集中供暖系统中循环水泵吸入口定压和旁通管定压的应用探讨

李吉平

（西北矿冶研究院，白银有色建筑设计院，甘肃 白银 730900）

集中供暖系统中循环水泵吸入口定压和旁通管定压的应用探讨

李吉平

（西北矿冶研究院，白银有色建筑设计院，甘肃 白银 730900）

通过对集中供暖系统中循环水泵吸入口补水泵定压和旁通管定压方式的原理分析，将两种方式在实际工程中的应用做对比分析，推荐旁通管定压方式。

集中供暖系统;循环水泵吸入口;旁通管；定压

1 引言

热源、热网、热用户是集中供暖系统的3部分。要使整个系统安全、节能、合理地正常运行，保证每个热用户达到预定的设计参数，需要在热用户和管网正确的水力计算设计基础上，对热水网路绘制出合理的水压图。而要使热网按照水压图中的压力状况运行，需要在热源设计时确定出合理的定压方式，保证系统不出现倒空、汽化和底层超压的问题。

膨胀水箱定压、补给水泵定压、气体定压罐定压等方式是集中供热定压的主要方式。本文主要从设计角度针对实际工程应用中循环水泵吸入口定压方式和定压点设在旁通管处的定压方式做出对比，并探讨其使用条件和范围。

2 循环水泵吸入口定压技术的原理

该种定压方式主要将系统定压点设在热源循环水泵的吸入口，利用压力调节阀使定压点压力保持不变。如图1，系统补水阀可自动开启和关闭，当系统压力低于设定定压点压力时，补水阀开启，补水泵将从补水软化水箱里补水，直至循环水泵吸入口处压力达到系统工作压力；当系统压力高于设定定压点压力时，补水阀自动关小，同时将多余的水量泄入补水箱，使循环水泵吸入口处压力保持恒定。

3 旁通管定压技术的原理

该种定压方式是在热源循环水泵进、出口之间设1根旁通管，采用补水泵补水管上的压力调节阀使旁通管某点F点保持静水压线要求的压力，即为旁通管定压点补水定压方式，如图2所示。从图2中可知，在热网循环水泵运行时，当定压点F的压力比设定的控制值高时，补水泵转速降低，压力调节阀关小，补水量相应减小；当定压点F的压力比设定值低时，补水泵转速增加，压力调节阀开大，补水量增大；当管网循环水泵停止运行时，整个管网由补水泵补水后，使整个管网系统压力始终维持在定压点F静压力值。同时，通过调节旁通管上阀门a、b，可调节系统动水压线，当a阀门关小时，A点作用压力增大，动水压线相应的变化为虚线处，整个管网运行压力增大，当阀门a关闭时，动水压线位于静水压线之上。当管线阀门b关闭时，动水压线在水压图中下降。

图1 集中供热系统中采用循环水泵吸入口定压原理图及水压图

从以上的分析可知，采用旁通管定压点和调节旁通管上阀门，在保持静水压线不变情况下，可相应控制管网动水压线。

图2 集中供热系统中采用旁通管定压技术原理图及水压图

4 工程应用举例

以下为实际工程分别采用循环水泵吸入口前补水泵定压方式和旁通管定压技术在集中供热系统中的应用举例分析。

4.1 工程概况及基础资料

某小区共有11层住宅楼8栋，其中1#～4#楼沿街1层、2层为商铺，层高4.2m，3～11层为住宅，层高为2.9m，1#楼局部12层为水箱间；其余5#～8#楼为纯住宅，层高2.9m。换热站绝对标高1 723.7m为基准。供回水温度为60/50℃，楼内均采用低温地板辐射采暖。换热站内阻力损失12m，循环水泵扬程40m，管网平面布置图见图3，每栋楼热用户参数见表1。根据管网水力计算得出，最不利管路供回水干管压力降为6m。

