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膨胀罐知识以及选型计算

膨胀罐知识以及选型计算

一、膨胀罐主要有隔膜式和气囊式,二者对比如下:


1、隔膜式膨胀罐的缺点


(1)、因为隔膜式膨胀罐壳体是直接与水接触的,所以壳内都喷涂防锈层。罐的接口与壳体之间是焊接而成。这样在焊接的过程中,高温就会将防锈涂层氧化。本来是银白色的涂层,在焊接后呈现黑色,用手触摸可感觉有黑色小颗粒。那么这些看似微不足道的氧化点工作时长期与水接触,慢慢就会生锈并逐渐扩大,直到整个罐体生锈,那么这种膨胀罐在用一段时间后,倒出来的水呈黄水也就不足为奇了。


(2)、隔膜式膨胀罐的内膜是通过热轧的方式固定在膨胀罐和两个半壳的碳钢中间,这种工艺过程如果处理不好,就会留下微小的气孔在内膜和碳钢之间,这些微小的气孔就会将预充的气体泄漏出去,膨胀罐如果泄漏气体,90%就是从这里泄漏的。这种漏气的膨胀罐用一段时间如果不再补充气体就不能起到定压卸荷作用。而这本身是很难察觉。由于罐壁厚度一般在1mm左右,接口直接与罐焊接在一起,这种连接方式可承受的扭力相当小。而安装罐时只能抱着壳体旋转,这样如果用力太大或过猛,就会将接口旋断。这种情况在空调生产过程中最为常见。


2、气囊式膨胀罐就克服了隔膜式膨胀罐的缺点


(1)、气囊式膨胀罐内部有一个整体的气囊,在工作时水只进入气囊内,不与壳体接触。接口处用法兰盘连接。这种结构就避免了焊接过程引起的生锈问题。这种结构的膨胀罐的气囊可更换。同样,由于是法兰连接,故它的接口就可以承受很大的扭力,在安装过程中就不怕会扭断接口。因此现在绝大部分都采用气囊式结构了。


(2)、气囊式膨胀罐是一个闭式罐体,水在气囊内进出,整个系统是闭式循环,与外接隔开。用于系统中起缓冲压力波动及部分给水的作用,在热力系统中主要是用来吸收工作介质因温度变化增加的那部分体积;在供水系统中主要用来吸收系统因阀门、水泵等开和关所引起的水锤冲击,以及夜间少量补水使供水系统主泵休眠从而减少用电,延长水泵使用寿命。


(3)、当外界有压力的水进入膨胀罐球囊内时,密封在罐内的氮气被压缩,根据波义耳气体定律,气体受到压缩后体积变小压力升高,直到膨胀罐内气体压力与水的压力达到一致时停止进水。当水流失压力减低时膨胀罐内气体压力大于水的压力,此时气体膨胀将球囊内的水挤出补到系统,直到气体压力与水的压力再次达到一致时停止排水。

在供暖及生活热水系统中,水在加热时体积上升,压力相应升高,膨胀罐用于吸收这部分受热膨胀的体积,稳定系统运行压力。膨胀罐同时也可运用于供水系统的定压。


膨胀罐的选择


首先应该确定以下参数:


Pi=水的静压力+1bar(这是初始压力,通常为2.5bar)


Pve=Pi-0.5bar(膨胀罐的预充压力)


Pf=5bar(最大设计工作压力)


Pvs=Pf+1bar(安全阀的开启压力)


在这时你要检查一下(Pf-Pi)/(Pf+1)不能>>0.5(这是膨胀罐制造时的确定条件,以避免膨胀罐内气囊过度膨胀)


现在你可以开始计算:


Vf1=Vc+Vt+Vsc+Va


其中:


Vf1=闭式系统中的溶液总容积


Vc=集热器中的溶液容积


Vt=管道中溶液容积


Va=其他部分溶液容积(如:换热器;膨胀罐预充液体容积……..)


计算液体的热膨胀:


△Vf1=e*Vf1(e=0.07;乙二醇与水的比列为3:7时的膨胀系数)


计算净膨胀量(假设在滞止状态下集热器中液体全部排出,你可以引入一个安全系数k=1.2):


Vu=(△Vf1+Vc)*1.2


选择膨胀罐容量:


Vn=Vu*(Pf+1)/(Pf-Pi)


现在你就可以在膨胀罐目录中选择一款比计算数据稍大的膨胀罐。


由蒙托克管道恒温阀整理

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