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其實,補水問題沒有那么復雜,復雜的是有太多的規(guī)范規(guī)定。

來源: | 發(fā)布日期:2024-07-23

這是一個關于采暖空調系統(tǒng)補水量計算的問題。其實,采暖空調系統(tǒng)的補水系統(tǒng)不僅僅牽涉到補水量的問題,還有定壓問題、以及除氧、除鹽、軟化等運行管理問題。

從現在的建筑工程實際應用情況來看,補水裝置帶病工作并不少見,要么“大馬拉小車”,既耗電又費水。要么系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定,定壓范圍太大,導致管道系統(tǒng)壓力波動頻繁,帶來諸多隱患??梢?,選擇合適的定壓補水裝置很重要。
關于補水系統(tǒng),本人曾試圖系列談談包括補水量計算在內的諸多設計問題(詳: 說說補水定壓系統(tǒng)(1), 說說定壓補水系統(tǒng)(2))。但是,由于公眾號編幅受限無法深入探討,且需要耗費大量時間,寫了兩篇就暫停了。就算拋磚引玉吧。
今天僅針對上面圖示問題,重點聊聊如何確定補水量。有不同意見,歡迎大家留言。
可能有同志會說,這個問題簡單,按規(guī)范規(guī)定做唄。???好,那我們首先來看看相關規(guī)范是如何規(guī)定的:
01相關規(guī)范標準的條文規(guī)定:
GB 50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范第8.5.15條、第8.5.16條、第8.6.11條2

確實,正如上述問題描述的那樣,該規(guī)范沒有涉及到“采暖系統(tǒng)”、“空調熱水系統(tǒng)”,補水量的計算也沒有綜合考慮各方面的影響因素。
在此,補充幾個知識點:1)日常運行當中,需要補水的采暖空調水系統(tǒng),既包括空調冷水系統(tǒng),冷卻水系統(tǒng),更應包括采暖熱水系統(tǒng)、空調熱水系統(tǒng)。南方地區(qū)常見的只有冷水系統(tǒng),而北方地區(qū)更常見的是采暖熱水系統(tǒng)、空調熱水系統(tǒng),或者空調冷熱合用系統(tǒng)。2)不管哪種水系統(tǒng),設計補水量的計算除開應考慮水系統(tǒng)運行當中的水容積變化,更應該考慮跑冒滴漏(或水損失)、水質維護、以及應急補水等影響因素。并且,應該經過綜合考量之后,再來確定設計補水量,繼而選用合適的補水泵(裝置)。3)計算補水量就是為了確定補水泵(裝置)的規(guī)格大小,一體兩面而已。這是選用補水泵(裝置)的基本邏輯。至于為什么條文分別規(guī)定“設計補水量”、和“補水泵總小時流量”,且這兩個數據似乎不相關。分別取“系統(tǒng)水容量”的1%和5%~10% 。這顯然是寫規(guī)范的同志特有的“邏輯”。實際上,既然有了第8.5.16條第2點規(guī)定,那么第8.5.15條就沒有必要了。因為既然直接規(guī)定了補水泵(裝置)的流量了,再規(guī)定“設計補水量”就沒有意義了。
由此看來,僅依據上述條文來確定采暖空調水系統(tǒng)的補水量是不夠的,亦是不合理的。下面,繼續(xù)看看其他相關規(guī)范的有關規(guī)定。
GB 50019-2015 工業(yè)建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 第9.9.12條、第9.9.13條、第9.9.12條3

從上述條文可見:GB 50019-2015 工業(yè)建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 第9.9.12條、第9.9.13條、第9.9.12條 , 邏輯上基本照抄了GB 50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 第8.5.15條、第8.5.16條、第8.6.11條。但是,仔細對比一下,細部還是有些不一樣,比如:GB50019 改為“空調水系統(tǒng)”(GB50736 為“空調冷水系統(tǒng)”)、又比如:GB50019 改為“小時流量”(GB50736 為“總小時流量”)。雖然只是多個字或少一個字,含義已相差十萬八千里。
下面再來看看,GB 50015-2019 建筑給水排水設計標準4

從上面條文可見:GB 50015-2019 建筑給水排水設計標準 強調通過計算來確定。但是,又同時規(guī)定“對于建筑物空調、冷凍設備的補充水量,應按冷卻水循環(huán)水量的1%~2%確定”,哈哈,有點意思。不多解讀了。
再來看看,GB 50041-2020 鍋爐房設計標準

5

從上面條文可見:與GB50736 /GB50019的規(guī)定完全不一樣。GB50736/GB50019 熱水系統(tǒng)的補水量以“系統(tǒng)水容量”為計算基礎,而此處熱水系統(tǒng)的補水量則以“系統(tǒng)循環(huán)水量”為計算基礎?!把a水量”、及“補水泵總流量”的占比都是1%、及4%~5%我們知道“系統(tǒng)水容量”與“系統(tǒng)循環(huán)水量”不是同一個概念。那究竟應該以“系統(tǒng)水容量”還是以“系統(tǒng)循環(huán)水量”為計算基礎呢?。?
關于熱水采暖系統(tǒng),還有CJJT34-2022 城鎮(zhèn)供熱管網設計標準6

從上面條文可見:該標準似乎“綜合”了GB50736 /GB50019、與GB 50041-2020 的規(guī)定,完全混淆了“系統(tǒng)水容量”和“系統(tǒng)循環(huán)水量”的概念。根據熱媒溫度高低占比分別規(guī)定為1%、及4%~5%?。咳狈镜倪壿嬯P系。
關于冷卻水系統(tǒng),還有 GB 50050-2007  工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范7

