對(duì)于很多人來(lái)說(shuō),膨脹罐、緩沖水箱和蓄能水箱是3個(gè)既熟悉又陌生的名詞,熟悉是因?yàn)樵絹?lái)越多的空氣能采暖項(xiàng)目或多或少都要裝上這些產(chǎn)品,陌生的是對(duì)于他們之間的分歧和選型還是處于一知半解。我們先了解膨脹罐、緩沖水箱、蓄能水箱定義及其性能。

緩沖水箱

緩沖水箱其實(shí)就是串聯(lián)在中央空調(diào)系統(tǒng)中增加小型系統(tǒng)的水容量,存儲(chǔ)冷量或熱量,有效地解決系統(tǒng)過(guò)小所帶來(lái)的負(fù)荷波動(dòng)和主機(jī)頻繁的啟動(dòng)問(wèn)題,從而達(dá)到延長(zhǎng)設(shè)備壽命和節(jié)能省電的目的。

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膨脹罐

其實(shí)大家在工程中都看到了膨脹罐,就是一個(gè)氣囊加一個(gè)碳鋼罐體和法蘭組成。當(dāng)系統(tǒng)水壓力大于膨脹罐碳鋼罐體與氣囊之間的氮?dú)鈮毫r(shí),系統(tǒng)水會(huì)在系統(tǒng)壓力的作用下擠入膨脹罐氣囊內(nèi)。

這樣一是會(huì)壓縮罐體與氣囊之間的氮?dú),使其體積減小,壓力增大。二是會(huì)增加系統(tǒng)整個(gè)水的容納空間,使系統(tǒng)壓力減小,直到系統(tǒng)水的壓力和罐體與氣囊之間的氮?dú)鈮毫_(dá)到新的平衡才停止進(jìn)水。

當(dāng)系統(tǒng)水壓力小于膨脹罐內(nèi)氣體壓力時(shí),氣囊內(nèi)的水會(huì)在罐體于氣囊之間的氮?dú)獾膲毫ψ饔孟聰D出,補(bǔ)回到系統(tǒng),系統(tǒng)水容積減小壓力上升,罐體與氣囊之間的氮?dú)怏w積增大壓力下降,直到兩者達(dá)到新的平衡,水停止從氣囊擠壓回系統(tǒng),壓力罐起到調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力波動(dòng)的作用。

壓力罐由于氣囊的調(diào)節(jié)作用,廣泛應(yīng)用在水系統(tǒng)的小范圍壓力波動(dòng)控制上。壓力罐應(yīng)用在熱水和供暖系統(tǒng)上,主要用來(lái)消除由于水溫變化導(dǎo)致的壓力波動(dòng),避免損害其他的系統(tǒng)控制元件。

我們知道,膨脹罐在供水系統(tǒng)中也有應(yīng)用,可以消除因水閥打開引起的水錘效應(yīng),免遭水錘的沖擊,從而達(dá)到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。這個(gè)在供水系統(tǒng)中很常見(jiàn),一般來(lái)講膨脹罐的最大工作壓力是八到十公斤,大小從兩升到一兩百升都有。

水是有膨脹的,水在4℃時(shí)密度最大,當(dāng)小于4℃和大于4℃水都會(huì)發(fā)生膨脹。一噸水從10℃加熱到90℃大概會(huì)增加36.5升的體積,如果沒(méi)有膨脹罐的存在,水就會(huì)把其他的連接件損壞,所以膨脹罐的作用是不可忽視的,尤其在小系統(tǒng)中。

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蓄能水箱

我理解就是為了達(dá)到節(jié)能的目的,在小型的中央空調(diào)中,加大緩沖水箱的儲(chǔ)水量,也就成為了一個(gè)蓄能水箱?傮w來(lái)說(shuō),蓄能水箱、膨脹罐和緩沖水箱這三者是沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別的。

區(qū)別僅僅是從字面上的理解,實(shí)際用到什么地方他們?nèi)齻(gè)是有著相同的地方。膨脹罐主要是在小系統(tǒng)里邊,在我們的大系統(tǒng)中,我認(rèn)為緩沖水箱和蓄能水箱是完全相同的東西。

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另外,關(guān)于緩沖水箱,我們?cè)俣嘟榻B一些內(nèi)容:

