住宅給水・壓力桶
壓力桶(壓力槽)是什麼?要不要加
壓力桶用壓縮空氣暫存水量,減少小量用水時馬達啟停。是否需要加裝,要先確認控制方式、漏水與桶況;發燙有焦味先停用。
拖一拖,看懂可用水量目前無聲/配音製作中
用一包壓縮空氣,換來更平穩的啟停。
20 公升的桶,能放出多少水?
拖動參數,觀察空氣、水量與馬達啟停。這是教學模型,實際設定須考量現場與原廠規範。
滑桿皆為教學範圍;可用方向鍵微調。
進階算式:看這次怎麼算
假設:隔膜式桶、等溫、空氣不溶入水、隔膜不洩氣;傳統壓力開關啟停、幫浦與用水流量固定、能達停止壓力,忽略控制延遲及瞬態。漏水情境固定加計 0.5 L/min;嚴重失氣或充不進水時,另用管路緩衝 0.3 L 作比較。高預壓情境中,桶會先排空,水側壓力再瞬間降至啟動值;本示意省略這段瞬態。
壓力桶在加壓系統裡做什麼?
一般透天或公寓頂樓採用傳統壓力開關控制的加壓系統:
水塔 → 加壓馬達 → 逆止閥(位置依機型) → 主管路(支接壓力桶、取壓接壓力開關) → 各樓層龍頭
- 沒有壓力桶(或壓力桶失效):管路裡的水幾乎不能壓縮,水龍頭維持小開度時,馬達供水大於用水,壓力升至停止值馬上停;繼續用水後再降至啟動值又馬上啟動。結果就是「打一下停一下」。
- 有壓力桶:桶裡有一包壓縮空氣,像彈簧一樣。馬達停的時候,空氣把桶裡的水推出去供應小量用水,壓力慢慢降,降到啟動值才再開馬達。若是微電腦或變頻機組,啟停邏輯包含流量控制,壓力桶主要負責緩衝初期啟動與微小漏水。
壓力桶常見兩種:
- 隔膜式/氣囊式:桶內有橡膠隔膜或氣囊把空氣和水分開,出廠已預先充氣(預壓),桶上有一個像腳踏車輪胎的充氣嘴。
- 無隔膜式(空氣直接接觸水):空氣會慢慢溶進水裡被帶走,久了「積水」失去作用,需要補氣;兩種構造因緩衝機制與維護方式不同而各有應用。
消防用壓力桶屬於消防設備,另見 /blog/fire-pressure-vessel-maintenance/,本篇只講住宅給水加壓。
壓力桶的原理是什麼?可以算出能放多少水嗎?
公式:波以耳定律與可用水量模型
氣體體積 Vair = Vtank × min(1, Ppre_abs ÷ Pabs)
桶內水量 Vwater = Vtank − Vair = Vtank × max(0, 1 − Ppre_abs ÷ Pabs)
(壓力 P 皆使用絕對壓力 = 錶壓力 + 大氣壓力)
- 單位換算:1 kgf/cm² ≈ 0.980665 bar ≈ 98.0665 kPa ≈ 14.2233 psi;標準大氣壓力近似取 1.033 kgf/cm²。
- 條件與假設:隔膜式壓力桶、溫度不變、空氣不溶入水、隔膜不洩氣。
不想算沒關係,記住兩個重點就好: ①本例設定下,20 公升的壓力桶,一次只放得出約 6.85 公升水;②壓力桶壞了,馬達每小時啟動次數可能從約 33 次暴增數十倍,提早磨耗。想自己驗算的,展開下面的「進階算式」或用參數滑桿。
進階算式:20 公升與每小時啟動次數
算例:20 公升隔膜式壓力桶能放出多少水?
設定:桶容積 20 L、預壓 1.3 kgf/cm²(錶壓)、馬達啟動壓力 1.5、停止壓力 3.0 kgf/cm²(錶壓)。
- 換成絕對壓力:預壓 1.3+1.033=2.333;啟動 1.5+1.033=2.533;停止 3.0+1.033=4.033
- 啟動壓力時水量:20 × max(0, 1 − 2.333 ÷ 2.533) ≈ 1.58 L
- 停止壓力時水量:20 × max(0, 1 − 2.333 ÷ 4.033) ≈ 8.43 L
- 可用水量(停機時可放出的水) ≈ 8.43 − 1.58 ≈ 6.85 L
也就是說,這顆 20 公升的桶,一次只能放出約 6.85 公升水,不是 20 公升。
算例:馬達一小時啟動幾次?
