集中供暖系統水壓怎麼調?【問題】一個以50m作為豎向分區的散熱器熱水集中供暖系統(低區),沒有條件設置膨脹水箱,采用氣壓罐補水定壓時(不容納膨脹水量),按計算的數據,選用承壓1.0MPa的散熱器會不會出問題?工作壓力如何計算合适?,我來為大家科普一下關于集中供暖系統水壓怎麼調?以下内容希望對你有幫助!
【問題】
一個以50m作為豎向分區的散熱器熱水集中供暖系統(低區),沒有條件設置膨脹水箱,采用氣壓罐補水定壓時(不容納膨脹水量),按計算的數據,選用承壓1.0MPa的散熱器會不會出問題?工作壓力如何計算合适?
【解析】
這個問題包涵了系統定壓補水方式、設置氣壓罐定壓但不容納膨脹水量的補水系統、設置隔膜式氣壓罐定壓且容納膨脹水量的補水系統、系統的靜壓和工作壓力等多個層次。
1. 應盡量采用膨脹水箱定壓補水。
GB50019-2003《采暖通風與空氣調節設計規範》第6.4.13條和GB50736-2012《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》第8.5.18-2條都明确規定:宜采用高位水箱定壓。
其條文說明解釋道:高位膨脹水箱具有定壓簡單、可靠、穩定、省電等優點,是目前最常用的定壓方式,因此推薦優先采用。
特别是當系統靜水壓力接近系統設備、構件和管道所能承受的工作壓力時,更應采用高位膨脹水箱定壓。
一般建築内,與必須設置高位消防水箱一樣,都具備設置高位膨脹水箱的條件。如果建築的中間層缺乏設置高位膨脹水箱的條件,也可以僅在頂層設置,利用高區的膨脹水箱通過可調式減壓閥為低區定壓補水。
2. 設置氣壓罐定壓補水
有氣壓罐的調節容積不容納膨脹水量和容納膨脹水量兩種方式。
可參照《全國民用建築工程設計技術措施 暖通空調·動力》第6.9.4條和第6.9.8條的方法計算。
3. 簡單闡述
如果覺得上述計算方法所表達的理念比較煩瑣,也可作以下簡單闡述:
不管是否容納膨脹水量,各種形式氣壓罐的有效調節容積是其中的氣體容積變化量,遵循在相同溫度條件下,壓力與體積的乘積為常數的理想氣體方程,即:
pV=RT。如果近似認為溫度不變,則p1V1=p2V2。
可進一步推導出 ΔV=V1(1-p1/p2)
式中
ΔV為氣壓罐的有效調節容積;
V1為氣壓罐的總容積;
p1為氣壓罐的下限絕對壓力,取決于系統定壓點的靜壓下限,是保證系統能充滿水和正常排除系統中空氣的最低允許壓力;
P2為氣壓罐的上限絕對壓力,是為達到有效調節容積,補水泵的必要擴展運行區間;
p1/p2為上限和下限絕對壓力比,一般宜取0.65~0.85;
(1-p1/p2)為氣壓罐的有效調節容積系數。
很明顯,要得到較大的有效調節容積,需要設置較高的絕對壓力上限值,這就會使系統壓力升高。
例如,按照許多技術資料的說法,上限和下限絕對壓力比p1/p2一般宜取0.65~0.85,如取中間值0.75,則當下限絕對壓力為0.6MPa時,上限絕對壓力就需達到0.798MPa,系統壓力升高了0.198MPa;即使絕對壓力比取0.85,系統壓力也将升高0.1MPa。
【問題】
一個以50m作為豎向分區的散熱器熱水集中供暖系統(低區),沒有條件設置膨脹水箱,采用氣壓罐補水定壓時(不容納膨脹水量),按計算的數據,選用承壓1.0MPa的散熱器會不會出問題?工作壓力如何計算合适?
