论文部分内容阅读
【摘 要】 本文探讨了采暖、空调系统恒压点的作用及数值，分别论述了膨胀水箱、气压罐和变频补水泵三种定压方式的工作原理，设计选型及特点，为采暖、空调的正常运行提供了保障。
【关键词】 采暖；空调系统；恒压点；定压方式
1.恒压点作用及数值
采暖、空调水循环系统运行时，当循环水泵运行或停止时，系统压力保持恒定的点称为系统的恒压点。保持恒压点处所要求的压力值，能使整个系统无论是运行状态还是静止状态系统均不超压、不汽化、不缺水，保持系统的正常运行，因此维持恒压点处合理的恒压值是至关重要的，恒压点值为：
H=H静+H汽+H裕
其中，H静为系统最高点与循环泵入口的高差，m（水柱）；H汽为系统顶部热水汽化压力，m（水柱）；H裕为富裕水头，m（水柱），一般取1m～5m水柱。
2.系统的定压方式
根据采暖、空调水系统定压形式的不同可分为开式膨胀水箱定压、气压罐定压和变频补水泵定压三种定压方式。
2.1开式膨胀水箱定压
2.1.1工作原理
利用开式高位膨胀水箱吸收系统膨胀水量，并为系统定压。
2.1.2设计选型
开式膨胀水箱的有效容积按下式计算：
Vx=Vt+Vp
其中，VX为开式膨胀水箱有效容积，m3；Vt为开式膨胀水箱调节容积，m3；Vp为系统最大膨胀水量，m3。
调节容积Vt应不小于3min平时运行的补水泵流量，且保持水箱调节水位高差不小于200mm。
供热时，Vp=（ρ0/ρ-1）Vc；供冷时，Vp=（1-ρ0/ρ）Vc 。其中，ρ0为水密度，采暖或空调（冬季运行）系统，取充水温度t0时水密度；空调冷水系统取夏季系统运行时环境温度t0对应的水密度，kg/m3；ρ为系统运行时水的平均密度，kg/m3，取供/回水温度时密度的平均值。
公式中需知道系统水容量及补水泵流量即可完成计算。
空调系统的水容量见表2。供暖系统的水容量见表3。
补水泵小时流量宜为系统水容量的5%，不得超过10%，补水泵扬程应保证补水压力比系统补水点压力高30kPa～50kPa。
2.1.3特点
1）控制简单，系统水力稳定性好，初投资少，凡是有條件安装开式高位水箱的系统应优先考虑这种定压方式；
2）适用于中小型热水采暖系统与空调水系统，但安装高度与位置经常受建筑条件制约。
2.2气压罐的定压设计选型
2.2.1工作原理
气压水罐连接在系统恒压点处，罐上装有安全阀和电接点压力表，当系统内水受热膨胀时罐的水位升高，气体空间减小，压力升高，当压力达到上限压力P2时由自控装置（电接点压力表或其他设施）使补给水泵停止运转。如果压力进一步升高，罐顶安全阀启动，排气使罐内压力下降。当系统水温下降或漏水时，罐内水位下降，气体压力降低，降至P1时，此时上部补气，同时控制补给水泵自动启动补水。系统内恒压点压力稳定在P1～P2之间。
2.2.2设计选型
V≥Vmin=
其中，V为气压罐的实际容积，m3；Vmin为气压罐的最小容积，m3；Vt为气压罐调节容积，不宜小于3min平时运行的补水泵流量，m3，当采用变频泵，补水泵流量可按额定转速时补水泵流量的 1/3～1/4确定；β为容积附加系数，隔膜式气压罐取1.05；α=，P1和P2分别为补水泵启动压力和停泵压力（表压kPa），应综合考虑气压罐容积和系统的最高运行工作压力的因素取值，宜取0.65～0.85，必要时可取0.5～0.9。
工作压力：
1）补水泵启动压力P1，m。满足定压点下限要求并增加10kPa的裕量。定压点下限应符合：循环水温度为60℃～95℃时，应使系统最高点的压力高于大气压力10kPa以上；循环水温度不大于60℃的系统，应使系统最高点压力高于大气压力5kPa以上。
2）补水泵停止压力P2：
α=-10
其中，P2取值应保证系统设备不超压，宜取0.9P3。
3）电磁阀开启压力P3=P2+（2～4）m，宜取0.9P4。
