現(xiàn)代社會建筑業(yè)迅速發(fā)展,，高樓林立如雨后春筍般崛起，同時人們對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)的每一個設(shè)備，把清爽與溫暖輸送到建筑物的每一個角落,，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)能否正常運行,。人體血壓有一個相對固定的數(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相對固定的數(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,，但是壓力過高就會損壞空調(diào)設(shè)備。因此,，設(shè)計中,，我們需要確定空調(diào)水系統(tǒng)的工作壓力，這樣我們設(shè)計的各個設(shè)備及管件就都可以參考這個壓力選取,，施工過程中就可以參考這個工作壓力對管道進(jìn)行壓力試驗,，以確保系統(tǒng)的密閉性，防止泄漏,。
設(shè)計過程中,，系統(tǒng)的實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力水頭之和,，但是某點處的實際水泵作用動力水頭還需要扣除水泵出口到該點的水頭阻力損失，而且水泵的工作點揚(yáng)程還與管路的實際管網(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)中的各個組件包括設(shè)備,、閥門、彎頭,、三通等都會對系統(tǒng)的管網(wǎng)特性產(chǎn)生影響,，同時系統(tǒng)運行中的各種調(diào)節(jié)機(jī)制也會影響管網(wǎng)阻力特性，所以實際管網(wǎng)阻力特性難以確定,，水泵的實際工作點揚(yáng)程就難以確定,，也就導(dǎo)致實際管網(wǎng)工作壓力難以確定。實際工程中，系統(tǒng)運行存在諸多的不確定性,，就造成了系統(tǒng)實際運行工況與設(shè)計工況的差異,，要彌補(bǔ)這個差異就需要設(shè)計工況有一定的容錯度，我們可以在一定范圍內(nèi)增加設(shè)計工況各參數(shù)的余量,，同時設(shè)置可調(diào)節(jié)裝置等,，盡可能保證設(shè)計工況與實際運行工況相匹配。
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,。可表示為流體的壓力能頭,、動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),，在一個運行穩(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)的工作壓力就會不同，假設(shè)P為系統(tǒng)某點的壓力,，H為揚(yáng)程,，hz為從水泵出口到某點的總阻力，h為系統(tǒng)最高點到某點的高度,，我們可以簡單認(rèn)為任一點的壓力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，此種情況水泵出口hz最小h最大所以系統(tǒng)最大壓力點位于水泵出口,，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）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)最低點壓力在升高，但始終小于第一種情況中系統(tǒng)最低點的工作壓力,。
第三種：循環(huán)水泵位于系統(tǒng)最高點,，當(dāng)水泵繼續(xù)沿水流方向移動,，隨著水泵高度的繼續(xù)提升,，直到達(dá)到系統(tǒng)最高點，水泵出口壓力減到最小,，系統(tǒng)最低點壓力升高（為P＝H-hz＋h）,，由此看出，系統(tǒng)任一點的壓力均小于第一種情況中系統(tǒng)最低點的工作壓力,。
因此在一般工程實際中,，我們可以認(rèn)為，系統(tǒng)任一點的壓力均小于水泵揚(yáng)程（在運行穩(wěn)定的管路中,，水泵的實際揚(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)任一點的壓力P≤H＋h，在此基礎(chǔ)之上,，我們再結(jié)合工程的實際情況,，在合理范圍內(nèi)考慮一定的工作壓力的余量，就可以給出一個確定的設(shè)計工作壓力,。但在每個工程中都有其實際情況的特殊性,，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,，同時也要能吸收系統(tǒng)膨脹的水量?？照{(diào)系統(tǒng)管路上有數(shù)不清的連接點,，每一個連接點都可能是一個泄漏點，所以系統(tǒng)運行過程中,，管路中的水就有可能泄漏減少,，管路清理污垢也需要排水,，水量減少就會引起系統(tǒng)壓力減少，同時由于空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的波動引起流量及水溫的不斷變化,，系統(tǒng)中的水就會不斷地膨脹和收縮,，也會引起系統(tǒng)壓力的波動，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,，即系統(tǒng)頂點也要有一定的壓力。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,，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，易于實現(xiàn)自動補(bǔ)水,、自動排氣,、自動泄水和自動過壓保護(hù)等；變頻補(bǔ)水泵定壓的方式運行穩(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)計過程，首先,，我們要確定補(bǔ)水量Vb,，暖通設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：“空調(diào)冷水系統(tǒng)的設(shè)計補(bǔ)水量（小時流量）可按系統(tǒng)水容量的1%計算”,，“補(bǔ)水泵設(shè)置2臺，補(bǔ)水泵的總小時流量宜為系統(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?？照{(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)水點允許工作壓力），膨脹水量流到補(bǔ)水箱時的電磁閥的開啟壓力P3＝0.9P4,，補(bǔ)水泵啟動壓力P1＝h＋1＋1,，補(bǔ)水泵停泵壓力：P2＝0.9P3。不同水溫時,，補(bǔ)水泵的開啟壓力與停泵壓力也不同,，我們也應(yīng)計算確定。
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)水泵啟動壓力P1和停泵壓力P2的設(shè)計壓力比（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,，我們應(yīng)仔細(xì)校對各系統(tǒng)壓力,、系統(tǒng)設(shè)備的承壓能力，及補(bǔ)水時和系統(tǒng)調(diào)節(jié)時系統(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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