集中供暖系統中循環水泵吸入口定壓和旁通管定壓的應用探討

李吉平

（西北礦冶研究院，白銀有色建筑設計院，甘肅 白銀 730900）

集中供暖系統中循環水泵吸入口定壓和旁通管定壓的應用探討

李吉平

（西北礦冶研究院，白銀有色建筑設計院，甘肅 白銀 730900）

通過對集中供暖系統中循環水泵吸入口補水泵定壓和旁通管定壓方式的原理分析，將兩種方式在實際工程中的應用做對比分析，推薦旁通管定壓方式。

集中供暖系統;循環水泵吸入口;旁通管；定壓

1 引言

熱源、熱網、熱用戶是集中供暖系統的3部分。要使整個系統安全、節能、合理地正常運行，保證每個熱用戶達到預定的設計參數，需要在熱用戶和管網正確的水力計算設計基礎上，對熱水網路繪制出合理的水壓圖。而要使熱網按照水壓圖中的壓力狀況運行，需要在熱源設計時確定出合理的定壓方式，保證系統不出現倒空、汽化和底層超壓的問題。

膨脹水箱定壓、補給水泵定壓、氣體定壓罐定壓等方式是集中供熱定壓的主要方式。本文主要從設計角度針對實際工程應用中循環水泵吸入口定壓方式和定壓點設在旁通管處的定壓方式做出對比，并探討其使用條件和范圍。

2 循環水泵吸入口定壓技術的原理

該種定壓方式主要將系統定壓點設在熱源循環水泵的吸入口，利用壓力調節閥使定壓點壓力保持不變。如圖1，系統補水閥可自動開啟和關閉，當系統壓力低于設定定壓點壓力時，補水閥開啟，補水泵將從補水軟化水箱里補水，直至循環水泵吸入口處壓力達到系統工作壓力；當系統壓力高于設定定壓點壓力時，補水閥自動關小，同時將多余的水量泄入補水箱，使循環水泵吸入口處壓力保持恒定。

3 旁通管定壓技術的原理

該種定壓方式是在熱源循環水泵進、出口之間設1根旁通管，采用補水泵補水管上的壓力調節閥使旁通管某點F點保持靜水壓線要求的壓力，即為旁通管定壓點補水定壓方式，如圖2所示。從圖2中可知，在熱網循環水泵運行時，當定壓點F的壓力比設定的控制值高時，補水泵轉速降低，壓力調節閥關小，補水量相應減小；當定壓點F的壓力比設定值低時，補水泵轉速增加，壓力調節閥開大，補水量增大；當管網循環水泵停止運行時，整個管網由補水泵補水后，使整個管網系統壓力始終維持在定壓點F靜壓力值。同時，通過調節旁通管上閥門a、b，可調節系統動水壓線，當a閥門關小時，A點作用壓力增大，動水壓線相應的變化為虛線處，整個管網運行壓力增大，當閥門a關閉時，動水壓線位于靜水壓線之上。當管線閥門b關閉時，動水壓線在水壓圖中下降。

圖1 集中供熱系統中采用循環水泵吸入口定壓原理圖及水壓圖

從以上的分析可知，采用旁通管定壓點和調節旁通管上閥門，在保持靜水壓線不變情況下，可相應控制管網動水壓線。

圖2 集中供熱系統中采用旁通管定壓技術原理圖及水壓圖

4 工程應用舉例

以下為實際工程分別采用循環水泵吸入口前補水泵定壓方式和旁通管定壓技術在集中供熱系統中的應用舉例分析。

4.1 工程概況及基礎資料

某小區共有11層住宅樓8棟，其中1#～4#樓沿街1層、2層為商鋪，層高4.2m，3～11層為住宅，層高為2.9m，1#樓局部12層為水箱間；其余5#～8#樓為純住宅，層高2.9m。換熱站絕對標高1 723.7m為基準。供回水溫度為60/50℃，樓內均采用低溫地板輻射采暖。換熱站內阻力損失12m，循環水泵揚程40m，管網平面布置圖見圖3，每棟樓熱用戶參數見表1。根據管網水力計算得出，最不利管路供回水干管壓力降為6m。

圖3 管網平面布置圖

4.2 靜水壓線的確定

根據各單體樓供暖設計參數和熱網水力計算，確定熱源（換熱站）對整個小區的定壓方式，確定原則為:在注意整個小區地形的同時考慮整個熱網系統不超壓、不汽化、不倒空。由表1數據，計算出該供暖系統各樓所需最低靜水壓值，見表2。整個小區設計地面標高呈西北高東南低。

