王娟 劉媛媛

摘要：本文在在四種給水方式演示的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化水泵的流量揚(yáng)程、水箱的容積、氣壓罐的容積的計(jì)算，同時(shí)結(jié)合水量平衡計(jì)算，設(shè)計(jì)出節(jié)水蓄水池，并對蓄水池的池體容積進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

關(guān)鍵詞：水箱;氣壓罐;水量平衡

1引言

氣壓給水設(shè)備是一種利用密封儲罐內(nèi)空氣的可壓縮性進(jìn)行儲存、調(diào)節(jié)和加壓送水量的裝置氣壓給水設(shè)備的工作原理為：當(dāng)水泵工作時(shí)，水送至給水管網(wǎng)的同時(shí)，多余的水進(jìn)入氣壓水罐，罐體內(nèi)水室擴(kuò)大并將罐內(nèi)的氣體壓縮，氣窒縮小罐內(nèi)壓力也隨之升高，壓力升至最高工作壓力P2時(shí)，水泵停轉(zhuǎn)，并利用罐內(nèi)被壓縮氣體的壓力將罐內(nèi)貯存的水不斷送入給水管網(wǎng)，隨之水室縮小，氣室擴(kuò)大，罐內(nèi)壓力也隨之下降，壓力降至最低，工作壓力P1時(shí)，水泵重新啟動，如此周而復(fù)始，不斷運(yùn)行。

氣壓供水的一般規(guī)定：

1）氣壓給水設(shè)備宜采用變壓式，當(dāng)供水壓力有恒定要求時(shí)，應(yīng)采用定壓式。

2）氣壓水罐內(nèi)的最小壓力，應(yīng)按最不利處的配水點(diǎn)或消火栓及自動噴水滅火設(shè)備所需水壓計(jì)算確定。

3）氣壓給水設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)安全閥、壓力表、泄水管和密閉人孔或手孔。

4）定壓式氣壓給水設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)自動調(diào)壓裝置。

5）補(bǔ)氣式氣壓水罐出水管上應(yīng)裝設(shè)止氣閥，在罐體上宜裝設(shè)水位計(jì)。

6）生活用補(bǔ)氣式氣壓給水設(shè)備，其補(bǔ)氣罐或空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口應(yīng)設(shè)空氣過濾裝置。安全閥也可裝設(shè)在靠近氣壓給水設(shè)備進(jìn)出水管的管路上。

7）采用空氣壓縮機(jī)補(bǔ)氣時(shí)，定壓式氣壓給水設(shè)備的空氣壓縮機(jī)組不得少于兩臺，其中一臺備用。變壓式氣壓給水設(shè)備，可不設(shè)備用的空氣壓縮機(jī)組。

8）氣壓給水設(shè)備的罐頂至建筑結(jié)構(gòu)最低點(diǎn)的距離不得小于1.0m;罐與罐之間及罐壁與墻面的凈距不宜小于0.7m。

9）氣壓給水設(shè)備的水泵，應(yīng)設(shè)自動開關(guān)裝置。

10）補(bǔ)氣式氣壓水罐應(yīng)設(shè)置在空氣清潔的場所。

2實(shí)驗(yàn)條件與方法

（1）實(shí)驗(yàn)材料

筆記本、復(fù)印紙

（2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

計(jì)算機(jī)1臺、建筑給排水管網(wǎng)系統(tǒng)1套、水泵7臺、電磁流量計(jì)25臺、壓力傳感器50個(gè)、電磁閥60個(gè)、高位水箱2個(gè)、低位水箱1個(gè)、氣壓罐2個(gè)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制柜7臺。

（3）實(shí)驗(yàn)方案

1）設(shè)計(jì)給水管線;

2）根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的流量和壓力進(jìn)行水頭損失計(jì)算，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)壓力;

3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)壓力計(jì)算氣壓罐的容積。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

