1.3 给水管材、附件和水表
给水系统是由管材、管件、附件及设备仪表共同连接而成的,管材、管件、附件和设备仪表的选用对工程质量、工程造价和使用安全都会产生直接的影响。因此,要熟悉各种管材、管件,正确选用各种附件和设备仪表,以达到适用、经济、安全和美观的要求。
1.3.1 建筑内部给水管材的选用
选用给水管材时,首先应了解各类管材的特性指标,如耐温耐压能力、线膨胀系数、抗冲击能力、热导率及保温性能、管径范围、卫生性能等;然后根据建筑装饰标准、输送水的温度及水质要求、使用场合、敷设方式等进行技术经济比较后确定。
1.3.1.1 给水管材选用原则
(1)安全可靠性 这是建筑内部给水中最重要的原则,因为建筑内部给水是有压管,一旦爆裂将会给建筑和人民财产造成损失。管材本身以及管件的连接点要有足够的刚度和机械强度,应能经受得起振动冲击、水锤和热胀冷缩等,并能经受时间考验,不会漏水、爆裂等。
(2)经济性 在满足使用安全的前提下,花最少的钱选用管材。在比较管材质量的同时还要比较价格和施工安装费。
(3)卫生性 推向市场的管材均要符合国家标准的要求,并且要经过国家认可的检测部门出具测试报告,有出厂合格证方能使用。制造管材使用的原材料、改性剂、助剂和添加剂等应保证饮用水水质不受污染。
(4)可持续发展 任何一种管材能被接受,其中很重要的原因是在于它能否被回收重复利用和能否不产生新的污染。
例如:埋地给水管道采用的管材应具有耐腐蚀和承受相应地面荷载的能力,可采用塑料给水管、有衬里的铸铁给水管、经可靠防腐处理的钢管。室内给水管道应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材,可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管及经可靠防腐处理的钢管。
1.3.1.2 管材规格的表示
无缝钢管、铜管、不锈钢管及其管件的规格通常用符号“D”或“ϕ”表示外径,外径数字写于其后,再乘以壁厚。如D133 ×4或ϕ133×4,即表示该管外径为133mm、壁厚为4mm。
镀锌钢管、铸铁管及其管件的规格通常用符号“DN”表示其公称直径,如DN15、DN25等。公称直径是一种标准化直径,又叫名义直径,它既不是内径,也不是外径。
钢筋混凝土管、陶土管、耐酸陶瓷管、缸瓦管的管径以内径d表示。各种新型管材及其管件的规格通常用符号“Dω”表示公称外径,外径数字写于其后,再乘以壁厚。例如,PB管的外径是16mm,壁厚是3mm,表示为Dω16×3。
1.3.2 给水管材的种类
根据制造工艺和材质的不同,管材有很多种。按材质的不同,管材可分为黑色金属管(钢管、铸铁管)、有色金属管(铜管、铝管)、非金属管(混凝土管、钢筋混凝土管)、塑料管(钢塑管、铝塑管)等。目前应用较多的建筑内部金属给水管材主要有镀锌钢管、不锈钢管、给水铝塑复合管和给水铜管等。当给水排水管道需要连接、分支、转弯、变径时,对不同的管道,要采用不同材质的管件。下面重点介绍建筑给水中所用的主要管材品种。
1.3.2.1 钢管
钢管按制造方法分为焊接钢管、无缝钢管等。
(1)焊接钢管 焊接钢管又称有缝钢管,按表面处理方式的不同分为普通焊接钢管(黑铁管)和镀锌焊接钢管(白铁管)。其中,镀锌钢管强度高、抗震性能好,是我国生活饮用水给水系统采用的主要管材。但其内壁易生锈、结垢,滋生细菌、微生物等有害杂质,使自来水在输送途中被二次污染,因此我国从2000年6月1日起规定在城镇新建住宅生活给水系统中禁用镀锌钢管。目前镀锌钢管主要用于煤气管道、消防给水管道、卫生器具排水支管及生产设备的非腐蚀排水支管。焊接钢管的连接方式有焊接、螺纹连接、法兰连接和卡箍连接等,镀锌钢管应尽量避免焊接。
