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安装技术
建筑安装工程水系统中气压罐的运用
奚文杰
上海建工五建集团有限公司上海200063
摘要:在建筑安装工程水系统中,存在着多种气压罐、通过对气压罐的合理配置及对其压力的设定,可减少相关控制
泵的启停,从而延长泵的使用寿命并节约电能。结合工程实例,对气压罐的设置和压力设定进行了分析,可在类似工
程中推广使用。
关词:建筑安装工程气压罐膨胀罐定压补水装置
中分类号:TU821
文标识码:B
文号:1004-1001(2014)07-085803
Application of Air Pressure Tank to Water System in
Building Installation Engineering
Xi Wenjie
Shanghai Construction No 5(Group)Co., Ltd. Shanghai 200063
1气压罐工作原理及分类
1~5层裙房采用生活水池→生活恒压变频供水设备供水
1.1气压罐的工作原理
(此供水设备中配有气压罐),6~13层采用生活水池→生
利用波义耳( Robert Boyle)气体定律:PVT=n(P为活水泵→屋顶生活水箱供水,其中病房11~13层采用屋顶
压力,V为气压罐气体体积,T为温度),即在一定温度下生活水箱→生活恒压变频供水设备增压供水(此供水设备
气体压力P与容积V的乘积等于常数的原理,利用水压缩性配有气压罐)。
极小的性质,用外力将水储存在罐内,气体受到压缩压力
从以上系统介绍中可以看出,建筑安装工程给水系
升高,当外力消失,压缩气体膨胀可将水排出?。
统中气压罐的运用通常是与变频泵配套的,当系统中水的
1.2气压罐的分类
压カ大于气玉罐内气体压力时,系统中的水会在压力的作
气压罐分为补气式气压罐和隔膜式气压罐?。
用下被挤入气压罐的气襄内,罐内气体受到压缩,体积减
补气式气压罐的特点是水气接触,经过一段时间后,小,根据波义耳气体定律,气体体积减小则压力增大,直
部分空气溶入水中,使调节水量减少,所以需要定期进行到系统水的压力和罐内气体压力达到平衡オ停止进水。当
补气;隔膜式气压罐的特点是水气分离,水进入橡胶囊的系统中水的压力开始流失时,气压罐内气体的压力大于系
内部,橡胶囊的外部与罐体之间充满惰性气体,以氮气为统水的压力,气压罐气内的水在罐内气体的压力下被排
多,由于水气分离,所以不会产生气体溶解于水的情况,出,补充至系统内,根据波义耳气体定律,气体体积增大
可一次充气,长期使用。
则压力减小,直到两者的压力再次达到新的平衡。
由于变频泵的启停包括功率大小通过玉力传感器的指
2工程气压罐的运用“7
令进行;生活用水量的变化曲线较大,而且具有明显的时
2.1工程概况
间特性,当变频泵处于停止状态,而系统中的水因小流董
上海市儿查医院普陀新院总建筑面积为72512m2。地的使用或泄漏而致使管网中的压力少量流失,未配置气压
上建筑面积51612m3,地下建筑面积20900m2。安装工程罐的系统中,变频泵会因此类小流量的使用而频繁启动,
主要水系统包括给水系统、热水系统、消防喷淋系统、空而启动不多时又因压力回到设定值而停止,这样频繁的启
调供回水系统,以上系统中均配有1个或多个气压罐。
停对水泵的使用寿命造成相当的影响。而设置了气压罐的
2.2给水系统中气压罐的运用
系统中,此时气压罐就起到为整个系统补水的作用,调节
本案例工程中,地下室采用市政给水管网直接供水。系统压力的波动,减少变频泵启动频率,在减少用电的情
况下,也间接延长水泵的寿命。
