时间：2013-11-29 分类：机械
简介：本文分析了空调与采暖系统定压补水系统的工作方式，探讨了高位水箱定压补水、气压罐定压补水、变频水泵定压补水的相关计算与使用方向问题。结论建议性指出，各定压补水系统的应用与适用范围。
关键词：膨胀水箱，补水泵，定压罐，变频水泵，开式系统，闭式系统，电接点压力表
0．引言
现代民用建筑中多数都设有空调与采暖系统，空调与采暖系统是为保证室内空气品质、人体舒适度要求的。现有多数空调与采暖系统都为机械循环系统，而为保证这些系统正常运行的一个必不可少的条件就是系统要充满水。需要维持静水压力不变或水温变化膨胀时不足以影响系统正常运行，这就需要提到空调与采暖系统的定压膨胀（补水）系统，它是空调与采暖系统正常工作必不可少的条件之一。下面我就对现行采用较多的定压膨胀（补水）系统做一下简单的介绍与分析。
1．定压系统的类别
1．1补水泵与膨胀水箱联合定压补水系统
按传统空调与采暖系统设计方式，空调与采暖系统为维持静水压力的要求多数都设置高们膨胀水箱来解决此问题。所谓高位膨胀水箱就于空调与采暖系统最高点之上一定位置处设置一定容积的水箱来维持系统压力在一个恒定值的范围内（详见图6.9.6[1]）。当系统无特别要求时，膨胀水箱的设置高度一般比系统的最高充水点高0.5~1.0米，与系统热媒温度有关。膨胀水箱的容积则按照经验公式计算。
在膨胀水量的计算时相同水容积的情况下根据水温的不同，公式中的参考值略有不同，最终计算结果也稍有变化。膨胀水箱设置有膨胀管（定压管），此管是膨胀水箱与系统连接中最重要的管道。当系统缺少水量时，膨胀水箱内的水会通过膨胀管流入系统，达到补水的效果。当系统内水量因为水温变化膨胀或系统补水时，系统的水会通过膨胀管流回膨胀水箱，从而达到保留膨胀水量的效果。如果膨胀水量超过膨胀水箱的容量，多余的水量会通过膨胀水箱的泄水管接回至软化水箱。膨胀管接入系统的位置：对于机械循环系统来讲，接入点为系统循环水泵的吸入口侧；对于重力循环系统来讲，接入点为系统供水主立的管的顶端。
当系统的水量缺失或产生少量的泄漏时，膨胀水箱内的水位就会下降。当水位下降至水箱（系统）控制最低水位时，通过水箱内的水位控制器会联动启动系统的补水水泵，向整个系统补水。当水位升至水箱（系统）控制最高水位时，水位控制器会联动关闭系统的补水水泵停止补水。补水水泵的计算与选择可参考相关手册的计算公式。
1．2补水泵与落地式膨胀水罐联合定压补水系统
膨胀水罐这种定压方式较高位膨胀水箱在国内发展较晚，不过由于其明显的优势，现在发展的也比较广泛。它的工作原理就是把高位膨胀水箱换成低位的膨胀水罐，在水罐内设置一个\"气囊\"(充气的空间)，利用压缩气体的原理来满足整个系统内不同时期的压力变化值。膨胀水罐定压系统正常工作所必须的组件有压力表、电接点压力表、电磁阀、安全阀等（详见图6.9.7[1]）。对系统内压力的控制由水罐上设置的电接点压力表（压力传感器）来完成。当系统水量减少时，膨胀罐内的\"气囊\"就会膨胀，把膨胀罐内的存水\"挤\"回系统内，若水罐内水量不足以补充系统缺少水量时，电接点压力表所指示的压力值就会低于设定压力值的低点（与高位膨胀水箱定压的控制最低点压力相同），联锁启动补水泵向系统内补水；完成补水后，压力值达到所设定的高点值时（参考系统内各设备有额定工作压力值与循环水泵扬程设计），联锁关闭补水泵停止补水。当系统内的水量因为温度变化等原因而膨胀时，多余的水量会进入膨胀水罐内，并压缩\"气囊\"。如果水量较多时，系统压力会升高，通过电接点压力表的控制打开电磁进行泄水，多余的水量排入软化水箱内。如果由于停电等其它原因导致电磁阀打不开时，系统压力会持续升高，当超过安全阀控制压力后安全阀会自动开启泄压，以保证系统内各主要设备不至损坏。