設定:馬達供水能力 20 L/min,家裡持續用水 5 L/min。
(此算例假設採壓力開關啟停、幫浦流量近似固定、用水持續且固定、幫浦能達停止壓力、忽略控制延遲及瞬態。)
- 馬達運轉一次時間=可用水量 ÷(馬達流量 − 用水量)= 6.85 ÷ 15 ≈ 0.46 分
- 馬達停機時間=可用水量 ÷ 用水量= 6.85 ÷ 5 ≈ 1.37 分
- 一個循環 ≈ 1.83 分 → 每小時約 33 次
假設壓力桶失效只剩 0.3 L 緩衝(教學假設作比較,實機還受保護或延遲影響):
- 運轉 0.3 ÷ 15=0.02 分;停機 0.3 ÷ 5=0.06 分;一個循環 0.08 分(約 5 秒)→ 每小時約 750 次
這就是「打一下停一下」傷馬達的原因。啟動電流大、繼電器與接點反覆動作,發熱與磨耗都會增加。
為什麼預壓要比啟動壓力低一點?
在傳統壓力開關系統中,預壓若高於啟動壓力(例如預壓 1.6、啟動 1.5),降到 1.6 時桶內水已先排空,管路水壓會瞬間掉到 1.5 才啟動馬達,造成出水頓挫;預壓若大於或等於停止壓力,水就完全充不進去。
常見原廠建議是預壓略低於啟動壓力(電子/變頻機組依各型號手冊為準)。桶旁壓力也不等於每層樓出水壓力,實際設定須核對樓層高差、設備耐壓及減壓配置,不要為增加出水量而盲目調高。
怎麼判斷壓力桶壞了?
馬達發燙、有焦味或跳電時先停用、不要一直重開;已停用的設備不要為了測試或錄影重開。
查看完整判斷流程與結果
| 節點 | 問題 | 選項 | 下一步 |
|---|---|---|---|
| N0 | 全家用水設備都已停止後,馬達仍持續運轉,無法完成回充並自動停機嗎? | 會 → R8;不會 → N1 | |
| N1 | 水源(例如頂樓水塔)正常有水嗎? | 有 → N2;沒有/不確定 → 先停用並查水源 | |
| N2 | 開一個小水龍頭,馬達會在幾秒內反覆啟動、停止嗎? | 會 → N3;不會 → N6 | |
| N3 | 馬達旁或機身上有圓形的「壓力桶」嗎? | 有(且桶上有像輪胎的充氣嘴)→ N4;有(傳統白鐵圓桶,無充氣嘴)→ R3b;沒有壓力桶 → N5;看不出來/不確定 → R6 | |
| N4 | 【進階確認】若有胎壓計與打氣工具,先關馬達電源、關閉水塔流向馬達的進水開關閥(凡而),開水龍頭把水壓完全放光後檢測充氣嘴(無工具或不確定請直接選最後一項,勿自行按壓氣嘴以免漏掉正常預壓): | 充氣嘴冒水/噴水 → R2;胎壓計量接近 0 → R2b;胎壓計量明顯偏低 → R3;預壓正常或偏高 → R5;無工具/不確定/屬恆壓變頻機 → R6 | |
| N5 | 馬達是傳統壓力開關控制,還是無桶式微電腦/變頻控制? | 傳統壓力開關 → R1;無桶式微電腦/變頻/不確定 → R9 | |
| N6 | 全家都沒用水時,馬達隔一段時間會自己啟動一下嗎? | 會 → R4;不會 → R7 |
結果卡:
- WATER 先停用並查水源:水源沒有水或不確定時,先停用;不確定怎麼確認,請拍整組設備,傳照片先估總價。
- R1 系統沒有壓力桶:單靠壓力開關,小量用水頻繁啟動是常態,加裝可改善;拍整組設備,傳照片先估總價。
- R2 隔膜破裂(充氣嘴噴水):水跑進空氣側,隔膜式桶破裂通常整顆換;不要繼續讓馬達頻繁啟停。
- R2b 預壓嚴重流失:接近 0,可能嚴重漏氣或氣嘴故障,需進一步檢修。不以單次讀值判定。
- R3 預壓不足:可用水量減少。補氣須先確認型號允許及漏氣原因,只補到原廠預壓值(非桶身最高壓力),若補後又掉代表漏氣。
- R3b 疑似無隔膜式壓力桶,需核對型號與桶況:傳統無隔膜白鐵桶久用後空氣溶入水中可能「積水滿桶」失去緩衝,需關電、關進水並排空桶內積水重新補氣,或改裝隔膜式壓力桶;傳照片先估總價。
