水系统的补水、定压、膨胀计算
定压补水装置的原理
空调水系统的定压补水装置
一、作用
1、定压：为了使系统压力稳定，还可以防止泵发生气蚀。
补水：补充冷冻水运行时的汽化消耗和渗漏。
2、定压补水装置分为：膨胀水箱和成套定压补水装置(落地式膨胀罐、补水泵)
二、工作原理
定压补水装置设备采用系统静压作为设计初始压力水头，采用保证系统内热水不汽化的压力作为定压补水装置动行终端压力水头。
初始运行时首先启动补水泵向系统及膨胀罐内的水室中充水，系统充满后多余的水被挤进膨胀罐内。
因为水的不可压缩性，随着水量的不断增加，水室的体积也不断的扩大而压缩气室，罐内的压力也不断的升高。
当压力达到设计压力时，通过压力控制器使补水泵关闭。
当系统内的水受热膨胀使系统压力升高超过设计压力时，多余的水通过安全阀排至补水箱循环使用，当系统中的水由于泄露或温度下降而体积缩小，系统压力降低时，膨胀罐内的水被不断压入管网补充系统的压降损失，当系统压力至设计允许的最低压力时，通过压力控制器使补水泵重新启动向管网及膨胀罐内补水，如此周而复始。
三、扬程、流量计算
扬程：冷冻水末端最不利点的垂直高度加上补水泵至补水点的阻力损失。
流量：根据补水管路的直径和供水需求量确定。
01 空调、采暖循环水泵的扬程流量及补水、定压等相关计算
3、补水泵流量J4、补水泵扬程补水泵扬程应保证补水压力比系统补水点压力高30～5G L （m³/h）122.58最远楼层接入口到主机的局部损失（Pa）冷水机组蒸发器水压降（Pa）1680060000(通过环路局部阻力计算)(查主机参数)1.716.12最远楼层接入口到主机的局部损失（Pa）高差（m）冷水机组蒸发器水压降（Pa）57000700005.8210.007.14空调水系统循环水泵的设计(1)两管制空调水系统，宜分别设置冷水和热水循(2) 如果冷水循环泵要兼作热水循环泵使用时，使水泵运行的台数和单台水泵的流量、扬程与系(3) 复式泵系统中的一次泵，宜与冷水机组的台一般不设备用泵。
(4) 复式泵系统中二次泵的台数，应按系统的分每个分区的水泵数量不宜少于两台。
(5) 热水循环泵的台数不应少于两台，应考虑设(6) 选择配置水泵时，不仅应分析和考虑在部分特别是非24h 连续使用的空调系统，如办公楼、少流量、降低扬程的可能性。
(7) 根据减振要求宜在水泵下配置减振器。
(8) 应用在高层建筑中的循环水泵，必须考虑泵泵的承压要求。
(9) 冷水系统的循环水泵，宜选择低比转数的单G>500m3 /h 时，宜选用双吸泵。
(10) 在水泵的进出水管接口处，应安装减振接头(11)在水泵出水管的止回阀与出口阀之间宜连接(12) 水泵进水和出水管上的阀门，宜采用截止阀(13) 在循环水泵的进、出水管之间，应设置带止积，应大于或等于母管截面积的1/2; 止回阀的流泵的进水管段上，应设置安全阀，并宜将超压泄10%44.49冷冻水循环水泵L =K*Q/(1.163*△t)（m）20%备注压力余量（Pa）50000 5.10流量（m³/h） 4.1G R （m³/h）39.72H L (kPa)H J (kPa)90.7060.00扬程（m）7.05空调热水循环水泵系统单位水容量估算值如右表6.9.1R =K*Q/(1.163*△t)m）调热水阻力估算公式：G L ）^²×HL +H J30～50kPa计算扬程7.8扬程（m）《全国民用建筑工程设计技术措》，P98的设计与配置，应遵循以F原则:空调水系统，宜分别设置冷水和热水循环泵。
定压补水系统的设计计算含实例说明
定压补水系统的设计计算<含实例说明>空调冷水膨胀、补水、软化设备选择计算：已知条件：建筑面积：90000 m2，冷水水温：7.0/12.0℃，（一）空调系统：风机盘管加新风系统为主，系统最高点70+11.0(地下)=81m，采用不容纳膨胀水量的隔膜式气压罐定压。
