現(xiàn)代社會(huì)建筑業(yè)迅速發(fā)展，高樓林立如雨后春筍般崛起,，同時(shí)人們對(duì)建筑的舒適度要求越來越高，因此建筑內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)是必不可少,。如果把建筑比作人的話,，那么建筑物內(nèi)的空調(diào)水系統(tǒng)就像人體中有溫度的血液一樣，在建筑內(nèi)不斷流淌,，流過空調(diào)系統(tǒng)的每一個(gè)設(shè)備，把清爽與溫暖輸送到建筑物的每一個(gè)角落,，不斷調(diào)節(jié)著建筑的體溫,，讓建筑充滿溫暖與生氣，人們可以在里面舒適地工作和生活,。
人體的血液是有壓力的,，血壓是否平穩(wěn)，預(yù)示著人體是否正常,，同樣,，空調(diào)水也有壓力，空調(diào)水壓力是否平穩(wěn)也預(yù)示著空調(diào)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。人體血壓有一個(gè)相對(duì)固定的數(shù)值,，或高或低都不正常,，那么空調(diào)水的工作壓力是否也有一個(gè)相對(duì)固定的數(shù)值呢？答案是否定的,，在不同的建筑內(nèi)空調(diào)水系統(tǒng)的工作壓力各不相同,。
如何確定空調(diào)水系統(tǒng)工作壓力，并維持這個(gè)壓力就像維持人體血壓一樣重要,。維持空調(diào)水系統(tǒng)一定的壓力主要目的是保持空調(diào)水系統(tǒng)有一定的充滿度,，使系統(tǒng)中所有設(shè)備都充滿水，這樣設(shè)備才能正常工作,，但是壓力過高就會(huì)損壞空調(diào)設(shè)備,。因此，設(shè)計(jì)中,，我們需要確定空調(diào)水系統(tǒng)的工作壓力,，這樣我們?cè)O(shè)計(jì)的各個(gè)設(shè)備及管件就都可以參考這個(gè)壓力選取，施工過程中就可以參考這個(gè)工作壓力對(duì)管道進(jìn)行壓力試驗(yàn),，以確保系統(tǒng)的密閉性,，防止泄漏。
設(shè)計(jì)過程中,，系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力往往難以確定,；理論上，系統(tǒng)各處的工作壓力是靜水壓力加上水泵所形成的動(dòng)力水頭之和,，但是某點(diǎn)處的實(shí)際水泵作用動(dòng)力水頭還需要扣除水泵出口到該點(diǎn)的水頭阻力損失,，而且水泵的工作點(diǎn)揚(yáng)程還與管路的實(shí)際管網(wǎng)阻力特性有關(guān)，具體工程應(yīng)用中管網(wǎng)系統(tǒng)中的管道及系統(tǒng)中的各個(gè)組件包括設(shè)備,、閥門,、彎頭、三通等都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的管網(wǎng)特性產(chǎn)生影響,，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行中的各種調(diào)節(jié)機(jī)制也會(huì)影響管網(wǎng)阻力特性,，所以實(shí)際管網(wǎng)阻力特性難以確定，水泵的實(shí)際工作點(diǎn)揚(yáng)程就難以確定,，也就導(dǎo)致實(shí)際管網(wǎng)工作壓力難以確定,。實(shí)際工程中，系統(tǒng)運(yùn)行存在諸多的不確定性,，就造成了系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況的差異,，要彌補(bǔ)這個(gè)差異就需要設(shè)計(jì)工況有一定的容錯(cuò)度，我們可以在一定范圍內(nèi)增加設(shè)計(jì)工況各參數(shù)的余量,，同時(shí)設(shè)置可調(diào)節(jié)裝置等,，盡可能保證設(shè)計(jì)工況與實(shí)際運(yùn)行工況相匹配。
我們來分析確定系統(tǒng)的工作壓力：水泵的揚(yáng)程是指水泵能夠揚(yáng)水的高度，又稱壓頭,?？杀硎緸榱黧w的壓力能頭、動(dòng)能頭和位能頭的增加,，即：H＝(P2-P1)/ρg＋(V22-V12)/2g＋Z2-Z1,，公式中：H為揚(yáng)程（m）；P1,，P2為泵進(jìn)出口處液體的壓力（Pa）,；V1，V2為流體在泵進(jìn)出口處的流速（m/s）,；Z1,，Z2為進(jìn)出口高度（m）；ρ為液體密度（kg/m3）,；g為重力加速度（m/s2）,。