(2)无缝钢管 无缝钢管是将普通碳素钢、优质碳素钢或低合金钢用热轧或冷轧制造而成,其外观特征是纵横向均无焊缝,常用于满足各种高温、高压、低温等相对要求比较高的介质输送。采用低合金钢轧制而成的合金钢管用于各种加热炉工程、锅炉耐热管道及过热器管道等。在民用安装工程中,无缝钢管一般用于采暖主干管和煤气主干管等,给排水工程使用较少。无缝钢管在同一外径下往往有几种壁厚,其规格一般采用“外径D×壁厚”表示,如D20×2.5,表示的是外径为20mm、壁厚为2.5mm。无缝钢管通常采用螺纹连接、焊接或法兰连接。
1.3.2.2 铜管
铜管属于有色金属管,它的规格常用“外径ϕ×壁厚”表示,如ϕ42×2,表示该管的外径为42mm、壁厚为2mm。
铜管又称紫铜管,是压制的和拉制的无缝管。铜管具备坚固、重量较轻、导热性好、低温强度高、耐腐蚀的特性,常用于生活水管道,供热、制冷管道,也用于制氧设备中装配低温管路。直径小的铜管常用于输送有压力的液体(如润滑系统、油压系统等)和用作仪表的测压管等,但由于管材价格较高,多用于宾馆等较高级的建筑之中。
生活水、供热等铜管的连接方式通常采用螺纹连接、焊接。
1.3.2.3 给水铸铁管
给水铸铁管的优点是耐腐蚀性强、使用寿命长、价格较低,缺点是质脆、重量大、长度小、加工和安装难度大、不能承受较大的动荷载。我国生产的给水铸铁管有低压(0~0.5MPa)给水铸铁管、普压(0.5~0.7MPa)给水铸铁管和高压(0.7~1.0MPa) 给水铸铁管三种。建筑内部给水管道一般采用普压给水铸铁管。铸铁管常用公称直径“DN”表示,如DN200,表示该管的公称直径为200mm。
离心球墨给水铸铁管是市政和居住小区目前常采用的新型给水管材,其用离心铸造工艺生产,材质为球墨铸铁。它具有铁的本质、钢的性能,强度高,韧性好,耐腐蚀,是传统铸铁管和普通钢管的更新换代产品。
铸铁管通常采用卡箍、承插式或法兰盘式等连接形式。
1.3.2.4 塑料管
塑料是现代经济发展过程中可实现“减量化、再利用、资源化”的重要材料,其加工成型是无污染排放、低消耗、高效率的过程,绝大部分塑料使用后能够被回收再利用,是典型的资源节约、环境友好型材料。塑料产品发展迅速,2017年我国塑料制品行业累计产量7515.5万吨,与去年同期相比增长了3.4%。塑料管道在各类管道中市场占有率达50%以上,预计在未来几年内,塑料产品将会以10%的增速发展。
常用的塑料管有硬聚氯乙烯(UPVC)管、高密度聚乙烯(PE-HD)管、交联聚乙烯(PEX)管、聚丙烯(PP)管、聚丁烯(PB)管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)管等。它们的化学性能稳定,耐腐蚀;管壁光滑,水头损失小;重量轻,容易切割,加工安装方便,还可制造成各种颜色。但强度较低,膨胀系数较大,易受温度影响。目前,已有专供输送热水使用的塑料管,其使用温度可达95℃。
塑料管的连接方法一般有螺纹连接(其配件为注塑制品)、焊接(热空气焊、热熔焊、电熔焊)、法兰连接、螺纹卡套压接、承插连接、胶粘连接等。
1.3.2.5 复合管
复合管材是以金属管材为基础,内、外焊接聚乙烯、交联聚乙烯等非金属材料成型,具有金属管材和非金属管材的优点。目前市场较普遍的有钢塑复合管、铝塑复合管、铜塑复合管等。
