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其实,补水问题没有那么复杂,复杂的是有太多的规范规定。

来源: | 发布日期:2024-07-23

这是一个关于采暖空调系统补水量计算的问题。其实,采暖空调系统的补水系统不仅仅牵涉到补水量的问题,还有定压问题、以及除氧、除盐、软化等运行管理问题。

从现在的建筑工程实际应用情况来看,补水装置带病工作并不少见,要么“大马拉小车”,既耗电又费水。要么系统压力不稳定,定压范围太大,导致管道系统压力波动频繁,带来诸多隐患。可见,选择合适的定压补水装置很重要。
关于补水系统,本人曾试图系列谈谈包括补水量计算在内的诸多设计问题(详: 说说补水定压系统(1)说说定压补水系统(2))。但是,由于公众号编幅受限无法深入探讨,且需要耗费大量时间,写了两篇就暂停了。就算抛砖引玉吧。
今天仅针对上面图示问题,重点聊聊如何确定补水量。有不同意见,欢迎大家留言。
可能有同志会说,这个问题简单,按规范规定做呗。!?好,那我们首先来看看相关规范是如何规定的:
01相关规范标准的条文规定:
GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范第8.5.15条、第8.5.16条、第8.6.11条2

确实,正如上述问题描述的那样,该规范没有涉及到“采暖系统”、“空调热水系统”,补水量的计算也没有综合考虑各方面的影响因素。
在此,补充几个知识点:1)日常运行当中,需要补水的采暖空调水系统,既包括空调冷水系统,冷却水系统,更应包括采暖热水系统、空调热水系统。南方地区常见的只有冷水系统,而北方地区更常见的是采暖热水系统、空调热水系统,或者空调冷热合用系统。2)不管哪种水系统,设计补水量的计算除开应考虑水系统运行当中的水容积变化,更应该考虑跑冒滴漏(或水损失)、水质维护、以及应急补水等影响因素。并且,应该经过综合考量之后,再来确定设计补水量,继而选用合适的补水泵(装置)。3)计算补水量就是为了确定补水泵(装置)的规格大小,一体两面而已。这是选用补水泵(装置)的基本逻辑。至于为什么条文分别规定“设计补水量”、和“补水泵总小时流量”,且这两个数据似乎不相关。分别取“系统水容量”的1%和5%~10% 。这显然是写规范的同志特有的“逻辑”。实际上,既然有了第8.5.16条第2点规定,那么第8.5.15条就没有必要了。因为既然直接规定了补水泵(装置)的流量了,再规定“设计补水量”就没有意义了。
由此看来,仅依据上述条文来确定采暖空调水系统的补水量是不够的,亦是不合理的。下面,继续看看其他相关规范的有关规定。
GB 50019-2015 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 第9.9.12条、第9.9.13条、第9.9.12条3

从上述条文可见:GB 50019-2015 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 第9.9.12条、第9.9.13条、第9.9.12条 , 逻辑上基本照抄了GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 第8.5.15条、第8.5.16条、第8.6.11条。但是,仔细对比一下,细部还是有些不一样,比如:GB50019 改为“空调水系统”(GB50736 为“空调冷水系统”)、又比如:GB50019 改为“小时流量”(GB50736 为“总小时流量”)。虽然只是多个字或少一个字,含义已相差十万八千里。
下面再来看看,GB 50015-2019 建筑给水排水设计标准4

从上面条文可见:GB 50015-2019 建筑给水排水设计标准 强调通过计算来确定。但是,又同时规定“对于建筑物空调、冷冻设备的补充水量,应按冷却水循环水量的1%~2%确定”,哈哈,有点意思。不多解读了。
再来看看,GB 50041-2020 锅炉房设计标准

5

从上面条文可见:与GB50736 /GB50019的规定完全不一样。GB50736/GB50019 热水系统的补水量以“系统水容量”为计算基础,而此处热水系统的补水量则以“系统循环水量”为计算基础。“补水量”、及“补水泵总流量”的占比都是1%、及4%~5%我们知道“系统水容量”与“系统循环水量”不是同一个概念。那究竟应该以“系统水容量”还是以“系统循环水量”为计算基础呢!?
关于热水采暖系统,还有CJJT34-2022 城镇供热管网设计标准6

从上面条文可见:该标准似乎“综合”了GB50736 /GB50019、与GB 50041-2020 的规定,完全混淆了“系统水容量”和“系统循环水量”的概念。根据热媒温度高低占比分别规定为1%、及4%~5%!?缺乏基本的逻辑关系。
关于冷却水系统,还有 GB 50050-2007  工业循环冷却水处理设计规范7

