初学暖通时,师傅说,直通大气的是开式系统,不与大气相通的是闭式系统。我从一开始就得知,使用膨胀水箱的是闭式系统,但它不是直通大气的开式水箱吗?
后来有人说,开式系统是在循环管路中断开,并且仅在膨胀水箱处局部与大气接触例外。听起来似乎是这样,的确,膨胀水箱是用一根管道接出来的,并没有影响到下面闭式系统的循环。
但深究下去还是有问题,同样的方式接出来,把膨胀水箱从系统的最高处移到系统的中部,甚至最下面,还是闭式系统吗?答案显然是否定的,这肯定不是闭式系统,而是开式系统了。
说到这里,想必不少人已经看出其中的关键了。水箱是开式的不要紧,关键是开式水箱的液面高度,高于系统最高点的是闭式系统,而低于系统最高点的就是开式系统。
开式水箱的特征是有一个直通大气的自由液面(有点废话的感觉),当这个液面低于系统高点并且系统停止运行时,没有了水泵的压力推送,会怎样呢?
从常识知道,高点的水位会下落,使开式水箱没有受到限制的自由液面升高,或者溢出。一直到,系统内的水位下落到与开式水箱内的液面平齐。
当系统再次运行时,水泵需要先将水从这个液面高度打到系统的高点,然后才能循环。
重点来了,闭式系统仅需要克服管道和设备的阻力推动循环即可,而开式系统,水泵扬程还要加上造成系统“开式”的高度差。
水泵扬程是否考虑高差,是开式系统与闭式系统的一个重要区别。同样高度的水系统,开式与闭式系统的水泵扬程差距会很大。
因此,我们会在多层建筑中使用蓄冷水池等开式系统,但对于高层建筑,我们通常采用闭式系统,或者将开式系统隔开转为闭式系统后使用,否则水泵能耗会让我们难以承受。
给水和热水系统是典型的开式系统,楼层有多高,水泵就要将水打到多高,然后开式的用水点才能放出水。
热水系统的循环是闭式系统,循环管从用水点前接出,往回循环。循环泵仅需克服设备、管道的阻力即可,因此水泵扬程就不大。
水冷式中央空调也是一个典型,通常用户侧的冷冻水系统是闭式系统,冷却塔侧的冷却水系统是开式系统。
冷冻水系统,无论采用高位开式水箱还是低位闭式水罐补水定压,只要没使用低位的开式水池之类,都是闭式系统。闭式循环水泵不需要克服高差,哪怕100多米的高层也仅需30多米的水泵扬程。
冷却水系统,常用的是开式冷却塔,冷却水在冷却塔内直接喷淋填料时与空气接触换热。
当系统停止运行时,系统的高点存不住水,会回落到与冷却塔集水盘液面平齐的高度。由此,管路中空出没水的高度,就是冷却水泵需要增加的扬程高度。
闭式系统冷冻水泵的扬程计算,主要考虑设备和管道的循环阻力,包括冷水机组蒸发器和机房设备的阻力、输送管路及附件的阻力、末端设备和阀门的阻力等。
开式系统冷却水泵的扬程计算,除冷水机组、冷却塔等设备及管路的循环阻力,还要加上冷却塔处的“开式”高差,通常我们可以直接取冷却塔的塔高作为“开式”高差。
本文图文摘自“筑文说易”
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