(1)钢塑复合管 钢塑复合管是在钢管内壁衬(涂)一定厚度的塑料层复合而成的管材。按塑料与基体结合的工艺又可分为衬塑复合钢管和涂塑复合钢管两种。衬塑复合钢管是在传统的输水钢管中插入一根薄壁的PVC管,两者紧密结合就成了PVC衬塑钢管;涂塑复合钢管是以普通碳素钢管为基材,将高分子PE粉末熔融后均匀地涂敷在钢管内壁,使之塑化后形成光滑、致密的塑料涂层。
钢塑复合管兼备了金属管材的强度高、耐高压、能承受较强的外来冲击力和塑料管材的耐腐蚀、不结垢、热导率低、流体阻力小等优点,但需在工厂预制,不宜在施工现场切割,可广泛应用于石油、天然气、给水管、排水管等各种领域。其规格常用公称直径“DN”表示,如DN100,表示该管的公称直径为100mm。连接方式主要有螺纹连接、沟槽式连接、法兰连接等。
(2)铝塑复合管(PE- Al-PE或PEX-Al-PEX) 铝塑复合管是通过挤出成型工艺制造出的新型复合管材,它由聚乙烯层-胶合层-铝合金层-胶合层-聚乙烯层共五层结构构成,具有聚乙烯塑料管耐腐蚀性好和金属管耐高压的优点。铝塑复合管可以分为三种型号:A型,耐温不大于60℃;B型,耐温不大于95℃;C型,输送燃气用。铝塑复合管按聚乙烯材料不同分为两种:适用于热水的交联聚乙烯铝塑复合管和适用于冷水的高密度聚乙烯铝塑复合管。铝塑复合管采用夹紧式配件连接,主要用于建筑内配水支管和热水器管,价格较贵。
(3)铜塑复合管 铜塑复合管是一种新型的管材,由外层为热导率低的塑料、内层为稳定性极高的铜管复合而成,从而综合了塑料及铜管的优点,具有良好的保温性能及耐腐蚀性能,有配套的铜制管件,连接方便快捷,但造价较高,主要用于高级宾馆热水供应系统。
1.3.3 管件与管道连接
1.3.3.1 管件
管件是管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用的零部件的统称。大多采用与管子相同的材料制成。
管件动画模型
管件按用途可分为用于连接的管件(法兰、活接、管箍、卡套等),改变管子方向的管件(弯头、弯管等),改变管子管径的管件[变径(异径)管、异径弯头等],增加管路分支的管件(三通、四通等),用于管路密封的管件(堵头、盲板等),用于管路固定的管件(拖钩、支架、管卡等);按连接方法可分为承插式管件、螺纹管件、法兰管件和焊接管件等;按材料可分为金属管件、非金属管件、复合管管件等。常用管件如图1-9所示。
图1-9 常用管件
1.3.3.2 管材的常用连接方法
管道连接是指按照图纸和有关规范、规程的要求,将管子与管子或管子与管件、阀门等连接起来,使之形成一个严密的整体,以达到使用的目的。管道连接方式有很多种,常用的有螺纹连接、焊接、法兰连接、卡箍连接、承插连接等。
管道与管件连接动画
(1)螺纹连接 螺纹连接是通过管子上的内外螺纹将管子与带外内螺纹的管件、阀件和设备连接起来的方法,简称“丝接”。为了增加连接的严密性,在连接前应在带有外螺纹的管头或配件上按螺纹方向缠以适量的麻丝或者胶带等。螺纹连接一般用于公称直径在150mm以下、工作压力1.6MPa以内的低压水、煤气、蒸汽等管道。管道螺纹连接应留2~3 牙螺尾。
管螺纹的加工也称套丝,有手工套丝和机械套丝两种方法。手工套丝是使用管子绞板套出螺纹。套丝时,应选择与管子规格相应的板牙,在套丝过程中应向板牙上加机油润滑,使板牙保持润滑和冷却,保证螺纹质量和防止烂牙。为了操作省力及防止板牙过度磨损,一般在加工DN25 以下螺纹时分1~2 次套成,DN32以上应分2~3次套成。机械套丝一般采用套丝机,有时也利用车床车制螺纹。使用套丝机时要注意套丝机的转速,宜在低速下工作,螺纹的切削应分2~3 次进行,切不可一次套成,以免损坏板牙或产生烂牙。室内给水管道应用镀锌配件,镀锌钢管必须用螺纹连接。螺纹连接多用于明装管道。