1. 空调系统水容量Vc = 0.7～1.30（L/m2）（外线长时取大值）：1.30 *90000/1000=117 m32. 空调系统膨胀量Vp =a*⊿t*Vc：0.0005*15*117=0.88 m3 (冷水系统)3. 补水泵选择计算系统定压点最低压力：81+0.5=81.5(m)=815(kPa)(水温≤60℃的系统，应使系统最高点的压力高于大气压力5kPa以上)补水泵扬程：≥815+50=865(kPa)(应保证补水压力比系统补水点压力高30-50kPa，补水泵进出水管较长时,应计算管道阻力)补水泵总流量：≥117*0.05=5.85(m3/h)=1.8(L/s) (系统水容的5-10%)选型：选用2台流量为1.8 L/s，扬程为90m(900 kPa)的水泵,平时一用一备，初期上水和事故补水时2台水泵同时运行。
水泵电功率:11Kw。
4. 气压罐选择计算1）调节容积Vt应不小于3min补水泵流量采用定频泵Vt≥5.8m3/h*3/60h=0.29m3=290 L 2）系统最大膨胀量：Vp=0.88 m3 此水回收至补水箱3）气压罐压力的确定：安全阀打开压力:P4=1600(kPa)(系统最高工作压力1200kPa)电磁阀打开压力:P3=0.9*P4=1440(kPa)启泵压力:（大于系统最高点0.5m）P1= 865kPa停泵压力(电磁阀关闭压力): P2=0.9*1440=1296kPa压力比αt= (P1+100)/( P2+100)=0.69，满足规定。
4）气压罐最小总容积Vmin=βVt/(1-αt)=1.05*290/(1-0.69)=982 L5）选择SQL1000*1.6隔膜式立式气压罐，罐直径1000mm，承压1.6Mpa，高2700mm，实际总容积VZ=1440 (L)5.空调补水软化设备自动软化水设备（双阀双罐单盐箱）软水出水能力:(双柱)0.03Vc=0.03*117=3.5m3/h租户24小时冷却膨胀、补水设备选择计算：已知条件：建筑面积：90000 m2，冷却水温：32/37.0℃，系统最高点70+11.0(地下)=81m，采用不容纳膨胀水量的隔膜式气压罐定压。
膨胀罐计算方法
定压系统中（变频供水、恒压供水等）AQUASYSTEM膨胀罐的选型为避免水泵频繁启动，膨胀罐的调节容积应满足一定时间的水泵流量（L/min），
计算公式如下：V = K×Amax×)1(min)max()1min()1max(+×−+×+PprePPPP K = 水泵的工作系数，随水泵功率不同而变化，具体见下表：Amax = 水泵的最大流量（L/min）
P（HP）1-2 2-4 5-8 9-12 ＞＞＞＞12 K 0.25 0.375 0.625 0.875 1
Pmax = 水泵的最高工作压力（水泵停机时系统的压力）Pmin = 水泵的最低工作压力（水泵启动时系统的压力）Ppre = 气压罐的预充压力V = 气压罐的体积其中1HP（马力）= 0.735KW 例如：一恒压供水设备水泵功率为4HP，水泵最大流量为120L/min,系统压力低于2.2bar时水泵自动启动，系统压力达到7bar时，水泵自动停机，气压罐预充压力为2bar，该系统要选用多大的气压罐？由上表可知：水泵功率为4HP时，K=0.375 V = K×Amax ×)1(min)max()1min()1max(+×−+×+PprePPPP = 0.375×120×)12()2.27()12.2()17(+×−+×+= 80L 正好气压罐型号里面有80L的，所以直接选用VAV80即可。
定压补水装置详细原理及调节方法
定压补水装置详细原理及调节方法基本功能本定压装置完全具备常用高位设置的膨胀箱水的三项基本功能：( 1)调节系统水体由于温度波动而引起的膨胀及收缩──胀缩;( 2)使系统某点压力恒定──定压;( 3)当系统发生泄漏时向系统补水──补水;本装置尚具备的另一持殊功能( 4)周期性的排析溶于水体的气体── 排气。
适用范围( 1 )定压补水装置t ≤ 120 ℃的热水采暧系统( 2 ) 定压补水装置t ≤ 130 ℃的热水供热系统( 3 ) 定压补水装置冬夏共用的双管、三管制空调水系统( 4 ) 定压补水装置未设开式贮热水箱的生活热水供应系统装置特点( 1 ) 定压补水装置配有微处理机，控制功能多。
精度高，定压点控制精度可达Δ P ＝±0.01MPa 。