4）安全阀开启压力即膨胀罐最大工作压力P4=P3+（1～2）m，且不应超过系统中设备的允许工作压力。
2.2.3特点
1）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，且安装位置灵活。2）易于实现自动补水、自动排气、自动泄水和自动过压保护。
2.3变频调速补水泵定压系统
2.3.1工作原理
安装在定压点处的压力传感器受到补水泵出口压力值（即系统定压点的值）后，反馈回变频控制柜，与给定压力比较后，控制变频器调节电动机转速，使补水泵流量随之变化。当补水泵出口压力低于给定压力值时，供电频率增加，电动机转速提高，水泵流量增大；反之流量则减小；如果超过给定压力值，则自动停机。这样通过变化水泵流量的方法可保证系统压力不变，自动定压补水。若系统超压，则靠安全阀泄水。
2.3.2设计选型
变频补水泵流量：总小时流量宜为系统水容量的5%，不超过10%。
变频补水泵扬程：应保证补水泵压力比系统补水点压力高30kPa～50kPa。
2.3.3特点
1）运行管理方便，达到设定压力自动停机，低于设定压力自动开机补水，不需专人管理；
2）与常用补水泵相比节省电能；
3）变频补水泵定压方式不适用于2500kW以下或无室外管道的采暖空调系统。
3.结语
本文介绍了采暖、空调循环水系统恒压点的确定值及其作用，介绍了开式膨胀水箱、气压水罐、变频调速补水泵（不含可调压的）补水定压方式、工作原理、设计造型、各自的特点，在工程设计中应合理的应用。
参考文献：
[1] 05k210，采暖空调循环水系统定压[Z].
[2]实用供热空调设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3]《工厂热水采暖》编写小组.工厂热水采暖[M].北京：国防工业出版社，2004.
[4]崔宏波.热水供暖系统水力工况分析调节设施[J].山西建筑，2010，36（3）：192-193.
【关键词】 采暖；空调系统；恒压点；定压方式
1.恒压点作用及数值
采暖、空调水循环系统运行时，当循环水泵运行或停止时，系统压力保持恒定的点称为系统的恒压点。保持恒压点处所要求的压力值，能使整个系统无论是运行状态还是静止状态系统均不超压、不汽化、不缺水，保持系统的正常运行，因此维持恒压点处合理的恒压值是至关重要的，恒压点值为：
H=H静+H汽+H裕
其中，H静为系统最高点与循环泵入口的高差，m（水柱）；H汽为系统顶部热水汽化压力，m（水柱）；H裕为富裕水头，m（水柱），一般取1m～5m水柱。
2.系统的定压方式
根据采暖、空调水系统定压形式的不同可分为开式膨胀水箱定压、气压罐定压和变频补水泵定压三种定压方式。
2.1开式膨胀水箱定压
2.1.1工作原理
利用开式高位膨胀水箱吸收系统膨胀水量，并为系统定压。
2.1.2设计选型
开式膨胀水箱的有效容积按下式计算：
Vx=Vt+Vp
其中，VX为开式膨胀水箱有效容积，m3；Vt为开式膨胀水箱调节容积，m3；Vp为系统最大膨胀水量，m3。
调节容积Vt应不小于3min平时运行的补水泵流量，且保持水箱调节水位高差不小于200mm。
供热时，Vp=（ρ0/ρ-1）Vc；供冷时，Vp=（1-ρ0/ρ）Vc 。其中，ρ0为水密度，采暖或空调（冬季运行）系统，取充水温度t0时水密度；空调冷水系统取夏季系统运行时环境温度t0对应的水密度，kg/m3；ρ为系统运行时水的平均密度，kg/m3，取供/回水温度时密度的平均值。
公式中需知道系统水容量及补水泵流量即可完成计算。
空调系统的水容量见表2。供暖系统的水容量见表3。
补水泵小时流量宜为系统水容量的5%，不得超过10%，补水泵扬程应保证补水压力比系统补水点压力高30kPa～50kPa。
