暖通空调——采暖与空调的补水量计算

学术   2024-12-21 15:52   上海  

    在空调水系统的日常运行中,漏水问题往往难以避免,这通常源于阀门、水泵等设备的密封缺陷,同时也可能因管理上的疏忽而导致水量流失。鉴于此,为了弥补系统中的漏水损失,安装补水系统显得尤为重要。

  


    理论上,补水系统的补水量应当与漏水量保持一致。然而,为了简化设计计算流程,在确定补水泵的流量时,通常会基于系统的循环水量进行估算。具体而言,常将循环水量的1%作为日常补水的标准量。但在选择补水泵时,除了需满足这一日常补水需求外,还需额外考虑在突发事故情况下可能增加的补水量。因此,补水泵的流量设计应至少为日常补水量的四倍,以确保在各种情况下都能满足系统的补水需求。


一、补给水泵扬程及设计问题:
1、补给水泵的扬程:不应小于补水点压力加30 ~ 50kPa的富裕量。
2、精确计算公式:
Hp = 1.15( PA + H1 + H2 –рgh ) Pa
式中:
(1)、PA ——系统补水点压力(应通过对供热系统水压图的分析确定,取回水干管起点压力。即最远用户回水干管末端压力),Pa ;
(2)、H1 ——补给水泵吸入管路的总阻力损失,Pa ;
(3)、H2——补给水泵压出管路的总阻力损失,Pa ;
(4)、h——补给水箱最低水位高出系统补水点的高度,m 。

    3、为确保系统补水的可靠性,建议配置两台补给水泵,其中一台运行,另一台备用。

    4、在补给水泵的加压装置中,应选用灵敏且可靠的压力调节阀及电接点压力表。电接点压力表的上下触点压力设定需综合考量系统的承压能力和防止水汽化的需求。

    5、热水采暖系统的安全阀泄压装置应安装在锅炉的进口端,以防范锅炉遭受超压损害。泄压装置的排放能力设计,应考虑供暖系统每分钟膨胀量的2至3倍。

    6、每台补给水泵在压水管一侧应安装止回阀,以防止水泵停止工作时,水泵和吸水管承受过大压力。

    7、补水泵压力管一侧的阀门应选用截止阀,以便于调节给水量和快速关闭水泵。同时,在补给水泵的吸水侧应安装闸阀,以降低水流阻力并预防水泵的气蚀现象。

    备注:关于补给水泵单台水量的选取,是否可以将系统循环水量的2%作为参考值,且当配置两台水泵一用一备时,在事故情况下是否允许两台同时开启,需根据实际情况进行具体分析和决策。


二、补给水箱的选型与安装指南:

    1、确定水箱容量与数量:

(1)补水箱的容积设计应能储存1.0至1.5小时的补水量。为确保系统运行的连续性,通常应配备两个独立的水箱,或者采用一个矩形水箱并内部分隔为两部分,以便一个水箱进行维护时,另一个仍能正常工作。两个水箱之间应设置连通管道,便于相互切换。对于容量超过二十立方米的水箱,推荐采用圆形设计,以优化材料使用。

(2)若在水箱内添加药剂处理给水,则至少应配置两个水箱。

    2、水箱配件配置:

   补给水箱通常应配备人孔、水位计、温度计、溢水管、放水管、软管连接、出水管以及放气管等附件。溢水管的尺寸应比给水管大0.5至1倍,且溢水口与漏斗中心的位置应稍作偏移,确保溢水顺畅排入漏斗。当水箱高度超过1.5米时,建议安装内外扶梯以方便维护。

    3、水箱防腐措施:

    水箱的管接头及附件制作完成后,应在内外表面进行防腐处理。水箱内部的防腐处理根据水温不同而有所区别:

  • 水温30℃以下时,可涂刷两遍红丹防锈漆;
  • 水温在30℃至70℃之间时,应涂刷4至5遍过氯乙烯漆;
  • 水温在70℃至100℃之间时,则需涂刷4至5遍汽包漆。

    水箱外部一般涂刷两遍红丹防锈漆。经防腐处理后,不得在水箱本体上直接进行焊接作业。

4、水箱保温要求:

    对于水温超过50℃的水箱,需进行保温处理,确保保温层外表面温度不超过40℃至50℃。

5、水箱布置原则:

  • 补给水箱的位置应满足补给水泵正水头的要求;
  • 水箱应尽量靠墙布置,避免靠近窗户。为节省空间,也可将水箱置于室外,但需注意操作便利性及采取防冻措施。

三、膨胀水箱系统设计要点:

    膨胀水箱的有效容积计算是系统设计的关键环节。


1、V=a.△t.Vs (L)
式中,
(1)、V ——膨胀水箱的有效容积 L;
(2)、a ——水的体积膨胀系数  0.0006;
(3)、△t ——系统中水温的最大波动,按最不利情况考虑  95 - 20 =75℃ ;
(4)、Vs ——系统的总水量,包括热源(锅炉或换热器),室内外管网和散热器或暖风机中水容量之和。
2、对于,90 ~ 70℃的采暖系统,将a、△t(95 – 20 = 75)带入上式,则可简化为 V = 0.045 t.Vs (L);
3、对于,110 ~ 70℃的采暖系统,将a、△t(110 – 20 = 90)带入上式,则可简化  V = 0.054 t.Vs (L)。
四、采暖系统设备水容量估算表:
系统中总容量Vs值一般采用估算的方法。系统中各不同设备的每1kW放热量所需要的水容量估算值见下表。
每1kW热量所需设备水容量
五、空调系统设备水容量估算表:
系统初始水容量可按下表确定。但是应注意空调水系统采用冷水、热水共用的双管系统时。膨胀水箱有效容积的大小应按冬季工况确定。
系统初始水容量/(L/m2建筑面积)
项  目       全空气系统       空气——水系统
供冷时      0.40 ~ 0.55       0.70 ~ 1.30
供热时      1.25 ~ 2.00       1.20 ~ 1.90

备注:提及的供热数值特指热水锅炉应用场景;若采用换热器,则应以供冷数值为参考。

六、膨胀水箱设计注意事项:

    1、在规划膨胀水箱的安装位置时,需充分考虑防冻需求。若水箱置于非采暖区域,应采取保温措施以防内部水体结冰。

   2、膨胀管、溢流管及循环管上严禁加装阀门,以免影响系统正常运行;而排水管与信号管则应配置阀门以便于控制。

    3、信号管上的阀门应设置在便于人员观察与操作的位置,建议阀门离地高度控制在1.5米至1.8米之间。

    4、对于非供暖房间内的膨胀管、循环管及信号管,同样需进行保温处理以防止热量散失。

    5、水箱底部应设置支座,支座长度需超出水箱底板100毫米至200毫米,且高度应不低于300毫米,以确保水箱稳定且便于维护。

    6、在水箱间的外墙设计中,应预留安装孔以便后续安装作业。



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