- R4 管路或逆止閥洩壓:可能有漏水或逆止閥不密合。注意:有水塔供水時,水錶沒轉不能排除水塔後管路洩漏或回流(見 /blog/water-meter-leak-check/)。
- R5 壓力開關設定或控制問題:需查控制設定、供水、接管、桶容量或是否有提前排空現象。
- R6 交給專業師傅:請拍加壓馬達整組照片,師傅可協助判斷,傳照片先估總價。
- R7 目前未觀察到這兩種啟停異常:記錄壓力錶讀數與預壓值。注意:關水後短暫回充並自動停止,可能是正常運作;此結果仍不能排除不出水、異音等其他故障。
- R8 危險!請立即關閉電源:可能是水源沒水/吸入空氣空轉(泵頭極易高溫燒毀或燙軟塑膠管,切勿徒手觸摸泵頭)、壓力開關接點黏死、停機壓力設定過高或管路嚴重破管,請立即關電報修。
- R9 微電腦或變頻機組:其啟停邏輯包含流量或變頻控制,頻繁啟停不一定是壓力桶問題,請直接報修。
從外觀,一層層看進壓力桶
為什麼沒有壓力桶,馬達會打一下停一下?
目前無聲/配音製作中
字幕中的「公斤」指公斤力每平方公分。配音尚未提供,可看同步字幕與完整文字。
完整動畫字幕
第 1 段・0–10 秒
你有沒有遇過……
半夜開個小水龍頭洗手
頂樓馬達就「噠、噠」打一下停一下?
這到底是哪裡壞了?
第 2 段・10–22 秒
因為管路裡的水幾乎壓不縮!
沒裝壓力桶時,龍頭一直開著小水,
馬達供水比用掉的多,
升到本例的三公斤就停止,
繼續用水降到一點五公斤又啟動。
第 3 段・22–36 秒
壓力桶裡面有一包壓縮空氣,就像彈簧。
馬達打水時把空氣壓緊儲能;
照波以耳定律,本例設定下
二十公升的桶子大約能暫存
六點八五公升的可用水量。
第 4 段・36–48 秒
馬達停機的時候,就靠這包空氣把水推出去!
洗手、裝水這類小量用水靠它就夠,
壓力慢慢降,馬達就不用每幾秒啟動一次。
第 5 段・48–57 秒
隔膜破損或持續漏氣,
可能讓可用水量大幅減少。
嚴重失氣時,
馬達就容易頻繁啟停!
第 6 段・57–65 秒
想確認要不要換壓力桶?
先拍下馬達整組、壓力桶和壓力錶,
傳照片給森麒,免費幫你初估含稅總價!
懂了嗎?壓力桶補氣要打到多少?
啟動 1.5、停止 3.0 kgf/cm²,預壓打到 3.0 會怎樣?
五種教法
- 生活比喻(緩衝原理): 壓力桶像一顆「水的行動電源」——馬達是插座,壓力桶先充好一點電(壓力),小量用水時先用行動電源,沒電了才插回插座。行動電源壞了,就只能每次都插插座(馬達一直啟動)。
- 逐步圖解(設備關係): 前面的「四層圖解」:外觀 → 管路關係 → 桶內剖面 → 故障點。
- 北台灣現場情境(教學情境): 新店山坡透天四樓,晚上洗手一開水龍頭,頂樓加壓馬達就「噠、噠」啟停,家人睡不著。量壓力桶充氣嘴,一按就噴水——隔膜破了。換新壓力桶並重新確認預壓與壓力開關設定後,小量用水不再頻繁啟動。(此為教學情境,非真實工程實績。)
- 口訣(故障判斷): 「噠噠啟停先看桶、充氣噴水隔膜破;預壓要比啟動低、不用水也啟查漏水。」
- 動手驗算(預壓設定邊界): 用滑桿把預壓從 1.3 拉到 1.6(高於啟動壓力 1.5),看到「提前排空」警示——水壓降到 1.6 時桶內水已先排空,會瞬間掉到 1.5 才啟動馬達,造成水龍頭出水頓挫;接著把預壓繼續拉高到 2.8(接近停止壓力 3.0),可用水量只剩約 0.99 L,每小時啟動次數飆升至約 227 次;拉到 3.0 則顯示「完全充不進水(可用水量 0 L)」;最後拉回 1.3,可用水量恢復約 6.85 L(每小時約 33 次)。
先想一想,再看答案
為什麼計算壓力桶要用絕對壓力,不能直接用壓力錶讀數?