( 2 ) 定压补水装置设定值可根据工程需要调整：定压值Pd ──如建筑加层6m ，只要将Pd 调高0.06MPa 即可;定压精度Δ P ──可调到± 0.01Mpa 或± 0.02Mpa 或± 0.03Mpa …；冬季主要解决水升温膨胀，可将隔膜腔水位设定在低位。
反之夏季设定在高位；( 3 ) 定压补水装置罐本体不承压属常压容器──隔膜与钢罐夹层有一通气管，故隔膜腔内水亦处于常压，便于补水及排气。
( 4 ) 定压补水装置罐体有效容积率高达90 ％──隔膜外表与钢罐内壁可紧贴故有效容积率高，致使外形小，而充氮隔膜罐一般有效容积率仅30 ％，即外形要大三倍。
( 5 ) 定压补水装置隔膜柔性极佳，挠曲疲劳试验达45 万次，允许持续温度70 ℃以下，短时间允许达120 ℃。
( 6 ) 定压补水装置水泵起动有延迟功能──为防止由于非正常原因频繁起动水泵、水泵设有延迟功能，当压力下降，稳定几秒(可设定)后水泵再予开动。
( 7 ) 定压补水装置水泵还设有强制起动──如24 小时内水泵不运转，就会自动强制短时运转，亦可手动强制运转。
水系统的补水、定压、膨胀计算20140602
技术措施6.9.1——查表
技术措施6.9.1，系统水容量的1%技术措施6.9.3，系统水容量的5%
设两台，平时用一台，事故、初期补水时两台全开；技术措施 公式6.9.6-2
技术措施6.9.6。
不小于3min平时运行补水泵流量， 且保证水箱调节高差不小于200mm 技术措施6.9.6，公式6.9.6-1
技术措施6.9.1——查表
技术措施6.9.1，系统水容量的1%技术措施6.9.3，系统水容量的5%
设两台，平时用一台，事故、初期补水时两台全开；
技术措施6.9.6，表6.9.6-2
建筑标高+绝对高程差值
技术措施6.9.5\6.9.7.3 (系统最高点标高+15KPa)
技术措施6.9.7.2； “P4+循环水泵扬程”不得大于设备工作压力技术措施6.9.7.1 (α宜取0.65～0.85)
技术措施6.9.7.1；当补水泵采用变频泵时，可采用Vt=Vb*3/60/3
技术措施6.9.3.1 (H宜比P1高30～50KPa)
技术措施6.9.1——查表
技术措施6.9.1，系统水容量的1%
技术措施6.9.3，系统水容量的5%
设两台，平时用一台，事故、初期补水时两台全开；
技术措施6.9.6，表6.9.6-2
技术措施 公式6.9.6-2
建筑标高+绝对高程差值
技术措施6.9.5\6.9.7.3 (系统最高点标高+15KPa/20KPa)
技术措施6.9.7.8
技术措施6.9.7.1；当补水泵采用变频泵时，可采用Vt=Vb*3/60/3技术措施6.9.3.1 (H宜比P1高30～50KPa)。
设计院暖通空调设备选型
空调系统补水定压计算:东源大厦总建筑面积约：2万平方米。
空调水系统的水容量V C=20000x1.3=26000L1）系统的小时泄漏量取系统水容量的1%。
26000x1%=260L2）系统的小时补水量取系统水容量的2%。
26000x2%=520L3）补水泵启泵压力：P1=68.5米=685KPa压力比取：α=（P1+100）/（P2+100）=0.9；补水泵停泵压力（膨胀水量停止流回补水箱时电磁阀的关闭压力）：P2=[（P1+100）/0.9]-100=773 KPa膨胀水量开始流回补水箱时电磁阀的开启压力：P3＝P2/0.9=773/0.9=856KPa安全阀开启压力：P4＝P3/0.9=856/0.9=950KPa4）补水泵总流量不小于系统水容量的5%：26000x5%=1.3 m3/h选用SLG1x8型补水泵两台，流量1.2m3/h，扬程76.5m，功率1.1kw，一用一备，平时使用1台，初期上水或事故补水时2台水泵同时运行。
5）膨胀水量V P-----系统最大膨胀水量。
V c-----系统水容量。
V P=1.1x[(ρ1-ρ2)/ρ2]x1000xVc＝15.96x26=414.96L≈420L6）软水器选用连续出水型：4T/h。