先補充一下上述條文中兩個參數的含義Qb  排污水量(m3/h)、Qw  風吹損失水量(m3/h)、
仔細看看,該規(guī)定是不是有些自相矛盾哈。至少有點含糊不清,顯然,公式5.0.6-1 不等于公式 5.0.6-2,究竟按哪個計算呢???
當然,還有不少的地方或行業(yè)規(guī)范標準、或者設計手冊之類,條文規(guī)定更是五花八門。究竟誰抄誰的?懶得去一一枚舉了。有興趣的同志可以自行去查驗。
那么,你究竟應該聽誰的呢!?相關規(guī)范標準的規(guī)定如此不堪,設計師困惑多年也就不足為奇了。其實,補水問題沒有那么復雜,復雜的是有太多的規(guī)范規(guī)定。
02 補水量究竟該如何確定?
照規(guī)范標準來選!?算了,別抱什么希望了。除了通規(guī),其他規(guī)范標準手冊之類現在都叫推薦性做法了,參考一下倒無妨。歸根結底,還是要建立自己的知識體系。
補水量計算必須考慮的幾個問題:1、為什么要補水?補水的目的是什么???1)冷/熱媒的熱脹冷縮?2)跑冒滴漏?3)排污?4)應急補水等?顯然,補水量計算不是簡單地規(guī)定一個數就能解決的問題。補水量計算需要綜合考慮多個影響因素。有些影響因素是獨立的,有些因素是重疊的。補水裝置應該同時滿足不同場景下的要求。對于不同的工程不同的系統(tǒng)型式,應該具體問題具體分析。
2、補水量分析及其計算補水量計算應綜合考慮以下幾個方面的影響因素,抓住主要的問題,并根據運行時間進行權衡計算然后取大值。
1)冷縮/膨脹水量計算采暖空調水系統(tǒng)運行時冷/熱媒的溫度變化會帶來水體積冷縮/膨脹,從而導致水損失,所以必要時應該進行補水。冷縮/膨脹水量通常以系統(tǒng)水容量為基礎來計算,系統(tǒng)水容量可以按實際工程計算或工程經驗來確定。系統(tǒng)水容量計算按工程經驗,常見的兩管制風機盤管空調系統(tǒng)水容量大概在1l/m2左右。四管制風機盤管空調系統(tǒng)水容量大概在1.5 l/m2左右。如果系統(tǒng)布管較特殊,自己簡單地算一算,其實,也不是難事。 冷縮/膨脹水量可以按下式計算:

8

其中:ΔV 膨脹量 m3V 系統(tǒng)水容積 m3ρ1  運行高溫下水的密度 kg/m3 ρ2  運行低溫下水的密度 kg/m3 
顯然,水系統(tǒng)因為不同的工程規(guī)模、系統(tǒng)型式、供回水溫度不一樣,水容量也會不一樣; 注意,通常水容量在一定程度上反映了系統(tǒng)的規(guī)模與特征。所以,事前有必要了解一下自己設計的水系統(tǒng)。實際上,水系統(tǒng)變溫度運行時,熱脹冷縮所帶來的小時補水量很小,中小型工程幾乎可以忽略。但是,冷縮/膨脹水量通常決定了膨脹水箱或定壓罐的大小。
2)跑冒滴漏,跑冒滴漏與系統(tǒng)大小、安裝質量、運行維護等有關。這個屬于非正常補水,可以綜合各方面因素和工程經驗來酌情考慮。閉式采暖空調水系統(tǒng)宜按0~1%的循環(huán)水量來考慮。但是,對于一些特殊情況下,應特別注意。例如:某些地區(qū)居民采暖有偷水的習慣、或多年失修使用年限較長的改造工程等等。其非正常補水就較多。通常,可以按1%~3%的循環(huán)水量來考慮。需要特別指出的是,一般情況下,開式冷卻水系統(tǒng)由于蒸發(fā)和飄散水損失較大,且如果臺數較多交替或間歇運行時將加劇蒸發(fā)損失,水損失可達循環(huán)水量的1.5%左右。在實際工程設計當中,對于小型或特大型冷卻塔,建議根據產品樣本提供的參數來計算確定。
3)排污量,排污量與水質維護有關。應該按照有關水質管理或運行維護規(guī)范標準來計算確定。對于鍋爐等有特殊要求的設備,尚應滿足其有關水質的要求。在民用建筑采暖空調領域,一般情況下,二次冷熱交換系統(tǒng)可取循環(huán)水量的1%~3%
4)應急補水。這個也很重要。采暖空調系統(tǒng)系統(tǒng)換季或者事故時,需要放空或上水,上水時間,一般不能大于一天,當然,最好10個小時就能上滿,那就是10%的水容量。當然,應急處理時,可以兩臺泵或者多臺泵同時運行。對于建筑規(guī)模較大的居住小區(qū)采暖系統(tǒng),應該特別注意。
除上述4個方面影響因素以外,不排除諸如城市熱力等部門有一些自己的特殊規(guī)定,相關工程設計可以從其規(guī)定。
03總之,補水量計算應根據具體工程進行具體分析。補水量計算應同時考慮熱脹冷縮、跑冒滴漏、水質維護以及應急補水等多方面的影響因素,經綜合分析比較以后來確定補水量。補水裝置必要時可以結合定壓、除氧等功能要求進行設置,補水裝置應該同時滿足不同場景下的使用要求。

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