这里我们需要注意的是,气压罐选型的预存水量不
作者简介:奚文杰(1975-),男,本科,工程师。
通讯地址:上海市曹杨路1000号(200063)。
是气压罐的有效容积,而是气压罐在稳压泵恒压值与压力
收稿日期:2014-04-01
下限(也就是起泵压力)范围内的调节容积。在给水变频
858建筑施工第86卷第7期
系统中,要最大限度地利用气压罐的调节容积,我们可以使用寿命造成一定的影响,同时出于节约用水的考虑,热
把气压罐的预充压力值和变频泵的压力下限(起泵压カ)水系统中引入的密闭式膨胀罐,同样利用了气体的可压缩
调节为一致,按照理想状态,当气压罐内的水全部补充到性。当系统中水温升高,水的体积膨胀时,系统中的水的
系统中时,变频泵恰好起泵。例如,某个系统的恒压值为压力大于正常工作压力,同时也大于了膨胀罐内气体的压
P1=0.3MPa,而变频泵压力下限设置为P2=0.1MPa,气压罐カ,与膨胀体积相当的水被压入膨胀罐内,直到罐内压力
的选型体积为V=100L,根据波义耳( Robert Boyle)气体与系统压力达到平衡;当系统中水温降低,水的体积缩小
定律:
时,系统中的水的压力小于膨胀罐内气体的压力,膨胀罐
V1xP=V2×P2=VxP
内原先储存的水又被压回至系统中,直到两者达到新的平
式中:V1-0.3MPa管网压力下气压罐内氮气的体积衡。在维持系统正常工作压力的同时,减少安全阀的开启
( L
次数,有效地达到了节水的功能。
V2-0.1MPa管网压カ下气压罐内氮气的体积2.4消防喷淋系统中气压罐的运用
消防喷淋系统中稳压泵的运用其作用同给水系统稳压
P一气压罐的预充压力值(MPa)
泵,案例工程中喷淋系统采用临高压系统(图1),屋面
当气压罐的预充压力值和变频泵的压力下限(起泵压层高位水箱间设有喷淋稳压泵2台(Q=1L/s,H-24m
力)相同时,气压罐的调节容积:△V=vV-V1=50L
N=1.1kwW)及气压罐1台(150L),稳压泵启停泵压力分
通过以上计算,在系统管网达到恒压状态,同时气压别为0.15MPa和0.2MPa。
罐的预充压力值和变频泵的压カ下限(起泵压力)调节为
一致时,气压罐可以对系统的补水量为50L
另外,给水系统中的气压罐一般设置在水泵出口位
n
置,由于水泵开启和停止时会对管网造成水锤冲击,气压
罐可以通过其罐体与气囊之间的氨气吸收一部分冲击力,
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减少水泵启停时对管道及阀门的冲击,间接延长整个管网
的工作寿命。
2.3热水系统中气压罐的运用
图1消防喷淋系统
本案例工程中,地下室(厨房)、1~5层裙房采用全
日制供应热水,机械循环。病房楼采用定时供应热水,机
根据相关国标中叙述,利用气压罐的P1、P2、P4、P
械循环。热水采用闭式系统,管网敷设形式为6~13层、控制水泵允许工况,P2为最不利点喷头所需压力(同时也
地下室、1~5层每层设置热水供回水管。供回水管同程设是气玉罐初始充气压力)、P2为喷淋主泵启动压力,P。1为
置,热水供水温度60C,冷水计算温度5C,管网末端热稳压泵启动压力,P2为稳压泵停止压力。
水供水温度不低于50C。地下室热交換器机房设置导流型
P1=H+H。+H,+
(2
容积式水-水热交換器、热水循环水泵、密闭式膨胀水罐。式中:Hー-自动喷淋管道至最不利点喷头的沿程和局部
从以上系统介绍中可以看出,热水系统一般采用的
压力损失之和(MPa)
是闭式循环系统,而闭式循环系统为了保持整个系统中水
H。最不利点喷头规定的工作压力(MPa)
力工况的稳定,必须设置定压装