的1.2倍;

4nmax——水泵在一小时内启动的次数,宜采用6～8次;

C——安全系数,宜采用1.0～1.5次.

工作水泵的计算流量qb应当是工作泵组中最大一台水泵在h=(p1+p2)/2时的流量,且该值应在水泵

曲线的高效范围内.

3．消防系统中隔膜式气压罐的贮水容积、稳压水容积、缓冲水容积计算选型。

消防稳压系统中隔膜式气压罐的总容积可按下式计算：

V=βVxf/(1-αb)

式中V――消防气压罐总容积（m3）

Vxf—消防水总容积，等于消防贮水容积、稳压水容积、缓冲水容积之和（m3）；

β――气压罐的容积系数，隔膜式气压罐宜为1.05；

α――工作压力比，宜在0.5-0.9范围内取值。

气压罐贮水容积和稳压水容积应满足消防给水的要求。消火栓给水系统中消防气压罐贮水容

积不得少于300L。自动喷水灭火系统中消防气压罐贮水容积不得少于150L。消火栓给水系统与自

动喷水灭火系统合用的消防气压罐，贮水容积不得少于450L,稳压水容积不得少于50L。最低工作

压力p1，应保证最不利处消火栓水枪的充实水柱或自动喷水灭火喷头所需水压的要求。缓冲水容

积下限水位压力ps1与贮水容积上限水位压力p2的压差△p，一般可取0.05Mpa。稳压水容积上，下水位的压力差△ps应不小于0.05 Mpa。

设备的使用、安装：

1. 隔膜式气压水罐可直接并联在给水管路上，给水管道上应安装阀门，罐体底部须安装排污阀。

2.安放隔膜式气压水罐的房间或场所，应有排水设施，采光和通风良好，环境少灰尘，无腐蚀性

气体，且不致冻结。环境温度宜为5-40℃，空气相对湿度不宜大于85％，水温不超过60℃。

3. 隔膜式气压水罐室外设置时，应有防雨，防晒及防潮设施，并有在寒冷季节不致冻结的技术措

施。

4. 灌顶至建筑结构最低点的距离不宜小于0.3m，罐壁与墙面的净距不得小于0.5m。罐体禁止受到强烈振动或冲击。

5. 当作为消防定压或气压给水设备使用时，如水泵出现频繁起动现象，应及时检查罐内气体压力指示。

6. 罐内充入的气体不能含有油份，以防止橡胶隔膜加速老化。