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空氣源熱泵采暖標(biāo)準(zhǔn)工況下,主機(jī)的啟停次數(shù)(也就是壓縮機(jī)啟動(dòng)次數(shù))是衡量主機(jī)使用壽命的重要參數(shù),類似家里燈具開關(guān)的使用壽命和開、關(guān)次數(shù)相關(guān)一樣,增加緩沖水箱相當(dāng)于系統(tǒng)能量?jī)?chǔ)存增加,系統(tǒng)溫度變化平穩(wěn),主機(jī)的啟停次數(shù)自然降低了,使用壽命也就延長(zhǎng)了。

在歐美一些國(guó)家,緩沖水箱屬于標(biāo)準(zhǔn)配置,部分廠家調(diào)試人員在無(wú)緩沖水箱機(jī)房工地,甚至拒絕調(diào)試。

在長(zhǎng)期的使用中,發(fā)現(xiàn)緩沖水箱在除上述的優(yōu)點(diǎn)外,還延伸出一些獨(dú)特的功能:

1、系統(tǒng)中的強(qiáng)制自動(dòng)排氣功能。

如果只要降低主機(jī)啟停次數(shù)功能,緩沖水箱安裝在主機(jī)出水管路或室內(nèi)回水管路皆可。當(dāng)水箱處于系統(tǒng)回水管時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)循環(huán)水從水箱上部進(jìn)入,下部排出,此時(shí)水中的氣體會(huì)積存在水箱上部空間,閉式系統(tǒng)中的壓力會(huì)自動(dòng)強(qiáng)制將氣體從上部排氣閥排出,不會(huì)出現(xiàn)我們?cè)谛」軓缴霞友b排氣閥,需要排掉一小段水再排出氣體,而下部又會(huì)堵一段水體,排氣效果極差現(xiàn)象。

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2、對(duì)水系統(tǒng)中動(dòng)力部件水泵的保護(hù)。

緩沖水箱的底部出口接入水泵的吸水口,該吸入口進(jìn)入的水是不含氣體的(氣體在水箱上部無(wú)法下來(lái)),水泵葉輪的氣蝕現(xiàn)象會(huì)大大減少。吸入的水為純水,水泵循環(huán)出的水會(huì)將系統(tǒng)中的氣體自然推動(dòng)到系統(tǒng)出水口,然后進(jìn)入緩沖水箱上部進(jìn)水口,系統(tǒng)出水帶來(lái)的氣體會(huì)被水箱頂部排氣閥強(qiáng)制排除,進(jìn)而成為一個(gè)良性循環(huán)。而無(wú)緩沖水箱系統(tǒng),水泵吸入含氣的水,葉輪會(huì)將氣體打碎輸進(jìn)系統(tǒng),造成系統(tǒng)中的氣體到處存在,排氣難度更高。造成水泵的流量開關(guān)經(jīng)常報(bào)警,不斷啟停,大大增加了調(diào)試難度。

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3、避免主機(jī)高壓保護(hù)。

進(jìn)入主機(jī)板換的水是純凈(不含氣)的水,能更好的交換能量,增加換熱效率。

4、調(diào)試更輕松,末端效果出效果更迅速。

當(dāng)系統(tǒng)中補(bǔ)水一半時(shí),調(diào)試就可開始了。流入主機(jī)與水泵的水,均是純凈不含氣的,熱量會(huì)很快輸送到末端,調(diào)試時(shí)間大大減少。筆者早期從事空調(diào)施工,調(diào)試一戶別墅,沒(méi)有三到四小時(shí)不能結(jié)束,因?yàn)樗泻瑲馓啵髁块_關(guān)經(jīng)常報(bào)警,主機(jī)換熱不夠也會(huì)高壓保護(hù),風(fēng)盤氣堵后,效果不明顯。都讓調(diào)試時(shí)間大大延長(zhǎng)。在有緩沖水箱的機(jī)房系統(tǒng),一般一到二小時(shí)即可完成調(diào)試工作。

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5、系統(tǒng)排污更徹底,防止系統(tǒng)阻塞,排污更方便。