2.1.3特点
1）控制简单，系统水力稳定性好，初投资少，凡是有條件安装开式高位水箱的系统应优先考虑这种定压方式；
2）适用于中小型热水采暖系统与空调水系统，但安装高度与位置经常受建筑条件制约。
2.2气压罐的定压设计选型
2.2.1工作原理
气压水罐连接在系统恒压点处，罐上装有安全阀和电接点压力表，当系统内水受热膨胀时罐的水位升高，气体空间减小，压力升高，当压力达到上限压力P2时由自控装置（电接点压力表或其他设施）使补给水泵停止运转。如果压力进一步升高，罐顶安全阀启动，排气使罐内压力下降。当系统水温下降或漏水时，罐内水位下降，气体压力降低，降至P1时，此时上部补气，同时控制补给水泵自动启动补水。系统内恒压点压力稳定在P1～P2之间。
2.2.2设计选型
V≥Vmin=
其中，V为气压罐的实际容积，m3；Vmin为气压罐的最小容积，m3；Vt为气压罐调节容积，不宜小于3min平时运行的补水泵流量，m3，当采用变频泵，补水泵流量可按额定转速时补水泵流量的 1/3～1/4确定；β为容积附加系数，隔膜式气压罐取1.05；α=，P1和P2分别为补水泵启动压力和停泵压力（表压kPa），应综合考虑气压罐容积和系统的最高运行工作压力的因素取值，宜取0.65～0.85，必要时可取0.5～0.9。
工作压力：
1）补水泵启动压力P1，m。满足定压点下限要求并增加10kPa的裕量。定压点下限应符合：循环水温度为60℃～95℃时，应使系统最高点的压力高于大气压力10kPa以上；循环水温度不大于60℃的系统，应使系统最高点压力高于大气压力5kPa以上。
2）补水泵停止压力P2：
α=-10
其中，P2取值应保证系统设备不超压，宜取0.9P3。
3）电磁阀开启压力P3=P2+（2～4）m，宜取0.9P4。
4）安全阀开启压力即膨胀罐最大工作压力P4=P3+（1～2）m，且不应超过系统中设备的允许工作压力。
2.2.3特点
1）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，且安装位置灵活。2）易于实现自动补水、自动排气、自动泄水和自动过压保护。
2.3变频调速补水泵定压系统
2.3.1工作原理
安装在定压点处的压力传感器受到补水泵出口压力值（即系统定压点的值）后，反馈回变频控制柜，与给定压力比较后，控制变频器调节电动机转速，使补水泵流量随之变化。当补水泵出口压力低于给定压力值时，供电频率增加，电动机转速提高，水泵流量增大；反之流量则减小；如果超过给定压力值，则自动停机。这样通过变化水泵流量的方法可保证系统压力不变，自动定压补水。若系统超压，则靠安全阀泄水。
2.3.2设计选型
变频补水泵流量：总小时流量宜为系统水容量的5%，不超过10%。
变频补水泵扬程：应保证补水泵压力比系统补水点压力高30kPa～50kPa。
2.3.3特点
1）运行管理方便，达到设定压力自动停机，低于设定压力自动开机补水，不需专人管理；
2）与常用补水泵相比节省电能；
3）变频补水泵定压方式不适用于2500kW以下或无室外管道的采暖空调系统。
3.结语
本文介绍了采暖、空调循环水系统恒压点的确定值及其作用，介绍了开式膨胀水箱、气压水罐、变频调速补水泵（不含可调压的）补水定压方式、工作原理、设计造型、各自的特点，在工程设计中应合理的应用。
参考文献：
[1] 05k210，采暖空调循环水系统定压[Z].
[2]实用供热空调设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3]《工厂热水采暖》编写小组.工厂热水采暖[M].北京：国防工业出版社，2004.
[4]崔宏波.热水供暖系统水力工况分析调节设施[J].山西建筑，2010，36（3）：192-193.