(2)焊接 焊接后的管道接头紧密、不漏水,施工迅速,安全可靠、经久耐用,不需要配件,造价相对较低,维修费用也低,但无法像螺纹连接那样方便拆卸。焊接只能用于非镀锌钢管,因为镀锌钢管焊接时锌层遭到破坏会加速锈蚀。焊接多用于暗装管道。焊接工艺有气焊、手工电弧焊、手工氩弧焊、埋弧自动焊、钎焊等多种。各种有缝钢管、无缝钢管、铜管、铝管等都可以采用焊接连接。
(3)法兰连接 法兰连接是指将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰或一个管口法兰一个带法兰阀门的中间,用螺栓拉紧使其紧密结合起来的一种可以拆卸的接头。主要用于管子与管子、管子与带法兰的配件(如阀门)或设备的连接以及管子需经常拆卸部件的连接。法兰连接一般用于闸阀、止回阀、水泵、水表等连接处,以及需要经常拆卸、检修的管段。一般用在管径大于DN50的管道上。
(4)卡箍连接 对于较大管径,用螺纹连接较困难且不允许焊接时,一般采用卡箍连接。连接时两管口端应平整无缝隙,沟槽应均匀,卡紧螺栓后,管道应平直,卡箍的安装方式应一致。
(5)承插连接 承插连接主要用于带承插接头的管材,分为刚性承插连接和柔性承插连接两种。刚性承插连接是将管道的插端插入管道的承插口,对位后先用嵌缝材料嵌缝,然后用密封材料密封,使之成为一个牢固的封闭管。柔性承插连接是在管道承插口的止封口处放入富有弹性的橡胶圈,然后施力将管道的插端插入,形成一个能适应一定范围内的位移和震动的封闭管。
1.3.4 管道附件
管道附件是给水管网系统中起调节水量、水压,控制水流方向和通断水流等作用的各类装置的总称。管道附件分为配水附件、控制附件和其他附件三类。
1.3.4.1 配水附件
配水附件是指为各类卫生洁具或受水器分配或调节水流的各式水龙头(或阀件),是使用最为频繁的管道附件,其应满足节水、耐用、通断灵活、美观等要求。
(1)旋启式水龙头 旋启式水龙头是曾普遍用于洗涤盆、污水盆、盥洗槽等卫生器具的配水附件,由于密封橡胶垫的磨损容易造成滴、漏现象,我国已禁用普通旋启式水龙头,以陶瓷芯片水龙头代之。
(2)陶瓷芯片水龙头 陶瓷芯片水龙头采用精密的陶瓷片作为密封材料,由动片与定片组成,通过手柄的水平旋转或上下提压使动片与定片之间发生相对位移,从而启闭水源。该水龙头使用方便,但水流阻力较大。
(3)旋塞式水龙头 旋塞式水龙头的手柄旋转90°即完全开启,可在短时间内获得较大流量,由于启闭迅速,容易产生水击,故一般设在开水间、浴池、洗衣房等压力不大的给水设备上。
(4)混合水龙头 混合水龙头通过控制冷水与热水流量来调节水温,作用相当于两个水龙头。混合水龙头一般安装在洗脸盆、浴盆等卫生器具上,使用时,手柄上下移动可控制流量,左右偏转可调节水温。
(5)延时自闭水龙头 延时自闭水龙头主要用于酒店及商场等公共场所的洗手间,使用时将按钮下压,每次开启持续一定时间后,靠水的压力及弹簧的增压来自动关闭水流。
(6)自动控制水龙头 自动控制水龙头根据光电效应、电容效应、电磁感应等原理自动控制自身的启闭,常用于建筑装饰标准较高的盥洗、淋浴、饮水等的水流控制。
1.3.4.2 控制附件
控制附件是用于调节水量、水压,关断水流,控制水流方向和水位的各式阀门。控制附件应满足性能稳定、操作方便、便于自动控制、精度高等要求。安装工程中的控制附件主要是阀门,阀门是流体管路的控制装置,在安装工程中发挥着重要作用。
阀门动画