7）软水箱容积计算：水箱储水容积取30min补水泵流量，由于膨胀水量回收至补水箱，水箱上部预留最大膨胀水量，因此本工程软水箱容量：L=0.6+0.42=1.02T 取软水箱容积为1.2T8）调节容积V t=3min补水泵流量＝0.06 m3气压罐最小总容积：V min=(βxV t)/(1-α)= (1.05x0.06)/(1-0.9)=0.63 m3选择RSN800囊式立式气压罐，罐体直径800mm，高度2310mm，承压1.0MPa，实际总容积V=0.82m3。
采暖系统补水定压计算:本工程采暖计算热负荷为：350kw。
选用采暖热交换机组一台，机组型号为：ZBJJ-S-C-350，机组水容量：1000kg钢制柱型散热器V C=12L，室内机械循环管路V C=6.9L，室外机械循环管路V C=5.2L。
采暖空调循环水系统的补水、定压、膨胀计算表(设置气压罐定压-但不容纳膨胀水量)1
基本数据，需要根据不同工程项目，按实际情况填写选型参数公式计算基本数据，需要根据不同工程项目，按实际情况填写选型参数公式计算基本数据，需要根据不同工程项目，按实际情况填写选型参数公式计算基本数据，需要根据不同工程项目，按实际情况填写选型参数公式计算冷却水系统基本数据，需要根据不同工程项目，按实际情况填写选型参数公式计算备注技术措施6.9.1——查表技术措施6.9.1，系统水容量的1%红宝书2030，系统水容量的2%技术措施6.9.3，系统水容量的5%两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行技术措施6.9.5\6.9.7.3,系统最高点标高+15KPa 技术措施6.9.7.2,“P4+循环水泵扬程”不得大于设备工作压力技术措施6.9.7.1，α宜取0.65～0.85技术措施6.9.6，表6.9.6-2技术措施 公式6.9.6-2技术措施6.9.7.1技术措施6.9.7Vb（30~60min的补水泵流量）+Vp技术措施6.9.3.1，补水泵扬程宜比P1高30～50KPa需校核比P1至少高5m扬程两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行参考样本红宝书2034，表26.8-9或03R401-2第10页表格备注技术措施6.9.1——查表技术措施6.9.1，系统水容量的1%红宝书2030，系统水容量的2%技术措施6.9.3，系统水容量的5%两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行技术措施6.9.5\6.9.7.3,系统最高点标高+15KPa 技术措施6.9.7.2,“P4+循环水泵扬程”不得大于设备工作压力技术措施6.9.7.1，α宜取0.65～0.85技术措施6.9.6，表6.9.6-2技术措施 公式6.9.6-2技术措施6.9.7.1技术措施6.9.7Vb（30~60min的补水泵流量）+Vp技术措施6.9.3.1，补水泵扬程宜比P1高30～50KPa需校核比P1至少高5m扬程两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行参考样本红宝书2034，表26.8-9或03R401-2第10页表格备注技术措施6.9.1——查表技术措施6.9.1，系统水容量的1%红宝书2030，系统水容量的2%技术措施6.9.3，系统水容量的5%两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行技术措施6.9.5\6.9.7.3,系统最高点标高+15KPa 技术措施6.9.7.2,“P4+循环水泵扬程”不得大于设备工作压力技术措施6.9.7.1，α宜取0.65～0.85技术措施6.9.6，表6.9.6-2技术措施 