开式系统 闭式系统 膨胀水箱基本概念

　　1.开式系统


　　下图所示为开式系统。空调冷（热）水流经末端空气处理设备后，回水靠重力作用流入回水池中。一旦供水泵停止运行，管网系统内的水面只能与水池水面保持同一高度。此高度以上的管道内均为空气。因此，开式系统即是管道与大气相通的一种水系统。


　　2.闭式系统


　　下图所示为闭式系统。闭式系统管道内没有任何部分与大气相通，无论是水泵运行或停止期间，管内都应始终充满水，以防止管道的腐蚀。因此，要求在闭式系统中，必须设置一定的定压设备以保持高层建筑顶部水管完全充满水（即管内处于正压状态）。此定压设备常用开式膨胀水箱，水箱水位应高出最高的系统水管1.5m以上。在一些工程中，为了防止开式水箱引起的腐蚀，或在屋顶设置开式水箱有困难时，也可采用了气体定压罐，定压罐压力应高出系统内最低的静水压力点15kPa以上。


图1





　　（1）膨胀水箱


　　膨胀水箱作为系统的补水、膨胀及定压设备，其结构简单、造价低廉，对系统的水压稳定性好，控制也非常容易。由于水直接与大气接触，水质条件相对较差，另外，它必须放在系统的最高处。


　　膨胀水箱从结构上可分为方形和圆形，从补水方式可分为水位电信号控制水泵补水和浮球阀自动水两种方式。



图2



　　膨胀水箱由箱体、膨胀管、溢水管。循环管、补水量及补水装置（或水位装置）。玻璃管液位计及人梯等几部分组成，如上图所示。


　　在高层民用建筑中，通常设有屋顶生活水箱，因此，只要膨胀水箱比屋顶生活水箱低一定的高度，就可以直接从生活水箱对此进行补水。但是，这种补水方式适用于生活给水水质较软的地区。


　　用水位传感器控制补水泵的方式，其控制简单，运行比较可靠。为了防止补水泵频繁起停，延长补水泵寿命，水箱容积应稍大一些，且补水泵的工作参数（尤其是流量）的选择应较符合实际，不能超过太多。这种方式也比较适用于采用了软化水设备的补水系统。


　　膨胀水箱必须设于水系统最高点之上（通常在最高空调使用楼层的上一层），很显然，空调热水管不能到达该处。因此，冬季的防冻就是一个值得注意的问题。


　　（2）气体定压罐


　　气体定压罐通常采用隔膜式，其空气与水完全分开，因此对水质的保证性较好。另外，气体定压罐的布置较为灵活方便，不受位置高度的限制，通常可直接放在冷冻机房、热交换站或水泵房内，因此也不存在防冻问题。采用定压罐时，通常其定压点放在水泵吸入端，如上图所示。



图3



　　（3）水泵特性


　　离心式水泵的特性如下图所示。在空调水系统设计中，应尽可能使水泵定水量运行（变速泵除外）。但是在实际运行过程中，几乎所有水泵都处在超流量状态（见后面关于“水泵并联运行工况分析”部分）。同时，目前大多数工程中使用的水泵时扬程大都高于设计状态下的系统循环水阻力，这也使实际运行是水泵处在超流量状态。


图4