补水定压原理

目前国内供热、空调水系统为了解决水的膨胀问题，大部分是设 高位水箱来补水。 也有个别系统用定压罐来容纳或补偿系统中水的膨 胀量。上述两种方法遇到有些工程难以应用，例如某供热小区，一期 工程 8 万米 2建筑，二期工程 6 万米 2建筑。工程是分期分批设计施 工的，建筑所有屋面均为斜坡屋顶，高位处均不能设置膨胀水箱，同 时发展商又要根据市场销售情况决定下一幢建筑盖多高， 因此该供热 系统中难以采用膨胀水箱来解决水的膨胀问题， 而用定压罐方法带来 的罐体体积大，受锅炉房的高度限制。按 8 万米 2供热面积的建筑来 选用定压罐的容积需要 15 米 3，如果直径为 2米，高度则为 3.5 米， 需要定压罐23个，占地面积大，投资又大，对房地产商来说是不 合适的。鉴于目前有很多厂家将给水定压装置不加任何改造地挪用至供 热系统中， 而在有的工程中确实造成系统定压不稳， 使系统无法正常 运行，我们介绍一种新型的供热系统定压补水装置。1. 1 补水泵定压系统恒压点的确定所谓系统中的恒压点就是在系统运行和停止运行时，该点处的压 力始终保持不变， 该点的压力值等于静压线的压力值。 静水压曲线是 系统停止工作时， 系统上各点测压管水头的连接线， 它是一条水平的 直线。静水压曲线的高度必须满足两个技术要求：（ 1）与供热系统 直接连接的供暖用户系统内， 底层散热器所承受的静水压力应不超过散热器的承压能力；（ 2）与供热系统直接连接的供暖用户系统内， 不会出现汽化或倒空。补水泵定压方式与膨胀水箱定压方式有很大的区别，膨胀水箱定 压方式是属于开式系统， 补水泵定压方式是属于闭式系统。 如果将膨 胀水箱的膨胀管和循环管同时与循环水泵的入口处相连接， 则循环水 泵的入口处即为恒压点。如果将膨胀管与循环水泵的入口处相连接， 循环管没有与循环水泵的入口处相连接， 则恒压点并不在循环水泵的 入口处，而是在系统中的某一点。在补水泵定压系统中，常常发现循环水泵的入口处并不是真正的 恒压点。供热系统停止运行时， 循环水泵的入口处的压力等于静水压 线值，但是循环水泵运行时，此压力值又发生了明显的变化，压力值 一般都是在下降，这时如果还往系统中补水，其后果不堪设想。这表 明循环水泵的入口处并不是真正的恒压点， 补水泵定压方式的恒压点 在系统中的某一点。因此，应采用旁通定压的方式。1.2 旁通定压系统原理图如下图一所示为旁通定压系统原理图和水压图。变频调速定压控 制系统由控制柜 （变频器、调节器、控制面板 ） 、压力传感器、补水泵、 调节阀及泄水阀等仪表、设备组成。该系统基本工作原理：由压力传感器测试待调压力值，经调节器 进行压力实测值与设定值的比较， 并按照设计的调节规律， 指令变频 器改变补水泵电机的输入频率，进而调节水泵转速，改变水泵流量， 使待调压力维持设定压力值， 从而实现供热工艺负荷的需求。 当恒压 点实测压力低于 （高于） 设定值时，补水泵加速 （减速） ；当恒压点实测 压力超过报警压力值时，泄压阀动作、泄水、降压。供热补水调频定压系统中，待调压力传感器安装在旁通取压管 上。旁通取压管宜安装在循环水泵的进出口端供热补水调频定压系 统，另外系统设置了超压报警及超压泄水管。 超压泄水管装有电磁阀、 过滤器。当系统升温超压时，电磁阀开启，泄掉多余膨胀水量，维持 给定压力。通常情况下， 一台补水泵由调频定压控制柜控制， 自动补水定压； 另一台补水泵备用， 必要时（ 系统充水 ）也可手动补水。 二台补水泵的 功能可以互换。1.3 与传统定压方式比较旁通定压补水系统与传统的定压方式比较，有如下优点：（1）、与膨胀水箱定压相比，该系统不受建物高度的影响，可 在热源直接控制定压；（2）、与定压罐定压方式相比，压力稳定，占地面积小、价格 便宜；3）、与通常的补水泵定压相比，压力设定值易于控制、节电；(4) 、比其它定压系统易于确定系统真正的恒压点(5) 、当静压线较高时，还可以适当降低系统的供回水动水压 线，降低供暖用户室内散热器的承压，适应性更加广泛。(6) 、由于米用补水泵定压方式，系统为闭式系统，空气难以 进入系统，更符合现代钢制散热器系统的使用。图1供热系统旁通定压原理图该系统与其它动压系统的技术经济比较可见如下表:名称压力占地面积操作维修投资节电(%)回收年限(年)调频补水定压稳定小简单小较咼10-301-2调频给水定压稳定小简单小较咼10-202-3膨胀水箱定压稳定大简单大中无无气压罐定压波动大大复杂中大无无蒸汽定压稳定大复杂中大无无传统补水定压波动大小简单中小无无1.4变频定压补水系统节能图示很明显，对闭式系统的补水泵无论是采用给水系统的变频方式，还是采用供热系统的变频方式，它都是节能的。