管路中的雜質(zhì)在不斷循環(huán)中,因?yàn)榻?jīng)過(guò)了一個(gè)立式的大容量水箱后,許多雜質(zhì)會(huì)積存在緩沖水箱底部,經(jīng)過(guò)Y型過(guò)濾器的水質(zhì)就要好很多,從而降低了清洗過(guò)濾器的次數(shù)。緩沖水箱排污口設(shè)置在水箱底部并設(shè)有手動(dòng)排污閥,清潔更便捷。

6、冬季采暖,系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定。

小型風(fēng)冷熱泵在嚴(yán)冬季使用時(shí),除霜時(shí)間對(duì)室內(nèi)溫度影響是個(gè)頭疼問(wèn)題。如果在主機(jī)設(shè)有輔助電加熱輔助化霜,將大大降低主機(jī)cop值。增加緩沖水箱后,當(dāng)主機(jī)化霜時(shí),水箱內(nèi)儲(chǔ)存一定溫度的水可滿足末端循環(huán),完全避免主機(jī)除霜時(shí)對(duì)室內(nèi)溫度的波動(dòng)變化。

7、開機(jī)后,使用效果來(lái)的更快。

因?yàn)樵诘谝淮慰照{(diào)開機(jī)后,上次的冷量或熱量會(huì)儲(chǔ)存在緩沖水箱中,緩沖水箱的保溫標(biāo)準(zhǔn)和熱水水箱的標(biāo)準(zhǔn)是一致的(24小時(shí)±3℃),所以在下一次使用的時(shí)候,效果自然會(huì)來(lái)的更快了。舉個(gè)生活中例子:下班前一小時(shí)關(guān)空調(diào)主機(jī),只依賴緩沖水箱的能量,通過(guò)水泵循環(huán),就完全可以滿足我們到下班,第二天上班,效果還是杠杠的。

特殊應(yīng)用篇:

因各方面的原因,我們也會(huì)遇到一些水系統(tǒng)的難處。比如該系統(tǒng)做完,發(fā)現(xiàn)主機(jī)好像選小了,不能滿足末端的熱量使用。

建議:改造時(shí)只需在回水管路中串聯(lián)一個(gè)特殊緩沖水箱。

1、緩沖水箱增加電加熱。在能量不夠情況下,通過(guò)輔助電加熱來(lái)補(bǔ)充一部分能量,滿足末端使用。

2、條件允許,使用一臺(tái)鍋爐、一塊平板太陽(yáng)能,或者廢熱能源等對(duì)緩沖水箱(帶盤管)進(jìn)行能量補(bǔ)充。

3、使用一臺(tái)小型風(fēng)冷熱泵主機(jī)和緩沖水箱增加的循環(huán)口連接,來(lái)補(bǔ)充能量。

以上也可作為業(yè)主的節(jié)能方案實(shí)施,緩沖水箱需要特殊生產(chǎn),只需訂貨時(shí)與銷售人員提前溝通就可以了。

以下幾點(diǎn)需要注意:

1、水箱在系統(tǒng)中串聯(lián),進(jìn)回水口徑大小不合理,會(huì)造成系統(tǒng)阻力增大過(guò)度。

建議:40升至200升緩沖水箱,進(jìn)回水口徑為DN40;300升至500升緩沖水箱,進(jìn)回水接口改為雙DN40口接入、雙DN40口接出。雙DN40口徑來(lái)代替大口徑,千萬(wàn)別做DN50哦(水箱是圓弧的,內(nèi)部不銹鋼一般為1.2-1.5mm,水箱內(nèi)部直徑一般為470mm或600mm,接口過(guò)大的焊縫在使用中會(huì)有隱患的,對(duì)安裝扭力的要求也非常高)。

2、緩沖水箱的補(bǔ)水口位置不宜過(guò)低。

過(guò)低的補(bǔ)水口,會(huì)較大的影響底部水箱溫度,可能導(dǎo)致主機(jī)感應(yīng)回水不準(zhǔn)確,造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。(因?yàn)橹鳈C(jī)的回水口吸入的水是緩沖水箱底部的水,補(bǔ)水過(guò)程會(huì)造成水箱底部溫度變化較大)

建議:緩沖水箱的補(bǔ)水口在水箱中部附近。

3、緩沖水箱選型要適當(dāng)。