【解析】
這個問題包涵了系統定壓補水方式、設置氣壓罐定壓但不容納膨脹水量的補水系統、設置隔膜式氣壓罐定壓且容納膨脹水量的補水系統、系統的靜壓和工作壓力等多個層次。
~續前文~
4. 膨脹水量的考慮
按照容納膨脹水量的方式設置時,氣壓罐的有效調節容積ΔV應能容納系統運行時最高水溫對應的水容量變化,即系統的膨脹水量。
而在系統停止運行後水冷卻體積收縮,該水量又在氣壓罐的壓力作用下補回系統。隻有當出現跑、冒、滴、漏現象使系統壓力低于下限絕對壓力時,補水泵才開始運行,直至達到上限絕對壓力。
按照不容納膨脹水量的方式設置時,系統加熱過程的膨脹水量則通過壓力傳感器控制的洩水電磁閥流回開式補水箱,在系統停止運行、水冷卻體積收縮後,系統壓力低于下限絕對壓力,壓力傳感器控制補水泵運行,将補水箱的水補入系統,直至達到上限絕對壓力。
顯然,與容納膨脹水量的方式相比,補水泵需要較長時間運行,但氣壓罐可以采用較小的有效調節容積,例如按照不小于3min的補水泵流量設置,其作用僅為減少補水泵的頻繁啟停,如同采用氣壓罐的加壓給水系統。
由于有效調節容積小,即使采用精度較高的壓力傳感器控制,仍不能确保系統連續不間斷補水,在補水短暫間斷時,由于不可避免的跑、冒、滴、漏現象,會有空氣進入。
而且,膨脹水量通過開式補水箱循環,會增加系統循環水的含氧量,加速系統的腐蝕。
因此,有條件設置較大容量氣壓罐時,宜盡量不采用不容納膨脹水量的方式。
5. 氣壓罐設置高度
氣壓罐設置的位置(高度)也會對有效調節容積産生很大影響。例如,某80m高的建築,當上下限壓差取200kPa(20m)時,如果氣壓罐設置在建築的最高處,工程壓力可為0,即絕對壓力p1為100kPa(10m),p2為200kPa+100kPa=300kPa(10m+20m=30m),有效調節容積系數為1-p1/p2=0.67;
如果氣壓罐設置在建築的最低處,p1應為800kPa+100kPa=900kPa(80m+10m=90m),p2為900kPa+200kPa=1100kPa(90m+20m=110m),有效調節容積系數僅為1-p1/p2=0.18。
因此,氣壓罐宜高位布置。
【問題】
一個以50m作為豎向分區的散熱器熱水集中供暖系統(低區),沒有條件設置膨脹水箱,采用氣壓罐補水定壓時(不容納膨脹水量),按計算的數據,選用承壓1.0MPa的散熱器會不會出問題?工作壓力如何計算合适?
【解析】
這個問題包涵了系統定壓補水方式、設置氣壓罐定壓但不容納膨脹水量的補水系統、設置隔膜式氣壓罐定壓且容納膨脹水量的補水系統、系統的靜壓和工作壓力等多個層次。
~續前文~
7. 定壓點設置位置
如果定壓補水系統的定壓點設置于循環水泵的吸入口,定壓點的最低靜壓就是以工程壓力标記的氣壓罐下限壓力,定壓點的最高靜壓應為以工程壓力标記的安全閥開啟壓力。
系統不同部位的靜壓和工作壓力是不相同的。
系統的最高靜壓在管系的最低處,系統的最高工作壓力在距離循環水泵出口最近的管系最低處。
但是,系統的各個環節并不都需要按照這個壓力考慮。
計算點的靜壓為定壓點的靜壓減去與定壓點的幾何高差。
計算點的工作壓力為靜壓與水泵形成的動力水頭之和,即定壓點的工作壓力加上循環水泵工作點的揚程,再減去從水泵出口至計算點的阻力損失。
根據計算點的工作壓力,可以判斷在該點包括散熱器在内的系統設備、構件和管道是否超過其額定工作壓力。
8. 工作壓力計算示例
問題中提到的“以50m作為豎向分區的散熱器熱水集中供暖系統”,如設定壓補水裝置的氣壓罐設置于标高-6m的熱源機房内,系統最高點标高為50m,最高點壓力比大氣壓力高10kPa,可作如下計算:
氣壓罐的下限絕對壓力p1=60kPa+500kPa+10kPa+100kPa=670kPa,上下限絕對壓力比如取0.75,則氣壓罐的上限絕對壓力=670kPa÷0.75=893kPa,氣壓罐的有效調節容積系數1-p1/p2=0.25。
如取安全閥的開啟壓力為800kPa(大于氣壓罐的上限絕對壓力893kPa-100kPa=793kPa),循環水泵工作點的揚程為25m,則循環水泵出口的最大工作壓力為800kPa+k250Pa=1050kPa=1.05MPa。
據此,減去從水泵出口至計算點的阻力損失和與定壓點的幾何高差,可以得到計算點的工作壓力,從而可以判斷包括散熱器在内的系統設備、構件和管道是否超過其額定工作壓力。
如果覺得工作壓力仍過大,則可以采取減小上下限絕對壓力比和相應降低安全閥開啟壓力(使之略大于設定的上限壓力)等辦法,直到滿足要求為止。
但減小上下限絕對壓力比會降低氣壓罐的有效調節容積系數。
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