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空调系统中的膨胀定压补水装置

当供暖系统中的水受热而膨胀时,系统管道的总容积不变,那么膨胀出来的水就要有空间容纳;另外温度的变化会导致压力剧烈变化(PV=nRT,管道容积是定值)这时系统的安全阀无法及时泄压,从而对系统造成冲击,也造成了安全阀和补水阀的频繁运作,降低了使用寿命,给后期运行增加了成本;如没有安装安全阀情况下,系统的压力会随着温度升高而增高,这时会导致管道、阀门或设备在高压下运行,出现强度破坏和疲劳损坏。这就是需要安装膨胀装置的原因。

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目前供暖系统常见的两种定压补水装置:

1.定压罐定压补水装置:

①定压罐工作原理

定压罐定压,是在膨胀水箱基础上发展起来的一类定压补水装置,其原理同闭式膨胀水箱。当系统水温变化或泄漏引起水的容积变化时,由于气压罐内气体高压缩性的缓冲作用,使系统压力稳定在预设的压力范围内。如果系统压力下降至预设压力的下限时,由电接点继电器动作启动补水泵,使之向系统供水,直至压力达到预定的的压力上限值时止。若系统压力超过设定的最高压力值时,安全阀自行向软水箱或排水系统泄水降压。以维持系统的压力平衡。

②系统中定压点压力确定

定压点压力的高低要考虑两个因素,一个是系统运行时任一点都不超压,二是系统停运时系统不倒空。如果定压点的压力过高,系统中的每一点的压力也就相应的增高,导致管道、阀门或设备等在高压下运行,出现强度破坏或疲劳损坏。压力设置太低,系统就会倒空出现气堵,而导致介质循环不畅。

气压罐工作压力值按以下方法确定(推荐)

 (1)补水泵启动压力P1:

P1=Po+0.005;“Po”系统最高点压力;

 (2)补水泵停泵压力P2:

P2=(P1+0.1)/β-0.1,β:工作压力比,一般取0.65~0.85;

 (3)安全阀开启压力P3:

P3= P2+0.03,式中压力(压强)计算单位均为“MPa”;

气压罐总容积:V=Vt/(1-β)

Vt-调节水量(m3),为补水泵3min的流量,且保持水箱调节水位不小于200mm。估算时取膨胀水量的一半。

补水泵流量:补水泵流量(每小时)选择应不小于系统水容量的4-5%。

2.膨胀水箱定压补水装置

①膨胀水箱定压原理

膨胀水箱定压原理是通过水箱容积的缓冲调节作用,通过水箱高低水位的控制,实现补水(溢流)的作用,以调节由于系统水温变化或泄漏引起的系统介质(水)的容积变化,保持其系统冷热媒介(水)压力的相对恒定。它是中小型系统和空调水系统常用的定压装置之一。

②膨胀水箱位置

膨胀水箱位置应该根据系统型式、作用半径、建筑物的高度、供水温度等具体因素来选择。其安装位置及高度不同,给系统产生的工况也不同。可靠的系统,其工况必须满足不汽化、不超压、不倒空,并有足够循环动力的要求。

开式膨胀水箱将水箱设在系统的最高点,通常接在循环水泵吸水口的回水干管上。

③开式膨胀水箱容积计算方法:

Vp=αΔt Vs

Vp-膨胀水箱有效容积m3;

α-水的体积膨胀系数 α=0.0006,1/℃;

Δt-系统内最大水温变化值℃;

Vs-系统内的总水容量,m3。

定压罐定压补水装置与膨胀水箱定压补水装置的优缺点对比:

定压罐定压补水装置与膨胀水箱定压补水装置安装位置示意图:

1.闭式膨胀定压罐的安装位置,安装在水泵入口处。

开式膨胀水箱的安装位置,定压点的选择:水系统回水总管的最高点处。

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