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2~3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)、由于采用补水泵定压方式,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:
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。
H0为供热系统的静压值;n0-n2表示水泵的不同转速;A0-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,其节能范围要比采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
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,O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O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O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
例如:功率为4.0KW的旁路定压器标记为PBDK—4.0。
旁路定压器型号规格见下表。
旁路定压器型号规格表
(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
PBDK—11.0。
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±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。