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手把手教你计算水泵配套压力罐选型

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2020-05-14 16:16【

手把手教你计算水泵配套压力罐选型

关于压力罐的选型,不同的人有不同的见地。在这里,我们将从压力罐的定义,分类入手,着重为大家讲述该怎么进行压力罐的选型。

一、 压力罐的定义

压力罐是承压容器的一个分支,它具有压力容器的一切特征。具体到供水应用上,还有气压罐、膨胀罐、无塔供水等称呼,压力罐用于闭式水循环系统中,起到了平衡水量及压力的作用,避免安全阀频繁开启和自动补水阀频繁补水。压力罐起到容纳膨胀水的作用外,还能起到补水箱的作用,压力罐充入空气,能够获得较大容积来容纳膨胀水量,高、低压压力罐可利用本身压力并联向稳压系统补水。

二、 压力罐分类

压力罐的种类繁多,要选择合适的供水压力罐,必须对压力罐进行正确的分类。按承压壳体的材质可分为碳钢、合金钢、不锈钢压力罐,这些压力罐在供水设备上都有应用,但常用的是碳钢材质。

压力罐是水泵可以进入睡眠的前提条件,利用水的压缩性极小的性质,用外力将水储存在罐内,气体受到压缩压力升高,当外力消失压缩气体膨胀可将水排除。由于水的压缩比远远小于气体,当管网有小流量的泄漏可造成压力大幅度的下降,可使水泵频繁启动。如工频泵直接向用户供水,就必需配备压力罐,缓解水泵频繁启动。

隔膜式压力罐完全实现气水分开,水在橡胶隔膜的一侧,另外一侧是预充空气,这种压力罐没有气溶与水的损失问题,可一次充气,长期使用。因此,节省了投资,简化了系统,扩大了使用范围,常用于高楼二次供水。气囊式压力罐气水分开,水在橡胶囊内部,外部与罐体之间的间隙预充空气,这种压力罐没有气溶与水的损失问题,可一次充气,长期使用(需要定期维护)。补气式压力罐中空气与水直接接触,经过一段时间后,空气因漏失和溶解于水而减少,使调节水量逐渐减少,水泵启动渐趋领繁,因此需定期补气。补气方法有空气压缩机补气、水射器补气和定期泄空补气等。

三、 压力罐选型

如何根据水泵来选择合适的压力罐容积?

工频状况的压力罐选型

若是在工频情况下,用压力开关来控制水泵,计算方法如下:

1.计算膨胀系数AF,即罐体内的存水比例

(停泵压力Cut-out Pressure + 1 bar or 14.7psi) – (启泵压力Cut-in Pressure + 1 bar/14.7psi)

(停泵压力Cut-out Pressure + 1 bar or 14.7psi)= AF

例如,水泵在2bar启动,3bar停止,那么AF值为:

AF=[(3+1) – (2+1)] / (3+1)= 25%

2.容积选择

选择容积前,我们需要计算需水量和剩余水量。以上述参数为例,假设水泵每次启停间隙为2mins,额定流量为50L/min,则需水量为50L x 2 mins = 100L.

总容积Tank size = 100L / 25% = 400L

在这种情况下,最小需要400L罐体,可以选择500L的型号。

3.安装前需要调整预充压力

前后压差低于2bar时,以上述参数为例,启泵2bar,停泵3bar

预充压力 = 启泵压力 - 0.2 bar = 2 bar-0.2 bar = 1.8 bar

前后压差大于2bar时,例如,启泵压力2bar,停泵压力4.5bar

预充压力 = 停泵压力*65% = 4.5 bar x 65% = 2.9 bar

变频状况的压力罐选型

例如,变频控制系统,工作压力3 ba,流量 50L/min

1.计算膨胀系数AF,即罐体内的存水比例

(停泵压力Cut-out Pressure + 1 bar or 14.7psi) – (启泵压力Cut-in Pressure + 1 bar/14.7psi)

(停泵压力Cut-out Pressure + 1 bar or 14.7psi)= AF

AF值计算方法和工频系统一致,但在VSD变频系统中,频率变化不大,根据实际经验,通常设定3bar工作压力,则实际压力一般在2.9bar到3.1bar之间波动,所以可以将启泵压力认为2.9bar,停泵压力认为3.1bar。

AF=[(3.1+1) – (2.9+1)] / (3.1+1)= 4.9%

2.容积选择

我们需要知道水泵从停机到启动需要的水量,根据经验,变频系统一般在1s左右可以将电机转速从0提升到工作转速。因此,需水量为50L / 60 sec = 0.83 L

总容积Tank = 0.83L / 4.9% = 16.94L

意味着需要选比这个数值大的桶体,故选择18L的型号。

3.安装前需要调整预充压力

预充压力The tank pre-charge = 系统压力System pressure x 65% = 3 bar x 65% = 1.95 bar

通过上述例子可以发现,同样情况下(同流量和3 bar工作压力),使用变频控制的系统相对于压力开关控制的工频系统,可以选择更小的压力罐。这是因为在工频系统中,压力开关控制水泵启停,在水泵停机后,压力罐同时需要起到补水的作用,所以需要更大的罐体容积来储存更多的水。

与之相反的,在VSD变频控制系统中,压力罐起到缓冲和调节系统压力的作用,当系统压力为2.9bar时压力罐往管路中适度补水,当系统压力为3.1bar时,压力罐可吸纳储存管路中多余的水。只有在水泵启动时压力罐需要存水,因此可以选择较小的罐体。

另外,上文的预充压力原则,需要和水泵技术规范上提供的参数(流量,启动时间等)匹配。需注意,容积选型和预充压力必须正确方可享受质保,若有违反将导致质保失效。

 


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