采暖系统工作压力确定
小区换热站采暖系统定压方式
小区换热站采暖系统定压方式【摘要】热水供热系统具有运行稳定、安全和卫生等优点，热水供热系统的定压方式对系统的运行至关重要，采暖空调循环水系统中的定压补水设备使系统在允许压力范围内运行，防止系统内出现气化、超压等现象。
现对各种技术资料中关于定压补水设备的原理、设计选型、特点加以分析，希望对相关设计人员有所借鉴意义。
【关键词】定压补水；开式膨胀水箱；气压罐；变频调速补水泵一、采暖系统定压方式1、高位膨胀水箱补水定压方式高位膨胀水箱补水定压方式是在热水供暖系统的最高点设置高位开式膨胀水箱，在水箱中设定最高和最低水位，并通过水位电信号控制补水泵的启停，膨胀水箱在定压中有重要作用，在热水供暖系统中，当膨胀水箱的安装高度超过系统的充水高度，而膨胀水箱的膨胀管连接在靠近循环水泵进口侧时，就可以保证整个系统运作。
无论是在运行还是在停运时，各点的压力都超过大气压力。
只有这样，系统才不会出现负压，出现热水汽化或吸入空气等问题。
因此，在机械循环供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之用，而且还对系统起着定压的作用。
这种对热水供暖系统起定压作用的设备，被称为定压装置。
但是，要想维持系统某点压力（即膨胀水箱与采暖系统的连接点，通常是循环水泵的吸入口）稳定，仅有膨胀水箱还是不够的，还必须有反映水箱液位或压力变化的仪表及被它控制的补水装置。
这是因为系统的漏水通常是不可避免的。
因此，水箱定压系统的选择上可有水泵补水装置。
这种方式具有初投资省，运行费用低，压力稳定等优点；但因开式水箱与大气连通，由此引起的管道系统的氧化腐蚀问题是这种方式最大的缺点，另外水箱设于最高建筑物的顶层以上，管理起来也有诸多的不便；因此，这种补水定压方式仅适用于小型热水采暖系统。
应当注意，热水供暖系统水压曲线的位置，取决于定压装置对系统施加压力的大小和定压点的位置。
膨胀水箱定压的系统各点压力，取决于膨胀水箱安装高度和膨胀管与系统的连接位置。
如将膨胀水箱连接在热水供暖系统的供水干管上，此时整个系统各点的压力都降低了。
关于实验压力与工作压力的国家规范定义说明
关于实验压力与工作压力的国家规范定义说明
关于试验压力，根据《GB50243-2002 通风与空调工程施工及验收规范》第9.2.3第2点，“空调水系统试验压力以最低点压力为准”，详见附件。
关于工作压力，根据《GB50155-92 采暖通风与空气调节术语标准》第3.5.27，“系统工作压力指系统正常运行时所应保持的压力”。
另外，根据《GB50243-2002 通风与空调工程施工及验收规范》9.2.3第1点，“冷热水、冷却水系统的试验压力，当工作压力小于等于1.0Mpa时，为1.5倍工作压力，但最低不小于0.6Mpa；当工作压力大于1.0Mpa时，为工作压力加0.5Mpa”（如附件），系统的试压压力与工作压力相关，试压压力以最低点压力为准，则系统工作压力同样应以以最低点压力为准。
因此本工程设计施工说明中，所指的工作压力，均指根据国家规范定义的：系统最低点压力。
采暖系统的压力计算原理
采暖系统的压力计算原理一、流体力学基础1，流体的压强p：单位帕斯卡（Pa) 1Pa=1N/㎡。
单位面积所受的压力。
流体压强产生源于它的流动性，因此流体微元对各个方向的压强大小相等。
水的压强公式：p=ρgh 只与水柱高度有关，这也是为什么人们常用水柱高度(m)来表达压强。
2，流体的能量（单位均为焦耳)：压力能P、位能（重力势能）Z=ρgz、动能ρν2/2。
(1)压力能与压强的区别：压力能P是能量，单位是焦耳；压强p是压力，单位是帕斯卡。
要注意区别。
两者关系：p=P/ρg。
(2)水的压强公式中h和位能公式中z的区别：h是水柱本身的高度，z是水柱的重心距离0参考面的距离。
如下图所示：3，伯努利方程流体在单位体积下：Z1+P1+ρν12/2=Z2+P2+ρν22/2+ΔQ （单位：焦耳）ΔQ ——由阻力产生的能量损耗伯努利方程是特定情况下的能量守恒定律。
z1+p1+ν12/2g=z2+p2+ν22/2g+ΔH （单位：mH2o）ΔH——阻力损耗此公式是伯努利方程的变形，用压强的形式间接表达了能量守恒定律。
也可表示为：Z1/ρg+P1/ρg+ν12/2g=Z2/ρg+P2/ρg+ν22/2g+ΔH这个式子，是用水柱高度（即水头）表达的伯努利方程。
Z1/ρg为位置水头，P1/ρg为压强水头，ν12/2g为速度水头。
经此变形，可知，伯努利方程可以用压力来表达能量，压力的变化即能量的变化。