公式6.9.6-2技术措施6.9.7.1技术措施6.9.7Vb（30~60min的补水泵流量）+Vp技术措施6.9.3.1，补水泵扬程宜比P1高30～50KPa需校核比P1至少高5m扬程两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行参考样本红宝书2034，表26.8-9或03R401-2第10页表格备注技术措施6.9.1——查表技术措施6.9.1，系统水容量的1%红宝书2030，系统水容量的2%技术措施6.9.3，系统水容量的5%两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行技术措施6.9.5\6.9.7.3,系统最高点标高+15KPa 技术措施6.9.7.2,“P4+循环水泵扬程”不得大于设备工作压力技术措施6.9.7.1，α宜取0.65～0.85技术措施6.9.6，表6.9.6-2技术措施 公式6.9.6-2技术措施6.9.7.1技术措施6.9.7Vb（30~60min的补水泵流量）+Vp技术措施6.9.3.1，补水泵扬程宜比P1高30～50KPa需校核比P1至少高5m扬程两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行参考样本红宝书2034，表26.8-9或03R401-2第10页表格备注技术措施6.9.1——查表技术措施6.9.1，系统水容量的1%红宝书2030，系统水容量的2%技术措施6.9.3，系统水容量的5%两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行技术措施6.9.5\6.9.7.3,系统最高点标高+15KPa技术措施6.9.7.2,“P4+循环水泵扬程”不得大于设备工作压力技术措施6.9.7.1，α宜取0.65～0.85技术措施6.9.6，表6.9.6-2技术措施 公式6.9.6-2技术措施6.9.7.1技术措施6.9.7Vb（30~60min的补水泵流量）+Vp技术措施6.9.3.1，补水泵扬程宜比P1高30～50KPa需校核比P1至少高5m扬程两台，平时使用一台，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行参考样本红宝书2034，表26.8-9或03R401-2第10页表格。
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990.2 kg/m3 技术措施6.9.6，表6.9.6-2 968.7 kg/m3 0.00 L 技术措施 公式6.9.6-2 m 建筑标高+绝对高程差值 技术措施6.9.5\6.9.7.3 KPa (系统最高点标高+15KPa/20KPa) 0 KPa 630.0 KPa 700 KPa 0.1 m3/h 技术措施6.9.7.8 技术措施6.9.7.1；当补水泵采用 变频泵时，可采用Vt=Vb*3/60/3
6.0 m3/h 45.5 m 15 KPa 470 KPa
技术措施6.9.1，系统水容量的1% 设备参数 技术措施6.9.3，系统水容量的5% 设两台，平时用一台，事故、初期 公式计算 补水时两台全开； 本栏灰色表示设一台泵，没有备 建筑标高+绝对高程差值 45.3 45.52 技术措施6.9.5\6.9.7.3 76.42 (系统最高点标高+15KPa) 76.2
基本数据 总计算建筑面积m(m2) 80300 空调水系统的单位水容量(L/m2) 1.3 空调系统水容量Vc=系统单位水容量*m/1000(m3)104.39 系统小时泄露量V泄=Vc*0.01(m3/h) 1.04 补水泵流量Vb=Vc*0.05(m3/h) 5.22 补水泵选泵流量(m3/h) 设置 系统最高点标高（m） 不容纳膨胀水 量的气压罐定 压力裕量（KPa) 压的 补 补水泵起泵压力P1（KPa） 即定压点压力 水系统 计算项目 m2 L/m2 m3 m3/h m3/h 技术措施6.9.1——查表 修正数据
