工业及暖通 HVAC 定压补水装置扬程选型方法

一、核心计算公式

1. 静水压头 \(H_{静}\)（核心决定因素）

   指系统最高点与定压补水装置安装位置的垂直高度差，单位为 m。
   • 若装置安装在系统最低点，\(H_{静}\) 直接等于系统最高点至安装平面的垂直高度；
   • 若装置安装在地下室或低于系统最低点，需额外增加装置与系统最低点的垂直高度差；
   • 关键要求：\(H_{静}\) 对应的压力需保证系统最高点在运行和停机时不出现负压、不汽化。
     示例：某暖通系统最高点距补水装置安装面垂直高度 25m，则 \(H_{静}\) = 25m。
2. 管路阻力损失 \(H_{阻}\)

   指补水管道沿程阻力 + 局部阻力（阀门、弯头、过滤器等）的总损失，单位为 m。
   • 沿程阻力：与管径、管长、流速正相关，可通过公式 \(h_f=λ\frac{l}{d}\frac{v^2}{2g}\) 计算（λ 为摩擦系数，l 为管长，d 为管径，v 为流速，g 为重力加速度）；
   • 局部阻力：通过局部阻力系数 ζ 计算，\(h_j=ζ\frac{v^2}{2g}\)；
   • 工程简化取值：对于工业 / HVAC 系统，\(H_{阻}\) 一般取 3~8m（管径小、管路长、阀门多则取上限）。
3. 安全余量 \(H_{安}\)

   为应对系统压力波动、设备老化、工况变化预留的扬程，单位为 m。
   • 常规系统：取 5~10m；
   • 高温高压系统（如工业蒸汽锅炉补水、大型中央空调冷水系统）：取 10~15m；
   • 变频定压系统可适当降低（5m 以内），工频定压系统建议取上限。

二、特殊工况修正

1. 闭式系统 vs 开式系统
   • 闭式系统（如中央空调闭式循环水、工业闭式冷却系统）：无需考虑水箱液位差，按上述公式计算即可；
   • 开式系统（如冷却塔补水系统）：需额外增加开式水箱的液位高度差（即水箱最低水位至补水口的高度）。
2. 补水压力控制要求

   若系统设计文件明确要求 “系统定压点压力为 P（MPa）”，可直接将压力换算为扬程：

   \(H_{压}\) = \(P×102\)（1MPa≈102m 水柱）

   此时选型扬程 \(H_{选}\) = \(H_{压}\) + \(H_{阻}\) + \(H_{安}\)
3. 并联系统

   多台定压补水装置并联运行时，单台扬程需按最大工况需求选型，不建议降低扬程（避免单台过载）。

三、选型禁忌与注意事项

1. 严禁仅按水泵额定扬程选型，需结合系统实际静水压（核心）；
2. 避免扬程选过小：导致系统最高点压力不足，出现空管、汽化、噪音大等问题；
3. 避免扬程选过大：增加能耗、加速管路阀门磨损，变频系统可能因频繁低频运行导致效率降低。

四、工程实例

• \(H_{静}\) = 30m
• \(H_{阻}\) = 8m（管路长 + 阀门多）
• \(H_{安}\) = 10m（大型中央空调系统）
• 选型扬程 \(H_{选}\) = 30+8+10 = 48m，实际选型可选取 50m 扬程的定压补水装置。