波以耳定律描述的是氣體的實際壓力,要把錶壓力加上大氣壓力(約 1.033 kgf/cm²)才是絕對壓力;直接用錶壓會算錯。
用上面算例條件,但把停止壓力從 3.0 降到 2.5 kgf/cm²,可用水量大約多少?
停止時水量=20 × max(0, 1 − 2.333 ÷ 3.533) ≈ 6.79 L;可用水量 ≈ 6.79 − 1.58 ≈ 5.21 L(比原本的 6.85 L 變少)。
壓力桶正常,但沒用水時馬達還是隔一陣子自己啟動,最可能是什麼?
管路有地方漏水,或逆止閥不密合讓壓力慢慢洩掉;有水塔時,水錶沒轉也不能排除水塔後管路洩漏,要查管路與逆止閥。
何時要找專業師傅
- 馬達打一下停一下、發燙、有焦味或跳電。
- 關水後馬達一直轉不停(立即關閉電源)。
- 壓力桶充氣嘴按下去噴水(隔膜破裂)。
- 沒用水馬達也會自己啟動(可能漏水或逆止閥)。
- 想加裝壓力桶、或要調整壓力開關設定。
- 加壓馬達本身有異音、漏水、鏽蝕:若馬達本體運轉安靜、無漏水且機齡尚新,僅壓力桶失效,可單獨更換壓力桶;若馬達本體已有軸封滴水、培林異音、嚴重生鏽,森麒的幫浦本體採整台更換;傳照片即可先評估單換桶或整台換新哪種划算(見 /services/pump-replacement/)。
費用:
以下均為含稅價:照片初估免費;基本勘查 NT$1,050;儀器拆裝檢測 NT$2,625 起。同趟或改天確認施工,工程本體滿 NT$10,500(含稅)檢測費全額折抵,未滿另計;離場後在報價單載明的有效期限內確認施工同樣適用,逾期不折抵;夜間與假日另有時段加收(以 /pricing/ 為準)。壓力桶加裝或更換、加壓馬達換新、逆止閥更換,傳照片先估總價。
安全提醒
- 量預壓:須先關馬達電源,並關閉水源流向馬達的進水開關閥(俗稱凡而,例如水塔出水開關),再打開水龍頭確認水側完全卸壓排空;在有水壓的狀態下量出來的不是預壓。檢查完畢準備開電前,務必確認進水開關閥已重新打開,否則馬達會無水空轉燒毀! 如果不確定怎麼操作,請跳過量測交由專業人員處理。
- 補氣:只補到原廠說明書的預壓值(傳統壓力開關系統常見為略低於馬達啟動壓力,變頻機組依原廠規範)。桶身標示的「最高工作壓力」是水壓上限,不是補氣目標。補氣須維持原廠要求的卸壓通路。
- 不應補氣的狀況:補氣須先確認型號允許、桶況及漏氣原因;若有鏽蝕、鼓起、滲漏或不明失壓,不可直接照一般補氣流程處理,拍標籤報修。
- 不要拆壓力桶或管路接頭時讓馬達有電,馬達可能突然啟動。
- 馬達發燙、有焦味:關電源、不要一直重開。
- 屋頂、水塔旁作業注意防滑與高處墜落。已停用之設備不應為錄影而重開。
現場報修清單(可截圖)
外觀安全紀錄(您可安全拍照的項目):
專業量測項目(需工具與斷電、隔離水源安全程序,不確定請留給師傅):
摘要
- 壓力桶用壓縮空氣儲存壓力,讓小量用水不必每次啟動馬達。
- 用絕對壓力與氣體定律可算出可用水量;有效水量取決於預壓與啟停壓力,本例設定下 20 L 的桶實際只放得出約 6.85 L。
- 壓力桶失效,馬達會打一下停一下,假設失效時啟動次數可能暴增數十倍。
- 傳統壓力開關系統的預壓通常要略低於啟動壓力(變頻機組等請以原廠說明書為準),量測前必須先關電、關閉水源進水開關閥並放壓。
- 沒用水也會啟動要查漏水與逆止閥;拍馬達組與壓力錶,傳照片先估總價。
壓力桶常見問題
加壓馬達一定要裝壓力桶嗎?