空調(diào)水系統(tǒng)一般都是閉式循環(huán)系統(tǒng)，在一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定的閉式系統(tǒng)中,，假設(shè)水泵位于系統(tǒng)最低端,，水泵進(jìn)出口高度基本相同可以忽略，水泵前后靜水壓力基本相同,，同一管路水泵進(jìn)出口流量相同則流速相同,，水泵揚(yáng)程即可簡化為H＝(P2-P1)/ρg，因此可簡單認(rèn)為,，水泵在出口處形成的壓力可等效為水泵揚(yáng)程H高水柱所形成的壓力,，再加上靜水壓力就等于水泵出口處工作壓力。
水泵位于系統(tǒng)的高度不同,，系統(tǒng)的工作壓力就會(huì)不同,，假設(shè)P為系統(tǒng)某點(diǎn)的壓力，H為揚(yáng)程,，hz為從水泵出口到某點(diǎn)的總阻力,，h為系統(tǒng)最高點(diǎn)到某點(diǎn)的高度，我們可以簡單認(rèn)為任一點(diǎn)的壓力P＝H-hz＋h,。因此,，我們可以通過以下三種情況來分析管路工作壓力：
第一種：循環(huán)水泵位于系統(tǒng)最低點(diǎn)，此種情況水泵出口hz最小h最大所以系統(tǒng)最大壓力點(diǎn)位于水泵出口,，我們可以把水泵的揚(yáng)程加上系統(tǒng)總高差形成的靜水壓力看作水泵出口點(diǎn)的工作壓力及P＝H＋h。
第二種：循環(huán)水泵位于系統(tǒng)中間位置,，隨著水泵（沿水流方向移動(dòng)）高度的提升,，水泵出口壓力在減少，水泵進(jìn)口方向的系統(tǒng)最低點(diǎn)壓力在升高，但始終小于第一種情況中系統(tǒng)最低點(diǎn)的工作壓力,。
第三種：循環(huán)水泵位于系統(tǒng)最高點(diǎn),，當(dāng)水泵繼續(xù)沿水流方向移動(dòng)，隨著水泵高度的繼續(xù)提升,，直到達(dá)到系統(tǒng)最高點(diǎn),，水泵出口壓力減到最小，系統(tǒng)最低點(diǎn)壓力升高（為P＝H-hz＋h）,，由此看出,，系統(tǒng)任一點(diǎn)的壓力均小于第一種情況中系統(tǒng)最低點(diǎn)的工作壓力。
因此在一般工程實(shí)際中,，我們可以認(rèn)為,，系統(tǒng)任一點(diǎn)的壓力均小于水泵揚(yáng)程（在運(yùn)行穩(wěn)定的管路中，水泵的實(shí)際揚(yáng)程與管路阻力相等）,，加上系統(tǒng)總高差所形成的壓力即系統(tǒng)任一點(diǎn)的壓力P≤H＋h,，在此基礎(chǔ)之上，我們?cè)俳Y(jié)合工程的實(shí)際情況,，在合理范圍內(nèi)考慮一定的工作壓力的余量,，就可以給出一個(gè)確定的設(shè)計(jì)工作壓力。但在每個(gè)工程中都有其實(shí)際情況的特殊性,，我們要根據(jù)不同的情況來作具體的分析和判斷,。
工作壓力確定了，我們要維持這個(gè)工作壓力的穩(wěn)定,，就需要補(bǔ)水定壓系統(tǒng),。顧名思義，補(bǔ)水定壓系統(tǒng)就是通過給系統(tǒng)補(bǔ)水來保證系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定,，同時(shí)也要能吸收系統(tǒng)膨脹的水量,。空調(diào)系統(tǒng)管路上有數(shù)不清的連接點(diǎn),，每一個(gè)連接點(diǎn)都可能是一個(gè)泄漏點(diǎn),，所以系統(tǒng)運(yùn)行過程中，管路中的水就有可能泄漏減少,，管路清理污垢也需要排水,，水量減少就會(huì)引起系統(tǒng)壓力減少，同時(shí)由于空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的波動(dòng)引起流量及水溫的不斷變化,，系統(tǒng)中的水就會(huì)不斷地膨脹和收縮,，也會(huì)引起系統(tǒng)壓力的波動(dòng)，因此需要不斷地調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的水量,，來穩(wěn)定系統(tǒng)的壓力,。膨脹了,，我們就需要把多余的水排出去防止超壓；收縮了或水泄漏了引起壓力不足了,，我們就需把水補(bǔ)充進(jìn)去,。
為了使系統(tǒng)的壓力足夠穩(wěn)定，我們通常需要保持系統(tǒng)最高點(diǎn),，即系統(tǒng)頂點(diǎn)也要有一定的壓力,。通常補(bǔ)水定壓的方式有：