二、循环流体1，循环流体的特点：1）管径变化不大的情况下，动能的变化是很小的，因此一般是可以忽略不计的；2）循环水泵只负责补充由于摩擦阻力和局部阻力产生的能量损耗，因此，循环水泵运行时的扬程是系统的总阻力损耗，而对压力能P、位能（重力势能）Z=ρgz、动能ρν2/2是没有影响的，水泵扬程只等于ΔH。
(当采用热水自然循环系统时，热水供回水的密度差承担了循环水泵的功能）3）由于动能的忽略不计，水柱的总能量一般只考虑压力能P、位能（重力势能）Z=ρgz两部分，（即伯努利方程中的前两项Z1/ρg+P1/ρg），称为测压管水头H c=Z1/ρg+P1/ρg。
采暖空调循环水系统的补水、定压、膨胀计算
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
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）
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
采暖系统水压试验及调试
采暖系统水压试验及调试系统试压(1) 系统安装完毕，系统的所有组成部分必须进行系统水压试验。
(2) 应在试验压力下10min内压力降不大于0.02MPa，降至工作压力后检查，不渗、不漏。
管道冲洗清洗前的准备工作(1) 不允许吹扫的附件，如调节阀、过滤器、疏水器等，应暂时拆下以短管代替；应关闭进水阀，打开旁通阀，使其不参与清洗。
待清洗后再重新装上。
(2) 不允许吹扫的设备和管道，应暂时用盲板隔开。
(3) 水清洗时，清洗口设于系统各低点泄水阀处。
管道的清洗方法一般按主管、供水干管、立管、支管、回水干管出口的顺序依次进行。
当支管数量较多时，可视具体情况，关断某些支管逐根进行清洗，也可数根支管同时清洗，并清扫过滤器及除污器。
清洗合格后，封闭排放口，并将拆卸的仪表及阀件复位。
水清洗：采暖系统在使用前，应用水进行冲洗。
冲洗水选用饮用水或工业用水。
冲洗时，以系统可能达到的最大压力和流量进行，并保证冲洗水的流速不小于1.5m/s。
冲洗应连续进行，直至排出水不含泥沙、铁屑等杂质，且水色不浑浊为合格。
通暖运行及调试运行前的准备工作(1) 对采暖系统包括锅炉房或换热站、室外管网、室内采暖系统进行全面检查。
如工程项目是否全部完成，且工程质量是否达到合格；在运行时各组成部分的设备、管道及其附件、热工测量仪表等是否完整无缺；各组成部分是否处于运行状态。
有无敞口处，阀件该关的是否都关闭严密，该开的是否开启，开度是否合适，锅炉的试运行是否正常，热介质是否达到系统运行参数等。
(2) 系统运行前，要有统一指挥、明确分工、并对参与运行人员进行技术交底。
(3) 做好试运行前的材料、机具和人员的准备工作。
(4) 冬季气温低于－3℃时，系统通暖应采取必要的防冻措施，如封闭门窗及洞口；设置临时性取暖措施，使室温保持＋5℃左右；提高供、回水温度等。
通暖运行(1) 打开总入口处的回水管阀门，将外网的回水进入系统，便于系统的排气，待排气阀满水后，关闭放气阀，打开总入口的供水管阀门，使热水在系统内形成循环，检查有无漏水处。
暖气管道打压规范标准
暖气管道打压规范标准篇一：室内采暖管道施工工艺质量标准室内采暖工程质量管理细则一、施工准备（一）作业条件1.干管安装：位于地沟内的干管，应把地沟内杂物清理干净，安装好托吊、卡架，未盖沟盖板前安装。
位于楼板下及顶层的干管，应在结构封顶后或结构进入安装层的一层以上后安装。
2. 3.立管安装必须在确定准确的地面标高后进行。
支管安装必须在墙面抹灰后进行。
（二）材料要求1、管材：碳索钢管、无缝钢管。
管材不得弯曲、锈蚀，无飞刺、重皮及凹凸不平现象。
2、管件：无偏扣、方扣、乱扣、断丝，不得有砂眼、裂纹和角度不准确现象。
3、阀门：铸造规矩、无毛刺、无裂纹、开关灵活严密，丝扣无损伤，直度和角度正确，强度符合要求，手轮无损伤。
安装前应进行强度、严密性试验，主控阀门100%试验，其他阀门抽检10%，若有不合格，则抽查20%，还有不合格，则逐个检验。
4、其他材料：型钢、圆钢、管卡子、螺栓、螺母、油、麻、垫、电气焊条等。
选用时应符合设计要求。
5、在住宅工程中的室内部分中，禁止使用铸铁截止阀。
6、各类管材、阀门、调压装置、绝热材料应有产品质量合格证和材质检验报告，热量表应有计量检定证书等。
（三）主要机具砂轮锯、套丝机、台钻、电焊机、煨弯器等。