(1)闸阀 闸阀是指启闭体(阀板)由阀杆带动阀座密封面做升降运动的阀门,可接通或截断流体的通道,如图1-10所示。当阀门部分开启时,在闸板背面产生涡流,易引起闸板的侵蚀和震动,也易损坏阀座密封面。闸阀通常适用于不需要经常启闭,而且保持闸板全开或全闭的工况,不适用于作为调节或节流使用。
闸阀在管路中主要用于切断,一般直径DN≥50mm的切断装置多选用它。闸阀具有流体阻力小、开闭所需外力较小、介质的流向不受限制、体形比较简单、铸造工艺性较好等优点,缺点是外形尺寸和开启高度都较大、开闭过程中密封面间的相对摩擦易引起擦伤现象。
(2)截止阀 截止阀是关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门,如图1-11所示。截止阀的主要作用是切断,也可调节一定的流量。截止阀具有开启高度小、只有一个密封面、制造工艺好、便于维修的优点,缺点是流体阻力大、安装具有方向性。截止阀使用较为普遍,一般用于DN≤200mm的管道。
(3)球阀 球阀是启闭件(球体)由阀杆带动,并绕阀杆的轴线做旋转运动的阀门,如图1-12所示。球阀在管路中主要用于切断、分配和改变介质的流动方向。球阀具有流动阻力小、结构简单、密封性好、操作方便、开闭迅速、维修方便等优点,缺点是高温时启闭困难、水击严重、易磨损。
图1-10 闸阀
图1-11 截止阀
(4)蝶阀 蝶阀又叫翻板阀,是指关闭件(阀瓣或蝶板)圆盘,围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀,在管道上主要起切断和节流作用,如图1-13所示。它主要由阀体、阀杆、蝶板和密封圈组成,是一种结构简单的调节阀,同时也可用于低压管道介质的开关控制。蝶阀具有启闭方便迅速、省力、流体阻力小、结构简单、外形尺寸小等优点,适用于输送各种腐蚀性、非腐蚀性流体介质的管道,用于调节和截断介质的流动。其主要缺点是蝶板占据一定的过水断面,会增大水头损失,且易挂积杂物和纤维。
图1-12 球阀
图1-13 蝶阀
(5)止回阀 止回阀又称单向阀或逆止阀,是启闭件(阀瓣或阀芯)依靠介质作用力自动阻止介质逆流的阀门。其一般安装在引入管、密闭的水加热器或用水设备的进水管、水泵出水管、进出水管合用一条管道的水箱(塔、池)的出水管段上。止回阀按结构形式分为升降式、旋启式、蝶式三类,如图1-14~图1-16所示。常用的止回阀有消音止回阀、多功能水泵控制阀、倒流防止器、底阀等。
图1-14 升降式止回阀
图1-15 旋启式止回阀
图1-16 蝶式止回阀
图1-17 安全阀
(6)安全阀 安全阀是一种安全保护用阀,可以防止系统内部压力超过预定的安全值,如图1-17所示。它不需要借助任何外力,利用介质本身的力量即可排出额定数量的流体。当压力恢复正常时,阀门再行关闭并阻止介质继续流出。安全阀的泄流量很小,主要用于释放压力容器因超温引起的超压。
(7)减压阀 当给水管网的压力高于配水点允许的最高使用压力时,应设置减压阀,给水系统中常用的减压阀有比例式减压阀和可调式减压阀两种。比例式减压阀用于阀后压力允许波动的场合,应垂直安装,减压比不宜大于3∶1;可调式减压阀用于阀后压力要求稳定的场合,应水平安装,阀前与阀后的最大压差不应大于0.4MPa。
在供水保证率要求高、停水会引起重大经济损失的给水管道上设置减压阀时,宜采用两个减压阀,并联设置,一个使用一个备用,但不得设置旁通管,减压阀后配水件处的最大压力应按减压阀失效情况进行校核,其压力不应大于配水件产品标准规定的试验压力。减压阀前宜设置管道过滤器。