基本数据 总计算建筑面积m(m2) m2 空调水系统的单位水容量(L/m2) L/m2 空调系统水容量Vc=系统单位水容量*m/1000(m3) 0 m3 系统小时泄露量V泄=Vc*0.01(m3/h) 0.00 m3/h 补水泵流量Vb=Vc*0.05(m3/h) 0.00 m3/h 补水泵选泵流量(m3/h) 水受热前的密度ρ 1(kg/m3) 水受热后的密度ρ 2(kg/m3) 膨胀水量Vp=1.1*(ρ 1-ρ 2)*1000*Vc/ρ 2(L) 系统最高点标高（m） 2.0 m3/h 技术措施6.9.1——查表 技术措施6.9.1，系统水容量的1% 技术措施6.9.3，系统水容量的5% 设两台，平时用一台，事故、初期 补水时两台全开； 45.3 76.4 76.2 修正数据 设备参数 公式计算
调节水量Vt=Vb*3/60(m3/h） 气压罐最小总容积Vmin(m3) 补水泵扬程H（m） H=(P1+P2)/2 补水泵扬程H（m）
技术措施6.9.7.2； “P4+循环水泵扬程”不得大于设 备工作压力 技术措施6.9.7.1 (α 宜取0.65～0.85) 技术措施6.9.7.1；当补水泵采用 变频泵时，可采用Vt=Vb*3/60/3 技术措施6.9.3.1 (H宜比P1高30～50KPa)
设置 容纳膨胀水量的 隔膜式气压罐 压力裕量（KPa) 定压的 补水泵起泵压力P1（KPa） 补水系统 即定压点最低压力 (充气压力P0=P1) 计算项目 补水泵停泵压力P2（KPa） P2=0.9*P3 （最高水温时P2max=P2） 安全阀开启压力P3（KPa） 不得大于设备允许压力 调节水量Vt=Vb*3/60(m3/h）
设置 高位膨胀水箱 定压补水系统 计算项目
ห้องสมุดไป่ตู้
6.0 m3/h
技术措施6.9.1，系统水容量的1% 设备参数 技术措施6.9.3，系统水容量的5% 设两台，平时用一台，事故、初期 公式计算 补水时两台全开； 本栏灰色表示设一台泵，没有备
水受热前的密度ρ 1(kg/m3) 1000.0 kg/m3 技术措施6.9.6，表6.9.6-2 水受热后的密度ρ 2(kg/m3) 983.2 kg/m3 膨胀水量Vp=1.1*(ρ 1-ρ 2)*1000*Vc/ρ 2(L) 1962.09 L 技术措施 公式6.9.6-2 技术措施6.9.6。 水箱调节水量Vt=Vb*3/60(m3/h) 0.30 m3/h 不小于3min平时运行补水泵流量， 且保证水箱调节高差不小于200mm 膨胀水箱最小有效容积（L） 2262.09 L 技术措施6.9.6，公式6.9.6-1
技术措施6.9.7.1；当补水泵采用 变频泵时，可采用Vt=Vb*3/60/3
技术措施6.9.3.1 (H宜比P1高30～50KPa)
本栏灰色表示设一台泵，没有备用
本栏灰色表示设一台泵，没有备用 管网最高建筑屋面标高 管网最高建筑绝对高程 定压点绝对高程
管网最高建筑屋面标高 管网最高建筑绝对高程 定压点绝对高程
45.5
设置 容纳膨胀水量的 隔膜式气压罐 定压的 补水系统 计算项目
气压罐能够吸纳的最小总容积Vxmin (L) 100 L 气压罐最小总容积Vzmin (L) 115.87 L 气压罐设备实际总容积Vz (L) 7286 L 气压罐设备实际吸纳水量VX 6287.92 气压罐设备实际调节容积VT' 6287.92 补水泵扬程H（m） H=(P1+P2)/2 31.50 补水泵扬程H（m） 52.5
采暖空调循环水系统的补水、定压、膨胀计算
基本数据 总计算建筑面积m(m2) 80300 空调水系统的单位水容量(L/m2) 1.3 空调系统水容量Vc=系统单位水容量*m/1000(m3)104.39 系统小时泄露量V泄=Vc*0.01(m3/h) 1.04 补水泵流量Vb=Vc*0.05(m3/h) 5.22 补水泵选泵流量(m3/h) m2 L/m2 m3 m3/h m3/h 技术措施6.9.1——查表 修正数据
设置 不容纳膨胀水 量的气压罐定 压的 补 水系统 补水泵停泵压力P2（KPa） P2=(P1+100)/α -100 计算项目 电磁阀开启压力P3（KPa） P3=P2/0.9 安全阀开启压力P4（KPa） P4=P3/0.9 压力比α α =(P1+100)/(P2+100)
570.6 KPa 634.0 KPa 704.4 KPa 0.85 0.3 m3/h 2.1 m3 52.03 52