二、质量要求质量要求符合《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)的规定。
续表三、工艺流程安装准备→预制加工→卡架安装→干管安装→立管安装→支管安装→试压→冲洗→防腐→保温→调试四、操作工艺（一）安装准备1、2、认真熟悉图纸，配合土建施工进度，预留槽洞及安装预埋件。
按设计图纸画出管路的位置、管径、变径、预留口、坡向、卡架位置等施工草图，包括干管起点、末端和拐弯、节点、预留日、坐标位置等。
绘制草图时注意：（1）公称直径≤32mm的管道宜采用螺纹连接，公称直径＞32mm的宜采用焊接。
（2）多种管道交叉时的避让原则：冷水让热水，小管让大管等。
（二）干管安装1、干管安装按管道定位、画线(或挂线)、支架安装、管子上架、接口连接、立管短管开孔焊接、水压试验、防腐保温等施工顺序进行。
解析供暖系统工作压力
工作压力的计算过程：1、何为系统工作压力依据《采暖通风与空气调节术语标准》中的3.5.27 工作压力 working pressure；operating pressure系统正常运行时所应保持的压力。
通常在供暖系统正常运行时系统各处的压力并不相同，为了满足系统正常运行，确定系统工作压力时，一般只需确定系统工作时，压力最大处的压力即可。
如上图所示，该供暖系统中循环泵出口处压力最大(E点)，在水压图中可以看出，该系统由高位水箱定压，即系统的静压，该静压由供暖系统高度来决定，一般静压=系统高度+(3～5)m，经过循环水泵的加压，压力升高，此时循环泵出口处压力=静压+循环泵的扬程，且这一点的压力为系统最大的压力值。
在系统运行中由E-D-C-B-A-O，由于管线压力损失的发生，压力逐渐降低，直至循环泵的吸入口处 (O点)。
因此要确定系统运行时工作压力，需要的条件包括有系统定压值（静压）、循环水泵的扬程、管网水压图等。
举例说明如下：如上图所示：这个供暖系统由三个建筑（1#、2#、3#）、换热器、循环泵及管网组成，单体供暖系统设计时，要确定每个单体内部系统工作压力，即分别确定的是1#楼的A处、2#楼的C处，3#楼的E处。
第一步，依据各建筑高度确定系统静压：设1#楼最高，其高度20m 系统静压=1#楼高度+(3～5)m=20+5=25m第二部，查循环泵扬程，设水泵杨程为21m。
第三部，查管网水压图，设其中P-A管网损失4m，A-C、C-E、F-D、D-B及B-J管网损失均3m，1、2、3楼内系统管网损失2m。
第四部，分析A处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管网损失=25+21-4=42m。
分析C处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管网损失-A-C管网损失=25+21-4-3=39m。
分析E处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管网损失-A-C管网损失- C-E管网损失=25+21-4-3-3=36m。
采暖系统工作压力确定
采暖系统工作压力确定北京市建筑设计院张锡虎在设计文件的设计及施工说明中，常可以见到“系统的水压试验压力按照施工质量验收规范的规定”的说法，把确定水压试验压力的责任，让给了施工单位，这是不妥的。
因为，在《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242-2002）和《通风与空调工程施工及验收规范》（GB 50243-2002）这两个标准中，都提出：①“试验压力应符合设计要求。
当设计未注明时，应符合下列规定……”；②试验压力按照工作压力确定。
因此，执行《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》和《通风与空调工程施工及验收规范》这两个标准的规定，有两个问题需要明确：第一，应直接给出水压试验压力或工作压力的具体数值。
例如:《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》规定: 蒸汽、热水采暖系统，应以系统顶点的工作压力加0.1MPa （高温热水系统应为系统顶点的工作压力加0.4MPa），同时在系统顶点的试验压力不小于0.3MPa。
塑料管或复合管，系统顶点的工作压力加0.2MPa，同时在系统顶点的试验压力不小于0.4MPa。
如果设计不给出“工作压力”或“系统顶点的工作压力”，施工单位是难以确定水压试验压力的。
