膨胀水箱原理、作用
膨胀水箱是暖通空调系统中的重要部件,它的作用是收容和补偿系统中水的胀缩量,亦用作系统供水。
一般冷却系统冷却液的流动是靠水泵的压力来实现的。水泵吸水的一侧压力低,易产生蒸汽泡,使水泵的出水量显著下降,并引起水泵叶轮和水套的穴蚀,在其表面产生麻点或凹坑,缩短了叶轮和水套的使用寿命。加装膨胀水箱后,由于膨胀水箱和水泵进水口之间存在补充水管;散热器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通过导管和进入膨胀水箱,从而使气水彻底分离。由于膨胀水箱温度较低,进入的气体得到冷凝,一部分变成液体,重新进入水泵。而积存在膨胀水箱液面上的气体起缓冲作用,使冷却系内压力保持稳定状态。
一般都将膨胀水箱设在系统的最高点,通常都接在循环水泵(中央空调冷冻水循环水泵)吸水口附近的回水干管上。
膨胀水箱是一个钢板焊制的容器,有各种大小不同的规格。膨胀水箱上通常接有以下管道:
(1)膨胀管它将系统中水因加热膨胀所增加的体积转入膨胀水箱(和回水干道相连接)。
(2)溢流管用于排出水箱内超过规定水位的多余的水。
(3)液位管 用于监督水箱内的水位。
(4)循环管 在水箱和膨胀管可能发生冻结时,用来使水循环(在水箱的底部中央位置,和回水干道相连接)。
(5)排污管 用于排污。
(6)补水阀 与箱体内的浮球相连,水位低于设定值则通阀门补充水。
为安全起见,膨胀管、循环管、溢流管上不允许装任何阀门。
膨胀水箱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。膨胀罐起到容纳膨胀水的作用外,还能起到补水箱的作用,膨胀罐充入氮气,能够获得较大容积来容纳膨胀水量,高、低压膨胀罐可利用本身压力并联向稳压系统补水。
以下为开式高位膨胀水箱,适用于中小型低温水供暖系统,国标规格见下表,供参考。
中央空调系统中膨胀水箱的设置和配管中的几个问题
在闭式循环的空调水系统中,膨胀水箱可以容纳水受热膨胀后多余的体积,解决系统的定压问题,向系统补水。膨胀水箱的设计往往和配管联系在一起,做为中央空调末端设计的重要组成部分。下面暖通南社就为大家详细分析一下膨胀水箱的设置和配管中出现的问题,以供参考。
膨胀水箱的容积和选型
1.水箱容积计算:
Vp=a·△t·Vs /1000(单位:m3)
Vp—膨胀水箱有效容积(即从信号管到溢流管之间高差内的容积)m3
a —水的体积膨胀系数,a=0.006 L/℃
△t—最大的水温变化值℃,冷水时取15℃,热水时取45℃。
Vs—系统内的水容量 m3,即系统中管道和设备内总容水量。
系统的单位水容量如下:
系统型式
全空气系统
空气-水空调系统
供冷时
0.40~0.55
清洗空调
0.70~1.30
供暖时
1.25~2.00
1.20~1.90
系统中总容水量=单位水容量*建筑面积
所以:水箱容积=1.5Vp(单位m3)
注:全空气系统:是指空调房间内的负荷全部由经处理过的空气来负担的空调系统。
空气-水系统:是由空气和水共同来承担室内冷、热负荷的系统,除了向室内送入经处理的空气外,还在室内设有以水做介质的末端设备对室内空气进行冷却或加热。
2.估算:
膨胀水箱的有效容积Vp:冷水时约0.1 L/kw,热水约0.3 L/kw,所以水箱容积=1.5Vp /1000
(单位m3)
供暖系统:
当95-70℃供暖系统 V=0.031Vc
当110-70℃供暖系统 V=0.038Vc
当130-70℃供暖系统 V=0.043Vc
式中V——膨胀水箱的有效容积(即相当于检查管到溢流管之间高度的容积),L;
Vc——系统内的水容量,L。
《空气调节设计手册》P794:膨胀水箱的底部标高至少比系统管道的最高点高出1.5m,补给水量通常按系统水容积的0.5-1%考虑。膨胀箱的接口应尽可能靠近循环泵的进口,以免泵吸入口内液体汽化造成气蚀。
膨胀水箱的设置及其配管
膨胀水箱的安装高度,应至少高出系统最高点0.5m(通常取1.0 ~1.5m)。安装水箱时,下部应作支座,支座长度应超出底板100~200mm,其高度应大于300mm,支座材料可用方木、钢筋混凝土或砖,水箱间外墙应考虑安装用予留空洞。
膨胀水箱上的配管有膨胀管、信号管、溢水管、排水管和循环管等。从信号管至溢出水管之间的膨胀水箱容积,就是有效膨胀容积。
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