（1）水頭損失計(jì)算

①確定計(jì)算管段上的流量

配水管管段內(nèi)的流量由2部分組成：一是本管段沿線出流的配水流量qy;二是本管段的轉(zhuǎn)輸流量qz。沿線出流的配水流量由集中出流和分散出流。

設(shè)計(jì)流量：q=qz+αqy

②根據(jù)流量選擇管徑

對于小管徑：DN100-400mm，v=0.6-0.9m/s

對于大管徑：DN>400mm，v=0.9-1.4m/s

計(jì)算管徑：

③根據(jù)管徑和流量計(jì)算水頭損失

沿程損失：

局部水頭損失：

④總水頭損失

⑤建筑給水的供水壓力：指建筑給水系統(tǒng)的水壓必須能將需要的流量輸送到建筑物內(nèi)最不利配水點(diǎn)（通常為最高最遠(yuǎn)點(diǎn)），并保證有足夠的流出水頭。

（2）各節(jié)點(diǎn)的流量和壓力的計(jì)算;

壓力傳感器介紹：

壓力傳感器是能感受壓力信號，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。

壓力傳感器的溫度范圍分為補(bǔ)償溫度范圍和工作溫度范圍。補(bǔ)償溫度范圍是由于施加了溫度補(bǔ)償，精度進(jìn)入額定范圍內(nèi)的溫度范圍。工作溫度范圍是保證壓力傳感器能正常工作的溫度范圍。

具體安裝位置：

為了確定壓力傳感器的編號和具體安裝位置，需按充氣網(wǎng)的各個(gè)充氣段來考慮。

①壓力傳感器必須沿著線纜進(jìn)行安裝，最好安裝在線纜接頭處。

②每條線纜裝設(shè)壓力傳感器不少于4個(gè)，靠近電話局的兩個(gè)壓力傳感器，相距不應(yīng)大干200m。

③每條線纜的始端和末端分別安裝1個(gè)。

④每條線纜的分支點(diǎn)應(yīng)裝1個(gè)，如果兩個(gè)分支點(diǎn)相距較近（小于100 m），可只裝1個(gè)。

⑤線纜敷設(shè)方式（架空、地下）改變處應(yīng)裝1個(gè)

⑥對無分支的線纜，因壘線的線纜程式一致，壓力傳感器的安裝隔距不大干500m，并使其總數(shù)不少于4個(gè)。

⑦為了便于確定壓力傳感器故障點(diǎn)，除在起點(diǎn)安裝壓力傳感器外，距起點(diǎn)150-200m處，還要另外安裝1個(gè)當(dāng)然在設(shè)計(jì)中，一定要考慮經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的因素，在不需要安裝壓力傳感器的地方，則應(yīng)不必安裝。

（3）氣壓罐容積的計(jì)算：

氣壓罐增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要有兩個(gè)部分，即氣壓罐總?cè)莘e的計(jì)算和每個(gè)壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算?？?cè)莘e的計(jì)算確定所選壓力罐的大小，壓力的計(jì)算確定穩(wěn)壓泵的啟、停范圍以及開啟消防泵的壓力值。

氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式：V=βVX÷（1-αb）計(jì)算。

式中：V為氣壓罐的總?cè)莘em3;

VX為消防水總?cè)莘e等于消防貯水容積、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積之和;

β為氣壓罐的容積系數(shù)，臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容積系數(shù)分別為1.25，1.10和1.05;

αb為氣壓罐最低工作壓力和最高工作壓力之比（以絕對壓力計(jì)），一般宜采用0.65～0.85。

緩沖水容積V1一般不小于20L，穩(wěn)壓水容積V2一般不小于50L。

計(jì)算過程：

氣壓罐工作壓力比：αb=0.70

氣壓罐總?cè)莘e：V=βVX÷（1-αb）

=1.1×（300+20+50）÷[1000×（1-0.70）]=1.36m3

4結(jié)論

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：王娟，1983年出生，女，山東濟(jì)南，大學(xué)本科，工程師，研究方向：建筑給排水設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)。