摘要：冷热水平衡一直是建筑热水设计的一个重要问题，在设计工作中单纯注重计算值上的压力数值上平衡是不够的，更多的要关注其系统实际运行的时候动态上的平衡。本文重点分析控制冷热水系统动态平衡的三大问题，即冷热水分区一致、冷热水水源是否相同、开式和闭式系统的合理设置。
关键词：热水系统；热水分区；冷热平衡；开式、闭式系统
1、冷热水分区一致
集中热水系统应是在任何用水点都能随时取用温度、压力稳定的热水。系统的分区是设计集中热水系统首先考虑的问题。根据建筑物的高度，热水系统必须要实行与给水系统相一致的竖向分区，因此在设计时，要结合给水系统的分区，综合考虑冷水和热水各自的需要来确定分区。原则上，建筑设集中供应热水系统需要分区时应每个分区设水加热器，各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应，这样各区的给水和热水系统的压力相近就比较容易实现。如因建筑本身的特殊情况只能采用一个或一组水加热器供整幢楼热水时，可相应地采用质量可靠的减压阀等管道附件来解决系统冷热水压力平衡的问题，但这种方式设置减压阀比较多，这种分区方式笔者不建议采用。
2、冷热水同源问题
①同源：热水系统的水源和动力由给水提供，且供给热水用点时无需经二次加压就能满足冷热水压力的要求，冷水和热水均连通在一个系统，没有与大气连通，即热水采用闭式系统。②不同源：热水系统跟大气连通，热水系统的压力无法由给水系统提供，这样生活给水和热水均有自己独立的水源（冷水是市政压力供水管或者生活储水箱，热水是热水储水箱），既热水采用开式系统，冷热水系统所需的压力是各自独立实现的。
从上述可以知道同源和不同源都能做到保证系统所需要的压力，往往就有些人认为只要冷水系统的压力和热水系统压力相近就可以实现冷热平衡，这是一个误区。这里笔者分三种情况进行分析和解析：①同源（采用闭式系统），热水系统跟冷水系统是密闭连通的，冷水和热水系统的压力变化波动是一样的，冷热和热水系统的压力差就是热水加热器的水头损失，比较容易实现冷热平衡；②不同源（采用开式系统，给水和热水系统均采用各自的高位水箱供水），这种供水方式水压相对稳定和供水安全可靠，不需要设加压设备，系统就不受加压设备的压力波动影响，只要冷热水箱的高度相同，就可以实现冷热水系统的压力相同和冷热平衡；③不同源（采用开式系统，冷热水系统采用各自的气压变频加压设备供水），冷热水系统虽然可以采用压力相同的水泵实现系统压力数值上的压力平衡，但是由于冷水系统的用水量、用水点跟热水系统是有差别的，而且是两个独立的系统，两个系统各自的压力波动情况会出现不一致的情况，这样在使用热水的过程中很难避免出现压力不平衡，忽冷忽热。笔者认为第②种情况的热水系统冷热平衡最稳定，原因是高位水箱供水方式的压力的稳定和安全可靠性优于加压设备。
3、开式系统和闭式系统的合理设置
采用闭式系统的好处是：①管网设计合理的情况下冷水和热水的压力差就是热水加热器的水头损失；②是同源供水。闭式系统是目前采用得较多的一种系统。开式系统很多人认为很难做到冷热平衡，因为现在大部分是高层建筑，需要采用加压供水，无论开式水箱做在天面或者地下室，冷热水均需要各自采用泵加压供水，这样即使通过计算分别设置冷热水泵扬程最多是实现系统压力数值上的平衡，但很难实现动态上的冷热平衡。建水规范5.2.14点及条文说明中提到，开式系统的水压由高位热水箱的水位决定，不受市政给水管网压力变化及水加热设备阻力变化等的影响，可保证系统水压相对稳定和供水安全可靠。这就说明了开式系统是可以实现冷热平衡，笔者就举两个例子进行分析见图1和图2。图1的热水系统是采用开式系统，冷热水均由同一高度的高位冷热水箱供给，冷水和热水系统的压力是相等的，压力稳定，没有气压变频供水的压力波动影响。图2是天面水箱的高度不满足建筑顶部楼层用水压力，在无条件抬高水箱时，顶部楼层就采用设水泵加压的闭式系统，下面在高位水箱压力满足用水点压力的楼层，采用开式系统，冷热水均各自采用高位水箱供水。
图1和图2两种热水系统中，笔者认为图1是热水系统是实现热水冷热平衡的优选方案，符合建水规范5.2.14点及条文说明。目前很多建筑因为美观、空间等原因很难实现顶部楼层由高位水箱重力供水，图2是针对这种情况，将闭式系统和开式高位水箱供水的方式结合起来。
结束语：
冷热平衡是设计热水系统必须考虑的问题，本文笔者是根据目前大部分建筑热水系统设计的采用闭式系统的情况，结合建水规范5.2.14点及条文说明的关于开式系统的优点，进行分析和解析。冷热水系统动态平衡的控制设计得是否合理是需要设计师在工作中不断积累经验，针对不同的建筑采取相应合适的热水系统实现的。
参考文献
[1]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）
[2]陆丽妃.热水系统冷热水平衡的控制[J].城市建设理论研究，2013.
论文作者:戴智涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：系统论文; 热水论文; 压力论文; 冷热论文; 水箱论文; 冷热水论文; 开式论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;