1．3变频补水泵定压补水系统
变频补水系统的设计理念主要是借鉴了给排水专业的变频水泵给水系统的工作方式。它的系统组成有些像简化的膨胀水罐定压系统，只是减少了膨胀水罐。它的工作原理指的是系统的补水水泵在多数情况下一直是运行的，通过实时的电接点压力表（压力传感器）的传感器通知电气专业的变频控制器控制水泵的运行转数，以达到在不同时刻均能控制系统的静水压力值。当系统内的压力值较高时则会降低水泵的转数，协调补水泵维持较低的供给压力与水量；当系统内的压力值较低时则会提高水泵的转数，协调补水泵维持较高的供给压力与水量。当系统压力由于膨胀等原因升高时，在压力控制点处设有电磁阀与安全阀，当超压时泄压泄水。此种定压方式的不足就是水泵多数情况下一直在运行并且做变频处理，对电气系统与联动系统要求较高。
2．不同种类定压系统设计中需要注意的问题
(1).高位膨胀水箱在定压系统的稳定的性与工程造价等方面有较大优势，优先采用此种方式定压；并且当系统的定压点压力接近系统各设备的额定工作压力时，高位膨胀水箱是最佳的选择。#p#分页标题#e#
(2).高位膨胀水箱有开式和闭式之分，其分类也对应于各空调、采暖系统的开、闭式之分。对要求不得与大气接触或系统水中控制氧气含量等的系统，需要设置闭式膨胀水箱。
(3).高位膨胀水箱的设置受一定的条件限制，它需要在顶层或者对应定压层处设置水箱间，占用一定的有效建筑空间，所以当无条件设置时可采用补水泵联合膨胀水罐方式定压。
(4).膨胀水罐本身也可以对应设置开式与闭式之分，其设计与使用较灵活。只要在机房内占用部分位置即可，与高位膨胀水箱相比节省了建筑中有效使用面积。
(5).膨胀水罐的设计中还需要注意它的设定压力值与系统工作压力要对应。当定压点设于循环水泵进水管的母管处时，膨胀水罐的最高限定压力值应为系统的额定压力值减掉循环水泵的扬程。此问题需广大设计者重视起来，因工程中已发现有的设计人把系统的额定压力值直接当作膨胀水罐的最高限定压力值，导致运行中设备处于超压状态工作，并引发安全事故。
(6).变频水泵定压方式的使用范围较受限制。对于较小或者中型系统来讲不合适。因为中、小系统的水容积较小，产生泄露的可能性也较少，所以此种定压方式比较适用于系统水容量较大、管道分布广泛、可能产生的泄露点较多的大型和超大型系统。并要依据情况设计补水水泵的大小，以避免产生\"大马拉小车\"或\"小马拉大车\"的不正确情况。
3．结语
建筑工程的设计讲究具体问题具体分析，当对于不同工程时，采用不同的暖通空调方案也就对应着有不同的系统定压方式。当然这些暖通空调最终的方式方案也受到实际工程条件的制约，也会因为条件的变化而调整。我们作为设计人员在对待每一个工程时都要仔细考量、研究，避免不合理的问题发生。
参考文献
[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.《2009全国工程设计技术措施暖通空调•动力》.北京：中国建筑标准设计研究院，2009
[2]陆耀庆.《实用供热空调设计手册》.一版.北京：中国建筑工业出版社，1993
[3]电子工业部第十设计研究院.《空气调节设计手册》.二版.北京：中国建筑工业出版社，1995
