空调水系统工作压力及补水定压系统分析

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空调水系统工作压力及补水定压系统分析

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水泵位于系统的高度不同,系统的工作压力就会不同,假设P为系统某点的压力,H为扬程,hz为从水泵出口到某点的总阻力,h为系统最高点到某点的高度,我们可以简单认为任一点的压力P=H-hz+h。因此,我们可以通过以下三种情况来分析管路工作压力:

第一种:循环水泵位于系统最低点,此种情况水泵出口hz最小h最大所以系统最大压力点位于水泵出口,我们可以把水泵的扬程加上系统总高差形成的静水压力看作水泵出口点的工作压力及P=H+h。

第二种:循环水泵位于系统中间位置,随着水泵(沿水流方向移动)高度的提升,水泵出口压力在减少,水泵进口方向的系统最低点压力在升高,但始终小于第一种情况中系统最低点的工作压力。

第三种:循环水泵位于系统最高点,当水泵继续沿水流方向移动,随着水泵高度的继续提升,直到达到系统最高点,水泵出口压力减到最小,系统最低点压力升高(为P=H-hz+h),由此看出,系统任一点的压力均小于第一种情况中系统最低点的工作压力。

因此在一般工程实际中,我们可以认为,系统任一点的压力均小于水泵扬程(在运行稳定的管路中,水泵的实际扬程与管路阻力相等),加上系统总高差所形成的压力即系统任一点的压力P≤H+h,在此基础之上,我们再结合工程的实际情况,在合理范围内考虑一定的工作压力的余量,就可以给出一个确定的设计工作压力。但在每个工程中都有其实际情况的特殊性,我们要根据不同的情况来作具体的分析和判断。

工作压力确定了,我们要维持这个工作压力的稳定,就需要补水定压系统。顾名思义,补水定压系统就是通过给系统补水来保证系统的压力稳定,同时也要能吸收系统膨胀的水量。空调系统管路上有数不清的连接点,每一个连接点都可能是一个泄漏点,所以系统运行过程中,管路中的水就有可能泄漏减少,管路清理污垢也需要排水,水量减少就会引起系统压力减少,同时由于空调系统负荷的波动引起流量及水温的不断变化,系统中的水就会不断地膨胀和收缩,也会引起系统压力的波动,因此需要不断地调节系统中的水量,来稳定系统的压力。膨胀了,我们就需要把多余的水排出去防止超压;收缩了或水泄漏了引起压力不足了,我们就需把水补充进去。

为了使系统的压力足够稳定,我们通常需要保持系统最高点,即系统顶点也要有一定的压力。通常补水定压的方式有:

高位膨胀水箱加补水泵、气压罐加补水泵、变频水泵加超压泄水装置等多种方式。在系统压力较大的系统中,尤其是压力接近设备允许承压能力的系统中,应优先选用高位膨胀水箱加定频补水泵补水,“当采用高位膨胀水箱定压时,应通过膨胀水箱直接向系统补水”,因此补水泵的补水管应直接接入膨胀水箱,膨胀管接在水泵吸入口,以防系统超压;气压罐定压,适用于水质净化要求、含氧量要求较高的采暖或空调循环水系统,且安装位置较灵活,易于实现自动补水、自动排气、自动泄水和自动过压保护等;变频补水泵定压的方式运行稳定,用于规模较大、耗水量不确定的系统,不适用于中小规模的采暖或空调系统。

我们以高位膨胀水箱和气压罐定压补水系统为例,来分析下定压补水系统的设计过程,首先,我们要确定补水量Vb,暖通设计规范中规定:“空调冷水系统的设计补水量(小时流量)可按系统水容量的1%计算”,“补水泵设置2台,补水泵的总小时流量宜为系统水容量的5%~10%”;要确定补水量我们首先要确定系统水容量,但是在实际工程中,要确定准确的系统水容量是相当困难的,工作量也非常大,因此我们可采用单位水容量来估算系统水容量。空调水系统的单位水容量(L/m 2 ):全空气系统:0.4~0.55,水-空气系统:0.7~1.3,当我们确定了空调系统的面积后,就可以估算系统水容量了。

我们还需要确定补水泵的扬程。如果是高位膨胀水箱补水定压,我们确定水箱高度后,就可以确定补水泵的扬程了,即扬程不小于H=h+hz+1+1+5(m),h为系统高度,hz为补水泵到补水点的阻力;气压罐定压系统的补水泵扬程的确定,可以按规范:“补水泵的扬程,应保证补水压力比补水点的工作压力高30KPa~50 KPa”,确定补水泵扬程为:H=h+1+1+5(m),设P4为安全阀开启压力(补水点允许工作压力),膨胀水量流到补水箱时的电磁阀的开启压力P3=0.9P4,补水泵启动压力P1=h+1+1,补水泵停泵压力:P2=0.9P3。不同水温时,补水泵的开启压力与停泵压力也不同,我们也应计算确定。

定压补水系统是依靠膨胀水箱或气压罐来调节系统水量稳定系统压力的。高位膨胀水箱定压补水系统可以根据系统水容量及系统水温确定最大膨胀量Vp,并根据水箱调节容积Vt确定膨胀水箱的容积:V=Vt+Vp;气压罐定压系统中,气压罐的最小容积,Vmin=(β×Vt)/(1-α),其中α为补水泵启动压力P1和停泵压力P2的设计压力比(KPa)宜取0.65~0.85,α=(P1+100)/(P2+100),β为容积附加系数,囊式气压罐取1.05。

通过上述计算,我们确定了空调水系统的工作压力,确定了补水量选取了补水泵,确定了补水泵的扬程及定压系统的各项压力参数,确定了膨胀水箱或气压罐的容积,整套补水压系统设备就基本确定了。同时,我们应仔细校对各系统压力、系统设备的承压能力,及补水时和系统调节时系统的压力变化情况,以防止系统超压或压力不足。返回搜狐,查看更多



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