高位膨脹水箱加補(bǔ)水泵、氣壓罐加補(bǔ)水泵,、變頻水泵加超壓泄水裝置等多種方式,。在系統(tǒng)壓力較大的系統(tǒng)中，尤其是壓力接近設(shè)備允許承壓能力的系統(tǒng)中,，應(yīng)優(yōu)先選用高位膨脹水箱加定頻補(bǔ)水泵補(bǔ)水,，“當(dāng)采用高位膨脹水箱定壓時(shí)，應(yīng)通過膨脹水箱直接向系統(tǒng)補(bǔ)水”,，因此補(bǔ)水泵的補(bǔ)水管應(yīng)直接接入膨脹水箱,，膨脹管接在水泵吸入口，以防系統(tǒng)超壓,；氣壓罐定壓,，適用于水質(zhì)凈化要求、含氧量要求較高的采暖或空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng),，且安裝位置較靈活,，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水、自動(dòng)排氣,、自動(dòng)泄水和自動(dòng)過壓保護(hù)等,；變頻補(bǔ)水泵定壓的方式運(yùn)行穩(wěn)定，用于規(guī)模較大,、耗水量不確定的系統(tǒng),，不適用于中小規(guī)模的采暖或空調(diào)系統(tǒng)。
我們以高位膨脹水箱和氣壓罐定壓補(bǔ)水系統(tǒng)為例,，來分析下定壓補(bǔ)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,，首先，我們要確定補(bǔ)水量Vb,，暖通設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：“空調(diào)冷水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)補(bǔ)水量（小時(shí)流量）可按系統(tǒng)水容量的1%計(jì)算”,，“補(bǔ)水泵設(shè)置2臺(tái)，補(bǔ)水泵的總小時(shí)流量宜為系統(tǒng)水容量的5%～10%”,；要確定補(bǔ)水量我們首先要確定系統(tǒng)水容量,，但是在實(shí)際工程中，要確定準(zhǔn)確的系統(tǒng)水容量是相當(dāng)困難的,，工作量也非常大,，因此我們可采用單位水容量來估算系統(tǒng)水容量,。空調(diào)水系統(tǒng)的單位水容量（L/m2）：全空氣系統(tǒng)：0.4～0.55,，水-空氣系統(tǒng)：0.7～1.3，當(dāng)我們確定了空調(diào)系統(tǒng)的面積后,，就可以估算系統(tǒng)水容量了,。
我們還需要確定補(bǔ)水泵的揚(yáng)程。如果是高位膨脹水箱補(bǔ)水定壓,，我們確定水箱高度后,，就可以確定補(bǔ)水泵的揚(yáng)程了，即揚(yáng)程不小于H＝h+hz+1+1+5（m）,，h為系統(tǒng)高度,，hz為補(bǔ)水泵到補(bǔ)水點(diǎn)的阻力；氣壓罐定壓系統(tǒng)的補(bǔ)水泵揚(yáng)程的確定,，可以按規(guī)范：“補(bǔ)水泵的揚(yáng)程,，應(yīng)保證補(bǔ)水壓力比補(bǔ)水點(diǎn)的工作壓力高30KPa～50 KPa”，確定補(bǔ)水泵揚(yáng)程為：H＝h＋1＋1＋5（m）,，設(shè)P4為安全閥開啟壓力（補(bǔ)水點(diǎn)允許工作壓力）,，膨脹水量流到補(bǔ)水箱時(shí)的電磁閥的開啟壓力P3＝0.9P4，補(bǔ)水泵啟動(dòng)壓力P1＝h＋1＋1,，補(bǔ)水泵停泵壓力：P2＝0.9P3,。不同水溫時(shí)，補(bǔ)水泵的開啟壓力與停泵壓力也不同,，我們也應(yīng)計(jì)算確定,。
定壓補(bǔ)水系統(tǒng)是依靠膨脹水箱或氣壓罐來調(diào)節(jié)系統(tǒng)水量穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的。高位膨脹水箱定壓補(bǔ)水系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)水容量及系統(tǒng)水溫確定最大膨脹量Vp,，并根據(jù)水箱調(diào)節(jié)容積Vt確定膨脹水箱的容積：V＝Vt＋Vp,；氣壓罐定壓系統(tǒng)中，氣壓罐的最小容積,，Vmin＝（β×Vt）/（1-α）,，其中α為補(bǔ)水泵啟動(dòng)壓力P1和停泵壓力P2的設(shè)計(jì)壓力比（KPa）宜取0.65～0.85，α＝（P1＋100）/（P2＋100）,，β為容積附加系數(shù),，囊式氣壓罐取1.05。
通過上述計(jì)算,，我們確定了空調(diào)水系統(tǒng)的工作壓力,，確定了補(bǔ)水量選取了補(bǔ)水泵，確定了補(bǔ)水泵的揚(yáng)程及定壓系統(tǒng)的各項(xiàng)壓力參數(shù),，確定了膨脹水箱或氣壓罐的容積,，整套補(bǔ)水壓系統(tǒng)設(shè)備就基本確定了,。同時(shí)，我們應(yīng)仔細(xì)校對(duì)各系統(tǒng)壓力,、系統(tǒng)設(shè)備的承壓能力,，及補(bǔ)水時(shí)和系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)系統(tǒng)的壓力變化情況，以防止系統(tǒng)超壓或壓力不足,。
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