对空调和采暖水系统阻力设定的不同考虑).docVIP

热水采暖管道的最大允许流速 管径 Dg（ mm ） 最大允许流速（ m/s ） 一般室内管道 有特殊安静要求的室内管道 管径 Dg（mm） 最大允许流速（m/s） 一般室内管道 有特殊安静要求的室内管道 15 20 25 32 40 50 50 0.8 1.0 1.2 1.4 1.8 2.0 3.0 0.5 0.65 0.8 1.0 1.5 1.5 1.5 ? 对空调和采暖水系统阻力设定的不同考虑 0 引言 在教科书及空调手册[1][2]里，都规定了冷冻水的流速范围，比如DN50的管道，安静房间内的流速不大于1.5m/s，一般房间内的流速不大于3m/s，小于DN50的管道的上限要小于DN50，而DN50以上的管径一律参考DN50的标准，系统设计时只要控制流速在这个范围内就是正确的。 但笔者在工程实践中发现，这种只强调把管道流速控制在一定范围内的做法，并不能反映系统内的水力情况，从而影响对系统运行状态的准确判断。特别是对参加工作不久的设计人员，重视对水系统研究是很必要的。控制流速的大小不是设计的目的，而不同流速下的阻力才是我们最关心的。 1 管道阻力与管径 在不同的系统里流速会有大有小，有时会相差很大，这么做的目的其实是要控制流动产生的阻力损失的大小。因此了解整个系统中各个部分的阻力分配情况，对设计出合理的系统或解决工程中出现的问题是相当重要的。工程上最普遍的问题是设计人员对水泵的泵压把握不准，或者在安装平衡阀与同程系统间不知如何确定。出现这些情况有很多都是与阻力相关的，只有认真地进行阻力的分析或计算，才能从根本上解决这个问题。反之在不理解的情况下，有些新的设计人员不得不照搬前辈的经验数据，但由于情况并不完全相同，因此常会出现一些问题，即使设计者本身也觉得有些不妥，但也查不到相关的资料来修改或完善。这些问题的累积也影响了设计者对其他关联知识的理解，不能把知识串联成为一个整体。 针对上述这种情况，笔者提供一张国外设计人员常用的水力计算图表[3]，结合这张图表，具体分析水系统中的阻力分布情况，同时分析一下水泵的阻力、平衡阀的作用及同程系统的重要性，这些在空调与采暖水系统中是相当常见的。 图1：冷水管道水力计算图（镀锌钢管） 首先，图1给出了水温20℃时镀锌钢管在不同管径、不同流速下的阻力线图，与在7～12℃时水的阻力特性区别不大，当然也希望有兴趣的老师和同学作为课题研究，制作出7～12℃时的水阻力特性图表，使我们设计时的依据更准确。 在图1中可以看到，国内手册中对管道的限定流速为3 m/s时，不同管径的阻力是从75Pa/m到2000Pa/m，阻力范围非常大，因此对整个系统的影响也有很大不同。除此以外上面还有两条虚线，左面一条是气泡随水移动最低流速线，右面一条是静音线。 2 采暖管道的最低流速及设计原则 由于温度较高，空调热水或采暖管道的气泡比空调冷水相对要多。为防止气泡聚集，最低流速就是要求气泡能够随水流动。采暖规范规定的最低流速是0.25 m/s，超过这一流速是可以不设坡度的；而空调水管的水流速度都是在这之上的，所以对水平总管的坡度也就没有要求。笔者把线图上的流速线与采暖要求的流速作个比较，发现它们有着相当大的差距，空调水管道的流速随管径的不同从0.6～3.0m/s，远在0.25 m/s之上，难道95℃或80℃的采暖热水与20℃的温水气泡的流动特性会有如此大的悬殊吗？笔者认为不是，这两条线实际反应了人们对空调和采暖的不同看法的问题，而不仅仅是气泡的问题。 采暖是我国北方地区公共建筑、住宅内必须要设置的，因此必然会导致大量的安装费用的支出，所以对采暖设计来讲减少费用支出是规范制定者的重要工作，特别是减少运行费用。因此对于95～70℃的热水采暖系统，采取大温差、低流量、低阻力成为控制运行成本的基本方法，也是设计的基本原则之一。这一条不仅以前适用，对倡导节能的今天也特别重要。规范规定热水采暖系统的阻力范围是15～50kPa之间，这个阻力完全可以由区域热水循环泵克服。如果选用高流速、高阻力的设计思路，虽然可以减少管径，一次投资也会减少，但需要在每个建筑内都要考虑设置采暖增压循环水泵，运行费用大大增加。综合考虑可以判断，在管道上缩小管径省下的费用远远不够运行费用的支出，而运行费则是一直要支付出去的。所以规范强调用低阻力、大温差、低流量作为采暖的基本原则之一，具有费用低、无维护、稳定的特点，更能够满足北方广大地区的人们在冬季抵抗严寒的需求。 3 空调管道的最低流速及设计原则 空调水系统的流量和管径的关系更多是考虑了系统的特点及安装的便利性。首先空调和采暖的温差不同，空调的温差只有5℃，而不像采暖有25℃，这是由于制冷时受送风温差和结露点的影响，回水温度一般保持在12℃左右，而水在0℃以下就会结冰，因此空调温差能够选择的空间就很小。为保