常壓定壓補水排氣機組

暖通空調(diào)系統(tǒng)補水裝置的作用，是保證采暖或中央空調(diào)水系統(tǒng)冷熱介質(zhì)（水），在系統(tǒng)內(nèi)不倒空、不汽化、不超壓，并保持有有系統(tǒng)循環(huán)的壓力，保證系統(tǒng)冷熱交換穩(wěn)定正常。

目前暖通空調(diào)系統(tǒng)常用有以下幾種常壓定壓補水排氣機組：①.膨脹水箱定壓補水裝置；②.定壓罐定壓補水裝置；③.變頻泵定壓補水裝置； 其他如連續(xù)補水泵補水、水射器補水、自來水直接補水等裝置，因為其適用范圍小或缺陷明顯使用少，這里不做介紹。

　　常壓定壓補水排氣機組原理：是在管網(wǎng)系統(tǒng)和管網(wǎng)補水泵之間增加了一臺氣壓罐或膨脹水箱，同時在管道上增加電接點壓力表，電接點壓力表將直接顯示管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)置小壓力時，電接點壓力表將傳輸信號給管網(wǎng)補水泵，管網(wǎng)補水泵開始工作；當(dāng)系統(tǒng)壓力大于設(shè)置高壓力時，電接點壓力表將傳輸信號給管網(wǎng)補水泵，管網(wǎng)補水泵停止工作。在管網(wǎng)補水泵停止工作后，系統(tǒng)壓力靠氣壓罐膨脹水箱來補償，當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)壓力下降時，氣壓罐膨脹水箱內(nèi)的氣體要自然膨脹，罐體內(nèi)的水在氣體壓力下自動補入系統(tǒng)；當(dāng)氣壓罐膨脹水箱內(nèi)的水減小到，靠管網(wǎng)補水泵來實現(xiàn)增壓，罐內(nèi)的氣體再次被壓縮。如此往復(fù)的工作，實現(xiàn)對管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)壓。

　　膨脹水箱定壓補水裝置

　　常壓定壓補水排氣機組原理： 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，實現(xiàn)補水（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。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)的高點，通常接在循環(huán)水泵吸水口的回水干管上。

膨脹水箱型式的分類：分開式（高位）和閉式（落地） 閉式膨脹水箱容積計算： Vt=Vs(v2/v1-1-3αΔt)/(1-P1/P2)

　　Vt—膨脹水箱容積:m3

　　Vs—系統(tǒng)水總?cè)萘?m3

　　v1—低溫時水的比容，m3/Kg;

　　v2—高溫時水的比容，m3/Kg;

　　α—線性膨脹系數(shù)，鋼為11.7×10-6℃-1，銅為11.7×10-6℃-1 Δt—水系統(tǒng)中大溫差，℃（一般為5） P1—低溫時水壓力，KpaP2—高溫時水壓力，Kpa。

　　P1、P2的確定：P1，箱體靜壓頭+系統(tǒng)頂部的小壓力值P2，運行時高壓力開式膨脹水箱容積計算方法： Vp=αΔtVs Vp---膨脹水箱有效容積，m3α---水的體積膨脹系數(shù),α=0.0006,1/℃ Δt---系統(tǒng)內(nèi)大水溫變化值，℃Vs---系統(tǒng)內(nèi)的總水容量，m3 說明：當(dāng)水箱同時用于采暖和采冷時分別計算，取大值。特點：（1）優(yōu)點：它具有裝置簡單、安全、少維護、運行費用低、壓力穩(wěn)定、不用電等；可以有效消除系統(tǒng)非正常工況下的超壓。（2）缺點：對高點有空間位置要求；系統(tǒng)有氧化腐蝕缺陷；不適應(yīng)大面積以及高層、超高層建筑物需要。

　　【常壓定壓補水排氣機組】

　　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，由電接點繼電器動作啟動補水泵，使之向系統(tǒng)供水，直至壓力達到預(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。該裝置由氣壓罐、補水泵、安全閥、電接點壓力表、控制箱等組合而成。

　　系統(tǒng)中定壓點壓力確定：定壓點壓力的高低要考慮兩個因素，一個是系統(tǒng)運行時任一點都不超壓，二是系統(tǒng)停運時系統(tǒng)不倒空。如果定壓點的壓力過高，系統(tǒng)中的每一點的壓力也就相應(yīng)的增高，導(dǎo)致管道、閥門或設(shè)備等在高壓下運行，出現(xiàn)強度破壞或疲勞損壞。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)補水泵啟動壓力P1: P1=Po+0.005;“Po”系統(tǒng)高點壓力 (2)補水泵停泵壓力P2：

　　P2=（P1+0.1）/β-0.1β：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）計算單位均為“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。

　　補水泵流量：補水泵流量（每小時）選擇應(yīng)不小于系統(tǒng)水容量的4％～5％。 特點：（1）優(yōu)點：布置靈活，不受高度的限制；實現(xiàn)設(shè)備集中控制管理，維修使用較方便；系統(tǒng)的氧化腐蝕減輕；較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化及水擊現(xiàn)象；適應(yīng)大面積高建筑物的需要。（2）缺點：補水泵啟動頻繁,泵的壽命低；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；不能斷電能源浪費較大，運行費用高；體積較大占空間大。