先补充一下上述条文中两个参数的含义Qb  排污水量(m3/h)、Qw  风吹损失水量(m3/h)、
仔细看看,该规定是不是有些自相矛盾哈。至少有点含糊不清,显然,公式5.0.6-1 不等于公式 5.0.6-2,究竟按哪个计算呢!?
当然,还有不少的地方或行业规范标准、或者设计手册之类,条文规定更是五花八门。究竟谁抄谁的?懒得去一一枚举了。有兴趣的同志可以自行去查验。
那么,你究竟应该听谁的呢!?相关规范标准的规定如此不堪,设计师困惑多年也就不足为奇了。其实,补水问题没有那么复杂,复杂的是有太多的规范规定
02 补水量究竟该如何确定?
照规范标准来选!?算了,别抱什么希望了。除了通规,其他规范标准手册之类现在都叫推荐性做法了,参考一下倒无妨。归根结底,还是要建立自己的知识体系。
补水量计算必须考虑的几个问题:1、为什么要补水?补水的目的是什么!?1)冷/热媒的热胀冷缩?2)跑冒滴漏?3)排污?4)应急补水等?显然,补水量计算不是简单地规定一个数就能解决的问题。补水量计算需要综合考虑多个影响因素。有些影响因素是独立的,有些因素是重叠的。补水装置应该同时满足不同场景下的要求。对于不同的工程不同的系统型式,应该具体问题具体分析。
2、补水量分析及其计算补水量计算应综合考虑以下几个方面的影响因素,抓住主要的问题,并根据运行时间进行权衡计算然后取大值。
1)冷缩/膨胀水量计算采暖空调水系统运行时冷/热媒的温度变化会带来水体积冷缩/膨胀,从而导致水损失,所以必要时应该进行补水。冷缩/膨胀水量通常以系统水容量为基础来计算,系统水容量可以按实际工程计算或工程经验来确定。系统水容量计算按工程经验,常见的两管制风机盘管空调系统水容量大概在1l/m2左右。四管制风机盘管空调系统水容量大概在1.5 l/m2左右。如果系统布管较特殊,自己简单地算一算,其实,也不是难事。 冷缩/膨胀水量可以按下式计算:

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其中:ΔV 膨胀量 m3V 系统水容积 m3ρ1  运行高温下水的密度 kg/m3 ρ2  运行低温下水的密度 kg/m3 
显然,水系统因为不同的工程规模、系统型式、供回水温度不一样,水容量也会不一样; 注意,通常水容量在一定程度上反映了系统的规模与特征。所以,事前有必要了解一下自己设计的水系统。实际上,水系统变温度运行时,热胀冷缩所带来的小时补水量很小,中小型工程几乎可以忽略。但是,冷缩/膨胀水量通常决定了膨胀水箱或定压罐的大小。
2)跑冒滴漏,跑冒滴漏与系统大小、安装质量、运行维护等有关。这个属于非正常补水,可以综合各方面因素和工程经验来酌情考虑。闭式采暖空调水系统宜按0~1%的循环水量来考虑。但是,对于一些特殊情况下,应特别注意。例如:某些地区居民采暖有偷水的习惯、或多年失修使用年限较长的改造工程等等。其非正常补水就较多。通常,可以按1%~3%的循环水量来考虑。需要特别指出的是,一般情况下,开式冷却水系统由于蒸发和飘散水损失较大,且如果台数较多交替或间歇运行时将加剧蒸发损失,水损失可达循环水量的1.5%左右。在实际工程设计当中,对于小型或特大型冷却塔,建议根据产品样本提供的参数来计算确定。
3)排污量,排污量与水质维护有关。应该按照有关水质管理或运行维护规范标准来计算确定。对于锅炉等有特殊要求的设备,尚应满足其有关水质的要求。在民用建筑采暖空调领域,一般情况下,二次冷热交换系统可取循环水量的1%~3%
4)应急补水。这个也很重要。采暖空调系统系统换季或者事故时,需要放空或上水,上水时间,一般不能大于一天,当然,最好10个小时就能上满,那就是10%的水容量。当然,应急处理时,可以两台泵或者多台泵同时运行。对于建筑规模较大的居住小区采暖系统,应该特别注意。
除上述4个方面影响因素以外,不排除诸如城市热力等部门有一些自己的特殊规定,相关工程设计可以从其规定。
03总之,补水量计算应根据具体工程进行具体分析。补水量计算应同时考虑热胀冷缩、跑冒滴漏、水质维护以及应急补水等多方面的影响因素,经综合分析比较以后来确定补水量。补水装置必要时可以结合定压、除氧等功能要求进行设置,补水装置应该同时满足不同场景下的使用要求。

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