图3 管网平面布置图

4.2 静水压线的确定

根据各单体楼供暖设计参数和热网水力计算，确定热源（换热站）对整个小区的定压方式，确定原则为:在注意整个小区地形的同时考虑整个热网系统不超压、不汽化、不倒空。由表1数据，计算出该供暖系统各楼所需最低静水压值，见表2。整个小区设计地面标高呈西北高东南低。

表1 各楼栋热用户参数表

表2 各楼栋静水压值

由表1、表2可确定该区供暖系统的静水压线为51m。

4.3 采用循环水泵吸入口补水泵定压方案

小区内均为低温地板辐射采暖，将系统定压点设置的循环水泵吸入口，即采用补水泵变频调速定压，绘制出本工程供暖管网水压图，见图4。

图4 循环水泵吸入口前补水泵定压图

从图4中可知，管网运行时4#楼底层热用户工作压力为59.6m（除去换热站阻力损失12m），根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736—2012）,热水地面辐射采暖系统的工作压力不宜大于0.8MPa，且选用的地暖加热管管材和壁厚应根据管材性能、工作压力等条件确定，该种定压方式能满足本供暖系统定压要求。

4.4 采用旁通管定压方案

4.4.1 旁通管定压动水压线下限位置、上限位置确定原则

旁通管定压动水压线下限位置确定原则如下：

1）保证供暖管网中直接连接的热用户任意一点不出现汽化，且动水压线与静水压线高度差满足用户的资用压力，防止倒吸入空气；

2）满足循环水泵吸入口汽蚀余量的要求。

旁通管定压动水压线上限位置确定原则如下：

1）保证供暖管网中直接连接的热用户任意一点不超压；2）至少有30～50kPa的富裕量。

4.4.2 旁通管定压水压图

本工程集中供暖系统根据旁通管定压技术原理，结合实际工程数据，动水压线下限位置需保证4#用户资用压力3.2m，绘制出旁通管定压下限值水压图，如图5。图中循环水泵吸入口压力44.4m，满足下限位置确定原则，整个供暖系统最高工作压力66.6m，满足安全可靠运行要求。

图5 旁通管定压下限值水压图

另外,动水压线上限位置保证4#用户底层不超压，留有30kPa富裕量，可绘制出旁通管定压上限值水压图，如图6。整个供暖系统最高工作压力为71.5m，也满足安全可靠运行要求。

图6 旁通管定压点上限值水压图

4.4.3 旁通管管径确定

根据《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力》，“锅炉房水系统设计中循环水系统设计应符合下列要求：循环水泵进出口侧的母管之间，应设置带止回阀的旁通管，旁通管截面积不得小于母管截面积的1/2。”

另采用旁通管定压，主要为选定恒压点在旁通管上，循环水泵提供给旁通管消耗的能量，旁通管管径越大，消耗能量越多，即循环水泵能耗也越高。

综上分析，旁通管管径越小，循环水泵越节能，但若过小时，旁通管宜堵塞。因此，旁通管管径选用循环水泵母管管径的一半较合理。

5 结语

通过以上实际工程的计算分析，以上两种方案均能满足设计要求，可保证系统的安全运行。然而目前管材市场上材料型号规格不齐，在设计阶段，在设计合理的前提下，另需考虑经济、节能等原则。因此，将补给水泵补水定压点设在旁通管处的定压方式作为1种推荐采用的定压方式，尤其是在新建住宅小区，地形高差大，且主要为10～12层建筑，在保证整个系统不超压、不倒空、不汽化的条件下，不会因为循环水泵配置不当而出现管网压力不稳定。该种方式初投资少，便于管理。本文从整体集中供暖系统设计出发，对循环水泵吸入口补水泵定压方式和旁通管定压方式的应用做了探讨。对于供暖系统的定压方式，需要在以后的工作中进一步分析和探讨。

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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，甘肃临洮人，工程师，从事工业、民用建筑采暖、通风除尘设计与研究，（电子信箱）932678471@qq. com。