表1 各樓棟熱用戶參數表

表2 各樓棟靜水壓值

由表1、表2可確定該區供暖系統的靜水壓線為51m。

4.3 采用循環水泵吸入口補水泵定壓方案

小區內均為低溫地板輻射采暖，將系統定壓點設置的循環水泵吸入口，即采用補水泵變頻調速定壓，繪制出本工程供暖管網水壓圖，見圖4。

圖4 循環水泵吸入口前補水泵定壓圖

從圖4中可知，管網運行時4#樓底層熱用戶工作壓力為59.6m（除去換熱站阻力損失12m），根據《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（GB 50736—2012）,熱水地面輻射采暖系統的工作壓力不宜大于0.8MPa，且選用的地暖加熱管管材和壁厚應根據管材性能、工作壓力等條件確定，該種定壓方式能滿足本供暖系統定壓要求。

4.4 采用旁通管定壓方案

4.4.1 旁通管定壓動水壓線下限位置、上限位置確定原則

旁通管定壓動水壓線下限位置確定原則如下：

1）保證供暖管網中直接連接的熱用戶任意一點不出現汽化，且動水壓線與靜水壓線高度差滿足用戶的資用壓力，防止倒吸入空氣；

2）滿足循環水泵吸入口汽蝕余量的要求。

旁通管定壓動水壓線上限位置確定原則如下：

1）保證供暖管網中直接連接的熱用戶任意一點不超壓；2）至少有30～50kPa的富裕量。

4.4.2 旁通管定壓水壓圖

本工程集中供暖系統根據旁通管定壓技術原理，結合實際工程數據，動水壓線下限位置需保證4#用戶資用壓力3.2m，繪制出旁通管定壓下限值水壓圖，如圖5。圖中循環水泵吸入口壓力44.4m，滿足下限位置確定原則，整個供暖系統最高工作壓力66.6m，滿足安全可靠運行要求。

圖5 旁通管定壓下限值水壓圖

另外,動水壓線上限位置保證4#用戶底層不超壓，留有30kPa富裕量，可繪制出旁通管定壓上限值水壓圖，如圖6。整個供暖系統最高工作壓力為71.5m，也滿足安全可靠運行要求。

圖6 旁通管定壓點上限值水壓圖

4.4.3 旁通管管徑確定

根據《全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調·動力》，“鍋爐房水系統設計中循環水系統設計應符合下列要求：循環水泵進出口側的母管之間，應設置帶止回閥的旁通管，旁通管截面積不得小于母管截面積的1/2。”

另采用旁通管定壓，主要為選定恒壓點在旁通管上，循環水泵提供給旁通管消耗的能量，旁通管管徑越大，消耗能量越多，即循環水泵能耗也越高。

綜上分析，旁通管管徑越小，循環水泵越節能，但若過小時，旁通管宜堵塞。因此，旁通管管徑選用循環水泵母管管徑的一半較合理。

5 結語

通過以上實際工程的計算分析，以上兩種方案均能滿足設計要求，可保證系統的安全運行。然而目前管材市場上材料型號規格不齊，在設計階段，在設計合理的前提下，另需考慮經濟、節能等原則。因此，將補給水泵補水定壓點設在旁通管處的定壓方式作為1種推薦采用的定壓方式，尤其是在新建住宅小區，地形高差大，且主要為10～12層建筑，在保證整個系統不超壓、不倒空、不汽化的條件下，不會因為循環水泵配置不當而出現管網壓力不穩定。該種方式初投資少，便于管理。本文從整體集中供暖系統設計出發，對循環水泵吸入口補水泵定壓方式和旁通管定壓方式的應用做了探討。對于供暖系統的定壓方式，需要在以后的工作中進一步分析和探討。

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【6】華東,蔡勇,等.旁通管定壓在大型集中供熱系統中的應用[J].暖通空調,2011(7):85.

Application of CirculatingWaterPumpSuctionPressure and BypassPressure for the CentralHeatingSystem

LI Ji-ping
（NorthwestResearch InstituteofM ining&Metallurgy，Baiyin 730900,China）

Throughofcentralizedheatingsystem in thecirculatingpumpsuctionmouth fillingpumppressureand theby-passpipepressure principleanalysis,twowaysin theactualengineeringapplication tomakecomparativeanalysis,recommendbypasspressure fixingmode.

centralizedheatingsystem；circulatingwaterpumpsuction；bypasspipe；pressurization

TU833

A

1007-9467（2016）08-0077-03

10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.017

2015-12-22

李吉平（1985～），男，甘肅臨洮人，工程師，從事工業、民用建筑采暖、通風除塵設計與研究，（電子信箱）932678471@qq. com。