即使对于设计人，在实际工程应用中，“系统顶点工作压力”也不易确定。
从原理上讲，系统任意点工作压力是静压力加水泵形成的动力水头之和。
然而，在进行个体项目设计时，冷热源循环水泵常未选定，即使已选定，水泵的工作点也会随管网阻力特性而改变，而且计算点的水泵作用动力水头，还需减去从水泵出口至计算点的水头损失。
因此，实际上只能执行上述规定中“顶点试验压力不得小于0.3MPa”的附加条件，即简化为：对非高温热水、非塑料管或非复合管，水压试验压力应为系统静压加0.3MPa。
（可取整数）第二，水压试验压力必须明确所对应于何标高（一般以±0.000为基准面）。
※例如：采暖系统的顶点相对于±0.000是50m，开式膨胀水箱最高水位高于系统顶点2m，系统静压相对于±0.000是52m。
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采暖系统工作压力确定
北京市建筑设计院张锡虎
在设计文件的设计及施工说明中，常可以见到“系统的水压试验压力按照施工质量验收规范的规定”的说法，把确定水压试验压力的责任，让给了施工单位，这是不妥的。
因为，在《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242-2002）和《通风与空调工程施工及验收规范》（GB 50243-2002）这两个标准中，都提出：①“试验压力应符合设计要求。
当设计未注明时，应符合下列规定……”；②试验压力按照工作压力确定。
因此，执行《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》和《通风与空调工程施工及验收规范》这两个标准的规定，有两个问题需要明确：
第一，应直接给出水压试验压力或工作压力的具体数值。
例如:《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》规定: 蒸汽、热水采暖系统，应以系统顶点的工作压力加0.1MPa （高温热水系统应为系统顶点的工作压力加0.4MPa），同时在系统顶点的试验压力不小于0.3MPa。
塑料管或复合管，系统顶点的工作压力加0.2MPa，同时在系统顶点的试验压力不小于0.4MPa。
如果设计不给出“工作压力”或“系统顶点的工作压力”，施工单位是难以确定水压试验压力的。
即使对于设计人，在实际工程应用中，“系统顶点工作压力”也不易确定。
从原理上讲，系统任意点工作压力是静压力加水泵形成的动力水头之和。
然而，在进行个体项目设计时，冷热源循环水泵常未选定，即使已选定，水泵的工作点也会随管网阻力特性而改变，而且计算点的水泵作用动力水头，还需减去从水泵出口至计算点的水头损失。
因此，实际上只能执行上述规定中“顶点试验压力不得小于0.3MPa”的附加条件，即简化为：对非高温热水、非塑料管或非复合管，水压试验压力应为系统静压加0.3MPa。
（可取整数）
第二，水压试验压力必须明确所对应于何标高（一般以±0.000为基准面）。
※例如：采暖系统的顶点相对于±0.000是50m，开式膨胀水箱最高水位高于系统顶点2m，系统静压相对于±0.000是52m。
如果水压试验的压力表设在±0.000处，试验压力应为0.52 + 0.30 = 0.82MPa；如果水压试验的压力表设在相对标高30m处，试验压力应为0.82 - 0.30 = 0.52MPa；如果水压试验的压力表设在地下室相对标高- 10m处，试验压力则应为0.82 + 0.10 = 0.92MPa。
※例如：采暖系统的顶点相对于±0.000是50m，定压水罐的上限压力高于系统的顶点10m，系统静压相对于±0.000是60m。
如果水压试验的压力表设在±0.000处，试验压力应为0.60 + 0.30 = 0.90MPa；如果水压试验的压力表设在相对标高30m处，试验压力应为0.90 - 0.30 = 0.60MPa；如果水压试验的压力表设在地下室相对标高- 10m处，试验压力则应为0.90 + 0.10 = 1.0MPa。
※例如：高层建筑高区采暖系统的顶点相对于±0.000是130m，定压水罐的上限压力高于系统的顶点10m，系统静压相对于±0.000是140m。
如果水压试验的压力表设在±0.000处，试验压力应为1.40 + 0.30 = 1.70MPa；如果水压试验的压力表设在相对标高70m处，试验压力则应为1.70- 0.70 = 1.00MPa；如果水压试验的压力表设在地下室相对标高- 10m处，试验压力则应为1.70 + 0.10 = 1.80MPa。