缓冲大小设置_【设计】小知识点：各种水箱的选型设计（二）缓冲水箱

缓冲水箱

缓冲水箱在商用空调机组的闭式冷冻水系统中是个重要的组成部分，它可以保证系统正常运行需要的最低水量，尤其当某些工业工艺对环境温度变化要求很高的应用环境。通常情况下，整个空调水系统是独立于空调主机之外的，冷冻水缓冲水箱的功能主要是保证机组平稳运行，即保证机组出水温度在系统载荷改变的情况下，满足温度精度要求，同时保证压缩机可靠运行。

缓冲水箱

1.原理

缓冲水箱是空调系统的水蓄冷技术，增大小型空调系统中的运行的水量，能有效解决系统过小带来的负荷波动和主机频繁启动问题，从而达到延长设备寿命、节能省电的目的。

未使用缓冲水箱的小型中央空调系统中，由于环路中的循环水量有限，在主机启动后很短暂的时间内就达到了水温底线，主机就会停止工作；然后又会在很短暂的时间内，水温又达到主机的启动条件，主机又开始启动。频繁的启动主机将大大减少了主机的使用寿命和浪费电能。

设置缓冲水箱还可以高效除霜，除霜时间缩短。机组在除霜反向制冷时需要消耗管道内的热量，如果水系统的水量少，除霜时间就会加长，而且会造成管道内水温较低，除霜效果不好。如果加装了缓冲水箱，那么在除霜的过程中，因为水箱内有一定的温度，可以在短时间内完成化霜，并且消耗热量也比较小，避免了因为主机除霜而造成的室内温度波动变化。

2.结构

缓冲水箱一般由罐体、接水口、排气口及排污口等组成。

缓冲水箱结构

3.配件

缓冲水箱一般配备：安全阀、排气阀、压力表、温度计、泄水阀等。

4.作用

降低主机频繁启动次数

缓冲水箱能增加系统水容量，使系统温度稳定变化，主机启动次数自然减少，使用寿命延长，并且节约能源。

高效除霜，降低室温波动

在主机除霜过程中，由于水箱中有一定温度，它可以在短时间内完成除霜，并且消耗更少的热量。避免了主机除霜引起的室内温度波动，对稳定系统的终端效应有很大的影响。

自动排气，保证系统稳定运行

循环水将从罐顶进入，并将从罐体下部排出，使水中的气体积聚在罐体的上部空间，关闭系统中的压力将自动迫使气体从上排气阀排出。在这种情况下，缓冲水箱底部由于没有气体排入水箱，不仅可以保护泵的叶轮，还可以使系统无气，提升管路的使用寿命，保证主机的正常运行。

水力去耦合，保护主机不受末端影响

缓冲水箱在管道系统中也有一个名称，称为耦合槽，其主要功能是解决系统的水力平衡问题，以便将加热系统中的不同循环管道分离开来，系统相对独立运行，互不感染。这样所有的流通线路都不会受到其他线路的影响。这对于使用变流量调节的供热/制冷系统尤为重要。

这就是我们通常称之为二次系统的情况。主机和水箱是一个独立的循环系统。水箱和端部是一个独立的循环系统。主发动机和端部之间没有直接连接。主机只对水箱进行加热，在设定温度下停止或启动，不受终端影响。这样，大大提高了主机的稳定性。由于热泵主机具有最小所需流量值，如果低于最小值，系统将报告加热时的高压和冷却时的防冻。

方便排污，防止系统堵塞

通过内部的分离网，水中的杂质与分离网碰撞，下降沉淀在排污器下部储污舱，除污器内部巨大的空间使水流经过的速度降低，便于水中颗粒杂质受重力作用下落。除污器下端的卸污阀自带开关手柄，在系统运行状态下也可以开启排污。排污功能也降低了管道上过滤器的清洗和更换频次。

5.选型

对于缓冲水箱大小配比，没有一个标准公式来计算。但原理并不复杂，就是根据能量守恒定律和水的比热公式计算得到。具体如下：

Q=C×m×△T

其中：Q=热量，单位J；

C=比热，单位J/(kg*℃);

m=质量，单位kg；

△T=温差，单位℃。

根据能量守恒，我们设计系统最节能的启动间隔和系统在此时间需要能量，可以大概算出水箱的容量。例如：主机制冷能力40kw，供回水温差5℃，

水流量m=Q/(C×△T)=40/（4.2×5）kg/s=1.9kg/s=6.84m³/h=114L/min;

假设缓冲水箱水容量满足机器2分钟启停运行时间，则缓冲水箱容量

V=m×t=114×2L=228L；

当然，在不能准确计算情况下，可以简单估算，即V≈3×Vc。其中V——膨胀水箱的有效容积，单位为L；Vc——系统内的水容量，单位为L。

如果缓冲水箱配小了，首先会造成机组频繁启动，还存在因为流量太小，机组会容易产生报警。相反，如果水箱配大了，因为机组加热（制冷）水箱需要很长时间，而导致系统不能快速加热（制冷），达不到设计要求，并且大大增加了机组不必要的耗能。

6.注意事项

在装置缓冲水箱时必须保证安装位置有排水设施，防止因水箱自身原因或管道泄水而损坏其他设备。
在制作取暖水箱时，要注意水箱的保温，达到-20℃的环境下，水箱24小时降温2℃左右。安装时，尽量将缓冲水箱放到相对暖和和避风的地方。
在采用热泵进行采暖是，为保证极寒天气下，机组的防冻和系统因过度配大而造成的不必要浪费，建议在水箱中下部安装加热装置，接入缓冲水箱的电源必须牢靠接地，符合相关安全标准。
缓冲水箱的口径根据系统功率、水流量及总水容量来确定进回水口径的大小，一般情况下进回水口径为DN40和DN50；这么大管径安装过程中会产生很大的安装扭力，一般的不锈钢材料（厚度一般在0.8～1.2mm）的缓冲水箱在大扭力安装情况下很难承受，不锈钢内胆容易应大扭力作用管接口焊接部位产生变形；而搪瓷缓冲水箱因内胆材料（BTC340R专用搪瓷钢板，厚度达到在1.8～3.5mm）和搪瓷工艺的优越特性，不会产生因安装扭力过大而导致的内胆损伤，安装过程中的安全和品质有绝对保障。
关于缓冲水箱的补水口位置，为了保证在补水过程中不因混水导致的系统感温不准确而停机的现象，建议补水口开口在水箱中上或水箱顶部。