闭式热水采暖系统定压问题的探讨

张 晓 波

(中方森特建筑工程设计研究院，山西 太原 030002)

0 引言

随着我国经济的讯猛发展，各地工程项目建设如火如荼。作为人们“安居乐业”中的居所问题自然是其中的重中之重。北方城市是我国冬季集中采暖的主要区域，而采暖系统中定压设置又是系统稳定运行的重要一环，因此合理的确定一个采暖系统的定值犹为重要。一个采暖系统，末端设计合理，管网设计合理，热源部分的定压没有考虑合理，那这个系统肯定不能稳定、良好的运行。定压虽是一个点的问题，却可以影响整个系统，可谓“牵一发而动全身”。因此，一个采暖系统要有好的稳定性、经济合理的运行效果，系统定压合理性很重要。

1 采暖系统定压的原则

1.1 系统不超压

系统的任何一点的压力不超过系统本身允许的压力值。包括末端散热元件及低部采暖管道等。通常情况下普通灰铸铁散热器的工作压力为0.6 MPa，稀土灰铸铁散热器的工作压力为0.8 MPa，低温热水地板辐射采暖系统中的塑料盘管的工作压力不宜大于0.8 MPa，毛细管网辐射系统的工作压力不应大于0.6 MPa。管道的工作压力Q235AF≤1.0 MPa，Q235A≤1.6 MPa。常规风机盘管及空调新风机组工作压力不大于1.0 MPa，高承压风机盘管及空调新风机组工作压力不大于1.6 MPa。

我们要注意的是：很多系统在检修期间不存在超压问题，可一运行就出现了很多超压的征兆，这主要是系统运行时，循环泵会给系统的近端累加很大的压力，造成了超压。所以我们不但要考虑系统静态的条件下超压的问题，更重要的是考虑到系统动态条件下的超压问题。作为一个系统，我们使用条件往往是在它运行、变工况的时候，这也使得动态下的超压问题比较复杂，也更加重要。

1.2 系统不倒空

系统的倒空主要是因为系统的上部相对压力低于室外大气压力，使得空气进行系统的现象。会对系统产生有氧腐蚀，影响系统的散热，造成系统的堵塞，这显然是我们不希望出现的现象。系统要做到不倒空，系统在静态下就必须充满水，保证静水压线在系统的最高点之上。很多不合理的系统在运行时，系统是满水状态的，当系统停止工作时就出现了倒空现象，这也是因为系统运行时，循环泵的扬程在阻力补消耗一部分后会把剩余的压力累加在系统压力之上，使系统升压，充满热媒。

1.3 系统不汽化

热媒在饱和液线时，若系统压力继续降低，则会出现汽化，系统中汽水混流，出现乳浊液。这种液态在管道中流动会发出噪声，在水泵处会引起汽蚀。这种情况也是我们不希望出现的状况。从原理上看，汽化主要是低压造成的。表1是不同水温对应汽化压力。

表1 不同水温下的汽化压力(表压力)

我们在厂区采暖时，建议使用高温水。这种情况下，采暖系统的静水压线不但要高于系统的最高点，还要保证系统热媒不汽化。不能简单的就在系统最高点处再累加5 kPa～10 kPa作为系统的定压值。

还有一种情况是循环泵吸入口处的汽化现象，原理虽然是一样的，但导致这一现象的原因是比较复杂的，即使你的系统定压值设置很合理，也会出现这种现象。笔者觉得可以从循环泵上游的管道节流、管径设置不合理问题下手。

2 采暖系统定压点位置的选择

2.1 定压点位于循环泵出口侧

形式如图1a)所示，这种情况在自然循环系统中常采用，机械循环中一般不会采用。主要原因是静水压线会高出系统最高点很多，高出的差值负担定压点至水泵入口处的阻力、系统不汽化的余压、安全余量。重力循环系统循环速度慢，阻力小。不同水温下的密度差为系统的循环动力，进一步降低了定压水箱的安装高度。因此，自然循环采暖系统中多采用定压点位于热源出口立管顶部的定压方式。

2.2 定压点位于循环泵吸入口处

形式如图1b)所示，这种定压方式是现行机械采暖系统中最常用的方式，也是效果最好的定压方式。这种方式基本不会出现汽化现象，因为整个系统的表压力都会保证在建筑高对应压力值以上。对于高温水采暖系统，采用下供上回时，要核对建筑高对应压力值是否高于其汽化压力，且海拔修正后应有安全余量30 kPa～50 kPa。

2.3 定压点位于循环泵吸入口侧的系统最高点处

形式如图1c)所示，这种定压方式类似于图1b)的定压方式，能节约部分管材，也省去布置补水定压管的空间。但我们常关注的是循环泵吸入口的压力，因为这个地方压力最低，最不利工况常出现在这里。从图1c)中不难看出，水泵吸入口处的压力会低于a,e两点的高程对应压力值，为a,e两点的高程再减去abc管段的阻力损失。

现在我们提倡节能运行，对热媒系统进行质调节时，也要对热媒系统进行量调节。abc管段阻抗不变时，进行热媒的量调节必然会导致abc管段的阻力损失发生变化，造成水泵吸入口压力工况的波动，同时造成整个系统的压力工况的波动。使运行工况更为复杂，我们研究问题时常常是希望把复杂的问题要简单化，从这点考虑即使这种定压方式有它本身的优点，但也不如图1b)定压方式来的更直接。毕竟图1b)定压方式会使我们最关心的一个工况点处于一个稳压的状态点，这对研究和解决工程中出现的一些问题是非常方便的。

3 采暖系统定压值及定压方式的确定

3.1 采暖系统定压值的确定

关于系统定压点的最低压力值的确定有多个版本，在定压点参考点为水泵的吸入口为基点时，笔者认为如下方式是可行的：

当循环水温度t≤60 ℃的水系统，定压点压力可取系统最高点相对循环泵吸入口高程加5 kPa余量。

当循环水温度60 ℃

当循环水温度t≥100 ℃的水系统，定压点压力可取系统最高点相对循环泵吸入口高程加汽化表压力再加30 kPa～50 kPa余量。

3.2 采暖系统的几种常用定压方式(定压参考点以水泵的吸入口为基点时)

高位水箱定压：高位水箱内的水温在系统运行时是室内温度，并不是热媒供水或回水的温度，其底部安装高度至少保证高出系统最高点500 mm以上是可行的。

补水定压泵定压：考虑到启泵频率和系统本身容量的调节性，补水泵的扬程应保证补水压力比补水定压点的工作压力表高30 kPa～50 kPa。

气压罐定压补水：补水泵启泵压力，应在满足定压点最低压力的要求下，再增加10 kPa的裕量。

3.3 补水泵采用变频时的可行性

现行建设工程较以前的工程建设体量普遍变大，经常会出现一期、二期或更多阶段性工程，往往在一期已经投入使用时，而二期却还在建设中。一、二期单体在建筑高度上也存在差别。当一期的建筑高度低，二期建筑高度大，且又处于一个采暖分区时，可以考虑变频运行。一期设置低的定压点压力，二期按统一的正常定压点压力工况运行。

还有一种情况是网管体量大或失水量大系统，补水时间较长。这种系统若选择用非变频泵组，相当于变流量系统中的定流量泵运行，显然，这个时候选用变频泵，做类似变流量系统中的变频泵运行，节能降耗肯定是显著的。

4 结语

闭式热水采暖系统定压值确定首先要把握其三个原则，即“不超压、不倒空、不汽化”，在这个基础上可以考虑气压和海拔修正，再加上适当的安全余量。这些做到了，相信可以保证采暖系统的安全、经济运行。

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