图2表示两种变频定 压补水系统的节能情况。Ho为供热系统的静压值；n %表示水泵 的不同转速；Ao A2表示水泵调频的工作点；A 2表示水泵恒速时的 工作点，图中的阴影表示节能情况。从图2中可以看出：采用给水系统的变频方式，其节能范围要比 米用供热系统的变频方式小得多供热、空调给水、消防水系统调频变速节能图水系统调频变速节能图H0设定压力值n-n2水泵不同转速A0-A2水泵调频工作点A 2水泵恒速时工作点节能范围图二变频定压补水系统节能图示旁路定压补水泵变频节能控制器1. 概述热水供暖系统因跑、冒、滴、漏而失水是在所难免的，有时失水量还 会很大，系统一旦缺水，住户不热，供暖效果就受到极大的影响。这 就要求必须及时向系统补水，使系统内时时刻刻处于满水状态， 并各点水压保持在某一压力上； 另外其水压不得过高， 水压过高系统会不 安全。因此必须对热水供暖系统进行补水定压（以下简称定压）。 目前定压的方法常见有以下几种：（1）膨胀水箱定压；（2）定压罐定压；（3）补水泵定压；（4）补水泵变频调速定压；（5）蒸汽定压。实践表明这几种定压方式存在以下不足：（ 1）膨胀水箱定压， 因水箱敞口与大气相通，空气容易溶入水中，加重了系统的腐蚀，此 外膨胀水箱必须设在系统最高点，小区内一旦有新的更高层楼房建 成，水箱又必须搬迁到新的高层楼房上， 即常见的“水箱搬家”。 （2） 定压罐定压虽然没有“搬家”现象， 但定压罐昂贵， 体积大，占地大。 每用一段时间后还需充气， 而充气工作又繁琐， 其气囊用了一段时间 后难免有老化现象，影响定压效果。（ 3）补水泵定压，虽然不太昂 贵，但补水泵启动频繁，影响补水泵寿命。同时因频繁启动，补水泵 易出现故障，增加维修工作量。（ 4）变频补水泵虽然解决了补水泵 启动频繁问题，但该定压方式在补水泵启停时，系统压力不稳定，有 时还会引发系统安全事故（该情况定压罐定压、补水泵定压均有）。 （5）蒸汽定压是一种不多见的定压方式，但因蒸汽压力有波动，系 统的水压分布难免随之波动， 不易控制， 达不到系统水压分布稳定的 要求。鉴于上述，我公司开发研制了旁路定压补水泵变频节能控制器(以下简称旁路定压器)。该方式克服了上述缺点，是一种新兴的定压方式。因为它有其它方式没有的优点，又克服了其它定压方式的缺点，所以必将会逐渐受到广泛的重视和选用。2. 定压器的组成，安装及定压原理(1) 组成旁路定压器由远传压力表、电控柜、电磁阀、安全阀等组成，其中电控柜包括程控器、变频器和控制面板。(2) 安装旁路定压器的安装见图2。(3) 定压原理根据供暖系统水压图，确定定压点 O的表压，变频器根据确定 的表压控制补水泵。当系统失水，0点表压低于确定压力时，补水泵 转速变快，向系统补水；当定压点 0的压力达到确定压力时，补水 泵转速变慢，使该点压力恒定，不再补水；当 0点压力达到确定压 力上限时，电磁阀开启泄水；当压力超过确定压力上限时，安全阀起 跳泄水，双重保护了系统安全。上述过程全是在自控程序下完成。3. 型号规格及选型方法(1)型号规格型号标记如下：PBDK (旁路定压器代号)被控制电机功率，KW例如：功率为4.0KW的旁路定压器标记为PBDK4.0旁路定压器型号规格见下表。旁路定压器型号规格表规格型号被控制 电机功 率（kw）电控柜外形尺寸（长x宽x高）规格型号被控制 电机功 率（kw）电控柜外形尺寸（长X宽X高）PBDK 0.75600 x 300X5PBDK77.5580X 320X0.7500.51000PBDK 1.5600 X 300X5PBDK 111580X 320X1.50011000PBDK 2.2600 X 300X5PBDK 115580X 320X2.20051150PBDK 3.0600 X 300X5PBDK222580X 320X3.00021150PBDK 4.0600 X 300X5PBDK330600X400X4.00001300PBDK 5.5580 X 320X1PBDK337600X400X5.500071300（2）选型方法根据补水泵额定功率选型。例如：补水泵额定功率为 11KW ，则选功率为 11KW 的定压器PBDK11.0。4 旁路定压器的特点1）根据系统需要，定压点压力想高则高，想低则低，系统水压线相应变化，调定 十分灵活方便。（2）定压稳定，系统压力波动不大于确定值士 0.003MPa,能确保系统满水又不超压。（3）占地少，只需一个电控柜位置。（4）补水泵可实现极少巡查的无人管理，补水泵维修量极少。