　　變頻泵定壓補水裝置

　　基本原理：變頻調(diào)速【常壓定壓補水排氣機組】，是在定壓罐以后發(fā)展起來的，是變頻調(diào)速技術(shù)和膨脹水箱技術(shù)的結(jié)合。其基本原理是根據(jù)傳感器采集的系統(tǒng)的水壓力變化，通過邏輯計算調(diào)整電源頻率，平滑無級地調(diào)整補水泵轉(zhuǎn)速，即調(diào)節(jié)補水量，以達到實現(xiàn)系統(tǒng)恒壓點壓力相對恒定的目的。該定壓方式的關(guān)鍵設(shè)備是變頻器。其工作原理是先把通用50HZ的交流電轉(zhuǎn)為直流電，再通過變頻器把直流電變換為所需頻率的交流電。通過補水泵電源頻率的改變，達到調(diào)節(jié)補水泵轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)補水量，從而達到調(diào)節(jié)系統(tǒng)水壓力目的。

　　電機頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：n=60f(1-S)/P或f=nP/60(1-S)式中：n一水泵交流電機轉(zhuǎn)速;f一電源頻率，Hz;S一轉(zhuǎn)差率，一般為5%左右;P一電機的極對數(shù)。 由上式可看出，當(dāng)P、S定時，水泵電機轉(zhuǎn)速與輸入電源的頻率成正比；由水泵特性可知，水泵流量與轉(zhuǎn)速成正比，所以調(diào)節(jié)電源頻率即可直接調(diào)節(jié)補水泵流量，以調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)流體介質(zhì)因為系統(tǒng)溫度或泄漏等原因引起的壓力變化。補水泵流量：補水泵流量（每小時）選擇應(yīng)不小于系統(tǒng)水容量的4％～5％。

　　變頻器的頻率調(diào)節(jié)范圍：一般調(diào)節(jié)范圍為5～50Hz之間，也有使用高頻電源變頻器范圍可以達到400Hz，但對變頻器本身和電機要求高，不經(jīng)濟。實際使用中要根據(jù)特定系統(tǒng)具體情況，通過建立系統(tǒng)模型，計算系統(tǒng)（取樣點）壓力與補水泵執(zhí)行頻率的關(guān)系，并在調(diào)試過程中加以調(diào)整，實現(xiàn)系統(tǒng)水介質(zhì)不倒空、不超壓并維持運行工作壓力的目的。

　　變頻器規(guī)格根據(jù)補水泵參數(shù)選擇：用工控機更容易實現(xiàn)上述目的，采用變頻調(diào)速技術(shù)和專用工控機(PLC)技術(shù),對補水泵進行閉環(huán)控制。根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)中瞬時失水量的大小與相應(yīng)的壓力值兩種參數(shù),經(jīng)工控機的模擬量模塊處理后控制變頻調(diào)速器,自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速,使循環(huán)水系統(tǒng)補水點壓力恒定在系統(tǒng)的靜水壓線上，可達到壓力波動小、更加節(jié)能的效果。

　　特點：（1）優(yōu)點：有定壓罐的優(yōu)點，但較定壓罐解決了補水泵啟動頻繁，影響壽命，耗費電能多的問題；罐體的容積小占空間??；操作方便更人性化；適應(yīng)大面積高層暖通空調(diào)系統(tǒng)。（2）缺點：設(shè)備貴投資大，針對各個體需建立頻率與系統(tǒng)定壓模型，對使用、調(diào)整、維修人員技術(shù)要求高；相對膨脹水箱耗能，受電源影響。

　　實例

　　某工程，為5層結(jié)構(gòu)，總面積20000m2。采暖（外網(wǎng)一次水經(jīng)板式換熱器換熱）和中央空調(diào)（變風(fēng)量新風(fēng)機組加風(fēng)機盤管）季節(jié)切換。共用管路水系統(tǒng)及末端系統(tǒng)。補水裝置設(shè)計使用【常壓定壓補水排氣機組】。在使用中發(fā)現(xiàn)頻繁啟動現(xiàn)象嚴(yán)重，因為其運行不連續(xù)，在冬季使用，采暖停運再啟動時，定壓裝置快速補足系統(tǒng)壓力，而啟運后水溫大幅上升導(dǎo)致系統(tǒng)壓力嚴(yán)重超壓。因為泄壓閥設(shè)計裝在系統(tǒng)和定壓裝置之間的止回閥近定壓裝置一側(cè)，以防止定壓裝置失靈，所以對止回閥近系統(tǒng)末端一側(cè)壓力升高無法保護，而導(dǎo)致末端金屬軟管等損壞漏水。

　　針對上述情況，根據(jù)系統(tǒng)高度不高，使用面積小、補水量小的特點，改成在系統(tǒng)高點（電梯設(shè)備間）加設(shè)自流式軟化水裝置和不銹鋼膨脹水箱補水裝置，代替定壓罐補水。既解決了以上問題，又節(jié)約了運行維修費用和設(shè)備間空間，至今運行正常。