不一定,微電腦或變頻機組可能內建小型壓力桶或用其他控制方式。但若是傳統壓力開關控制,小量用水時馬達頻繁啟停,加裝或更換壓力桶通常能改善,減少馬達啟動次數。
壓力桶壞了有什麼症狀?
最常見是開小水龍頭時馬達打一下停一下、出水忽大忽小。關電、關閉水源進水開關並放光水壓後檢查充氣嘴,如果噴水,通常是隔膜破裂;正確卸壓排空後,若量得預壓接近 0,表示預壓異常低,需確認量測、氣嘴與隔膜,不以單次讀值判定原因。
壓力桶的預壓要打多少?
傳統壓力開關系統常見原廠建議是略低於馬達啟動壓力,變頻機組等實際以機型說明書為準。量和補氣都要先關馬達電源、關閉水源進水開關(隔離供水)並把水側壓力放光,只補到原廠預壓值;桶身標示的最高工作壓力不是補氣目標。
壓力桶正常,馬達還是會自己啟動,為什麼?
沒用水時馬達自己啟動,常見是管路某處漏水或逆止閥不密合,壓力慢慢洩掉。若有水塔供水,即使看水錶沒轉,也不能排除水塔後管路洩漏或系統內回流。
換壓力桶或加壓馬達要多少錢?
以下均為含稅價:照片初估免費;基本勘查 NT$1,050;儀器拆裝檢測 NT$2,625 起。同趟或改天確認施工,工程本體滿 NT$10,500(含稅)檢測費全額折抵,未滿另計;離場後在報價單載明的有效期限內確認施工同樣適用,逾期不折抵。壓力桶或馬達更換,傳照片先估總價。
法規與出處
- 內政部國土管理署《建築物給水排水設備設計技術規範》
- 第 3.4.4 點:水壓未達前項規定者,應備自動控制之壓力水箱、蓄水池或加壓設施。
- 第 3.4.6 點:建築物一般給水壓力,超過 3.5 kg/cm² 之限度時,應設置中間水槽或減壓閥等,以調整給水壓力。
- 網址:https://www.nlma.gov.tw/uploads/files/7b5f02739dad0e121f246b4dc1b6006a.pdf(外部 PDF 連結可用性待核)
- 經濟部《自來水用戶用水設備標準》第 13 條
- 規定用戶用水設備之水壓,水栓及衛生設備處不得低於每平方公分 0.3 公斤;因特殊裝置需要高壓或採直接沖洗閥者,不得低於每平方公分 1.0 公斤。水壓未達前項規定者,應由用戶自備自動控制之壓力水箱、蓄水池或加壓設施。
- 網址:https://law.moj.gov.tw/LawClass/LawSingle.aspx?flno=13&pcode=J0110036
- NASA Boyle's Law 原理說明:https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/boyles-law/
- NIST 單位換算表:https://www.nist.gov/pml/special-publication-811/nist-guide-si-appendix-b-conversion-factors/nist-guide-si-appendix-b9
- Grundfos SCALA2 預壓操作說明:https://www.grundfos.com/uk/support/how-to-guides/scala2-precharge-pressure(註:SCALA2 為變頻恆壓機,預壓採設定壓力之 70%;傳統壓力開關機型則依 Amtrol/Davey 手冊設為略低於啟動壓力)
- Amtrol 手冊:https://www.amtrol.com/wp-content/uploads/2019/07/9015-939-04_18-Precharged-Well-Tanks-IO.pdf(外部 PDF 連結可用性待核)
- Davey 原廠手冊:https://daveywater.com/wp-content/uploads/2022/11/Pressure_CompositeSupercell_IOI.pdf(外部 PDF 連結可用性待核)
不確定要單換桶,還是整台換新?
拍馬達整組、壓力桶標籤與壓力錶,傳照片先估總價。
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