空調(diào)采暖水系統(tǒng)補水定壓方式的對比

房 華 榮

(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

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空調(diào)采暖水系統(tǒng)補水定壓方式的對比

房 華 榮

(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

介紹了空調(diào)采暖水系統(tǒng)補水定壓的工作原理，通過計算，對比分析了高位膨脹水箱和氣壓罐兩種不同補水定壓方式的優(yōu)缺點，為實際工程中選取適宜的水系統(tǒng)補水定壓方式提供了依據(jù)。

空調(diào)，水系統(tǒng)，高位膨脹水箱，氣壓罐，定壓方式

可靠的循環(huán)水系統(tǒng)中，其工況壓力必須要保證系統(tǒng)的不氣化，不倒空，不超壓。在運行過程中要滿足系統(tǒng)的壓力需求，使系統(tǒng)充滿水。為了解決供熱、空調(diào)水系統(tǒng)的水膨脹問題，使系統(tǒng)在壓力過低缺水的情況下將系統(tǒng)充滿水，并在系統(tǒng)壓力過高的情況下容納系統(tǒng)膨脹出的水量，就需要定壓、補水。

1 補水定壓的工作原理

水系統(tǒng)的最高工作壓力，一般位于循環(huán)水泵出口處的A點，如圖1所示。系統(tǒng)停止運行時，系統(tǒng)的最高工作壓力PA等于系統(tǒng)的靜水壓力，PA=ρgh；系統(tǒng)開始運行的瞬間，壓力PA等于此點的靜水壓力與水泵全壓P之和，PA=ρgh+P；系統(tǒng)正常運行時，循環(huán)水泵出口點的壓力PA等于該點的靜水壓力與水泵靜壓之和，即PA=ρgh+P-Pd。

Pd=ρV2/2。

其中，Pd為水泵出口的動壓，Pa；V為水泵出口處水的流速，m/s；ρ為水密度，kg/m3。

定壓點宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入點，此最不利點的工作壓力能保證，整個系統(tǒng)的工作壓力就能保證。民用建筑的空調(diào)采暖水系統(tǒng)水溫一般介于60 ℃～95 ℃的范圍之內(nèi)，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，使系統(tǒng)最高點的壓力高于大氣壓力10 kPa以上；當(dāng)循環(huán)水溫不大于60 ℃時，使系統(tǒng)最高點的壓力高于大氣壓力5 kPa以上即可。

采暖空調(diào)水有三種定壓方式：1)高位膨脹水箱定壓。2)氣壓罐定壓，氣壓罐定壓分為容納膨脹水量和不容納膨脹水量兩種方式。3)變頻補水泵定壓。

由于變頻補水泵定壓不適用于中小型規(guī)模的采暖或空調(diào)水系統(tǒng)，本文主要介紹民用建筑中常用的高位膨脹水箱和不容納膨脹水量的氣壓罐補水定壓的兩種方式，并進行比較。

2 高位膨脹水箱定壓

1)膨脹水箱定壓原理圖如圖2，圖3所示。

高位水箱的補水方式可分為補水泵補水和浮球閥補水，當(dāng)水質(zhì)較硬或有軟化要求的系統(tǒng)應(yīng)采用補水泵加軟化水設(shè)備補水，當(dāng)給水水質(zhì)滿足運行要求且給水點壓力高于補水點壓力時可采用浮球閥補水。

2)膨脹水箱的有效容積按下式計算：

VX=VT+VP。

其中，VX為開式膨脹水箱的有效容積，m3；VT為膨脹水箱的調(diào)節(jié)容積，m3，VT不小于補水泵3 min的流量，且保持膨脹水箱的調(diào)節(jié)水位高差不小于200 mm。補水泵小時流量為系統(tǒng)水容量的5%，不宜大于10%；VP為系統(tǒng)最大膨脹水量，m3。

供熱時：VP=(ρ0/ρ-1)VC；供冷時：VP=(1-ρ0/ρ)VC。

其中，ρ0為水密度，kg/m3，采暖、空調(diào)系統(tǒng)取充水溫度t0時的密度(采暖時：5 ℃，夏季：取空調(diào)系統(tǒng)停止運行時環(huán)境溫度t0對應(yīng)的水密度，一般為35 ℃)；ρ為系統(tǒng)運行時水的平均溫度時水的密度，取供、回水溫度的平均值時水的密度，kg/m3，ρ=(ρg+ρh)/2，冷熱共用時空調(diào)水的雙管系統(tǒng)，膨脹水箱的有效容積應(yīng)按冬季工況確定；VC為系統(tǒng)水容量，m3。

3 氣壓罐定壓

1)氣壓罐定壓的基本原理圖如圖4所示。

2)氣壓罐的容積計算。

3)氣壓罐的工作壓力值。a.安全閥開啟壓力P4，不得使系統(tǒng)最大的工作壓力超過其最大允許壓力。b.電磁閥開啟壓力P3，P3=0.9P4，此時膨脹水流回補水箱。c.補水泵開啟壓力P1，P1為下限絕對壓力，與系統(tǒng)定壓點的下限有關(guān)，是為能保證系統(tǒng)充滿水和正常排除氣體最低允許壓力。d.補水泵停泵壓力P2,P2為系統(tǒng)的上限絕對壓力，是為達到有效調(diào)節(jié)容積，補水泵的必要運行擴展區(qū)域，一般取P2=0.9P3。

P1/P2為上下限的絕對壓力比，一般宜取0.65～0.85，若為了有較大的調(diào)節(jié)容積Vt，則需要設(shè)置較高的壓力上限值P2，這就會使系統(tǒng)的壓力升高。

4 結(jié)語

1)膨脹水箱在系統(tǒng)的最高處，控制簡單、系統(tǒng)水力穩(wěn)定性好。膨脹罐定壓安裝位置靈活，但控制復(fù)雜。

2)開式膨脹水箱和大氣接觸，不容納膨脹水量的膨脹罐定壓，回收的水收至與大氣接觸的補水箱，兩種方式都會導(dǎo)致系統(tǒng)的含氧量增加。為減少系統(tǒng)的含氧量，可采用能容納膨脹水量的閉式定壓方式。

3)膨脹水箱定壓時，系統(tǒng)最高的壓力為水泵啟動時的壓力，膨脹罐為達到較大調(diào)節(jié)容積及保證補水泵在一定的擴展區(qū)運行，膨脹罐的工作壓力上限需要提高，系統(tǒng)的工作壓力會增大。因此當(dāng)條件允許時，特別是當(dāng)系統(tǒng)的靜水壓力接近冷熱源設(shè)備所能承受的工作壓力時，宜采用高位膨脹水箱定壓。GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)規(guī)范8.5.18.2條，宜采用高位水箱定壓。

[1] 北京市建筑設(shè)計研究院.建筑設(shè)備專業(yè)技術(shù)措施[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[2] 張錫虎.工程設(shè)計問答(37)：系統(tǒng)定壓補水[J].暖通空調(diào)，2014(6)：100-102.

On comparison of water-supply constant pressure of air-conditioner heat water system

Fang Huarong

(BeijingArchitecturalDesignInstituteCo.,Ltd,Beijing100045,China)

The paper introduces the working principle for the water-supply constant pressure of the air-conditioner heat water system, by calculation, compares and analyzes the advantages and disadvantages of the high expansion water box and air pressure tank, so as to provide some reference for the water-supply constant pressure approaches of the water system in projects.

air-conditioner, water system, high expansion water box, air pressure tank, constant pressure way

1009-6825(2016)26-0138-02

2016-07-09

房華榮(1978- )，女，工程師

TU832

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