探讨气压罐在给水系统中的应用

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1、探讨气压罐在给水系统中的应用（江苏筑原建筑设计有限公司钱晓明）摘要：目前，气压罐给水设备在建筑给水屮应用越来越广，其系统的优越性是显而易见的。当前生活给水设备普遍采川“气压罐+水泵组+控制柜”的组合形式，体现了气压罐在生活给水系统中的重要性。同吋，在消防给水系统中，气压罐也作为稳压设备被广泛采用。本文介绍了气压罐的工作原理，及其在给水系统屮的作用，同时也给出了气压罐容积计算的基本思路，有助于合理配置气压罐，节约能耗，减少投资。当今世界，随着科学技术的进步，给排水领域的新技术得到更广泛的应用，使给水设备在技术上产生革命性的飞跃，特别是给水设备在控制方式上的多样化。随着电子控制技术在给

2、水领域使用地不断发展成熟，供水系统的“恒压力”或“变流量恒压力”最终得以实现。于是“水泵+气压罐+控制柜”的设备结构形式得到广泛的应用。本文从消防给水系统和生活给水系统两大领域分析气压罐在给水系统屮的应用。一：气压罐在消防给水系统中的应用气压罐在消防给水系统屮的作川比较单一，主要作为增压稳压设备结合水泵使用，属于“水泵+气压罐+控制柜”的设备结构形式。通常在屋顶消防水箱不能满足最不利消火栓或者喷头的工作压力时使用，有两种组合形式。（一）屋顶消防水箱结合气压罐的稳压方式其中气压罐矜量按最小要求设置，按照规范其有效各积对于消火栓系统來说为300L,对于自动喷水系统来说为150L,若两种

3、系统合用则为450L。这种“气压罐+屋顶水箱”的组合方式在稳压泵故障吋，仍能在30s内维持系统压力。因此稳压泵故障对系统供水安全影响是不人的，即使在极端的情况下，髙位水箱仍能担负向系统供水的任务，仅系统最不利位置的水压无法满足规范要求而已。这种设备结构形式的工作原理为：气压水罐的压力巾稳压泵提供，当气压水罐压力达到设定要求后，稳压泵停止，平时管网压力由气压水罐提供，满足系统的最不利点水压水量要求。当系统压力下降到一定设定的程度后，稳压泵启动，将系统压力补足后再停止。如此反复使系统吋刻处于“准工作”状态。若系统压力持续下降，则判断为火灾（此时喷头爆破或消防水枪射水），稳压泵持续向消防

4、管M供水，同时启动消防泵房的消防主泵，向系统供水，实现对火灾的扑救。这种方式稳压泵不需要一直工作，耗费的电能也比较小。“屋顶消防水箱+水泵+气压罐+控制柜”的设备组合为设计屮最常用的稳压方式。也是规范推荐的消防稳压方式。（二）气压罐取代屋顶消防水箱的稳压方式其中气压罐的容量按实际耑要水量设置，容量较大。根据防火规范要求，消火栓给水系统的气压给水设备应储存lOmin的消防用水量；自动喷水灭火系统的气压给水设备应储存最不利处4只喷头持续lOmin供水的水量。按规范要求最大lOmin的消防用水为18n?,显然这样大鞞量的气压罐在实际使用中是很不方便的，也是不经济的。同时，这类稳压方式的稳

5、压泵应按主、备川泵设置，目的是防止在主稳压泵故障时，及时将备用泵投入使用。“水泵+气压罐+控制柜”的设备组合在实际设计中极少使用，在有其他方法的情况下补推荐使用。二：气压罐在生活给水系统中的应用通常情况T,生活用水量变化较大，具有明S的时间特性，这就要求生活给水设备的能耗要随用水量的变化而变化，达到节能的目的。变频给水设备在正常工作阶段，水泵一般都运行在高效区，水泵的功耗也在正常范围内。当用水量很小甚至零流量吋，为保证管W的恒压，水泵还是处于低速运行状态，仍有相当的能源浪费。为了减少能耗，真正做到节能，这时就需在系统屮增设气压罐，以保证管网的小流:W:供给及维持零流:W:时管网的压

6、力。下面，本文简单介绍一下气压罐在变频给水系统中的作用。（一）气压罐在变频给水系统中的作川气压罐的理论基础为波义耳气体定律，即PV/T=n（P:压力，V:气压罐气体体积，T:温度）；在一定温度下气体压力（P）与容积（V）乘积等于常数。当气压罐连接到水系统上时，主要起一个蓄能器的作用，当系统水压力大于罐内气体压力时，系统水会挤入气压罐气囊内，这样一是会压缩罐体于气囊之间的气体，使其体积减小，压力增大；二是会增加系统内水的容积，使系统压力减小，直到压力达到平衡才停止进水。当系统水压力小于罐内气体压力吋，气囊内的水会在气体的压力作用下挤出，补回到系统，系统水荇积减小压力上升，罐内气体体积

7、增大压力下降，直到两者达到新的平衡，水停止从气囊挤压冋系统。生活给水系统管网普遍都大，节点较多，在不配置气压罐的系统屮，管网的压力由自身水压来维持。巾于水的压缩比远小于气体，所以当管网有小流量或者泄漏时，水压会大幅度下降，造成水泵频繁启动。这时系统就必须配置气压罐，缓解水泵的频繁启动，以减小能耗，同吋延长水泵的使用寿命。综上所述，气压罐是保证水泵正常休息并延长休眠吋间的前提条件，同时气压罐也起到调节系统压力波动的作用。(二)气压罐调节容积的确定在设计压力范围内，气压罐