(8)泄压阀 该阀与水泵配套使用,主要安装在供水系统中的泄水旁路上,可保证供水系统的水压不超过主阀上导阀的设定值,确保供水管路、阀门及其他设备的安全。当给水管网存在短时超压情况,且短时超压会引起使用不安全时,应设置泄压阀。泄压阀的泄流量大,应连接管道排入非生活用水水池;若直接排放,则应有消能措施。
(9)浮球阀 该阀广泛用于水箱、水池、水塔的进水管路中,通过浮球的调节作用来维持水位。当充水到既定水位时,浮球随水位浮起,关闭进水口,防止溢流;当水位下降时,浮球下落,进水口开启。为保障进水的可靠性,一般采用两个浮球阀并联安装的方式,在浮球阀前应安装检修用的阀门。
1.3.4.3 其他附件
在给水系统中经常需要安装一些保障系统正常运行、延长设备使用寿命和改善系统工作性能的附件,如管道过滤器、倒流防止器、水锤消除器、排气阀、排泥阀、可曲挠橡胶接头、伸缩器、Y形过滤器、阻火圈、套管等。
(1)管道过滤器 管道过滤器安装在水泵吸水管、水加热器进水管、换热装置的循环冷却水进水管上,以及进水总表、住宅进户水表、减压阀、自动水位控制阀、温度调节阀等仪表、阀件前,用于除去液体中的少量固体颗粒,可以使设备免受杂质的冲刷、磨损、淤积和堵塞,保证设备正常运行。
(2)倒流防止器 倒流防止器由进口止回阀、自动漏水阀和出口止回阀组成。阀前水压不小于0.12MPa才能保证水正常流动,当管道出现倒流防止器出口端压力高于进口端压力时,只要止回阀无渗漏,泄水阀就不会打开泄水,管道中的水也不会出现倒流;当两个止回阀中有一个发生渗漏时,自动泄水阀就会泄水,防止倒流的发生。
(3)水锤消除器 水锤消除器用于高层建筑物内消除因阀门或水泵快速开、闭所引起的管路中压力骤然升高的水锤危害,即减少水锤压力对管路及设备的破坏。水锤消除器可安装在水平、垂直甚至倾斜的管路中。
(4)排气阀 排气阀用来排除积聚在管中的空气,以提高管线的使用效率。自动排气阀一般设置在间歇性使用的给水管网末端和最高点、自动补气式气压给水系统配水管网的最高点、给水管网有明显起伏且可能积聚空气的管段的峰点。
(5)排泥阀 排泥阀又名盖阀,是一种由液压源作执行机构的角式截止阀类阀门。排泥阀通常成排安装在沉淀池底部外侧壁,用来排除池底沉淀的泥沙和污物,常用于城市水厂和污水处理厂。排泥阀为角型结构,内部采用尼龙强化橡胶隔膜,可供长期使用。
(6)可曲挠橡胶接头 可曲挠橡胶接头由织物增强的橡胶件与活接头或金属法兰组成。可曲挠橡胶接头的作用是隔振和降噪吸声,以及便于附件的安装和拆卸。住宅建筑的每户给水支管宜装设一个家用可曲挠橡胶接头,以克服因静压过高、水流速度过大而引起管道接近共振所产生的颤动和噪声。在减压阀前或后宜装设可曲挠橡胶接头,以利于减压阀的安装和拆卸。
(7)伸缩器 伸缩器可在一定范围内轴向伸缩,从而补偿因管道对接不同轴而产生的偏移。
(8)Y形过滤器 Y形过滤器是输送介质的管道系统不可缺少的一种过滤装置,Y形过滤器通常安装在减压阀、泄压阀、水表或其他设备的进口端,用来清除介质中的杂质,以保护阀门及设备的正常使用。Y形过滤器具有结构先进、阻力小、排污方便等特点。
(9)阻火圈 阻火圈是由金属材料制作外壳,内填充阻燃膨胀芯材,套在硬聚氯乙烯管道外壁,固定在楼板或墙体部位,火灾发生时芯材受热迅速膨胀,挤压UPVC管道,在较短时间内封堵管道穿洞口,阻止火势沿洞口蔓延。
(10)套管 套管分为一般刚套管、刚性防水套管、柔性防水套管等。一般刚套管适用于穿楼板层或墙壁不需要防水密封的管道;刚性防水套管适用于管道穿墙处不承受管道振动和伸缩变形的构(建)筑物,用于一般管道穿墙,利于墙体的防水;柔性防水套管适用于管道穿墙处承受振动、管道有伸缩变形或有严密防水要求的构(建)筑物,如和水泵连接的管道穿墙。
1.3.5 水表
1.3.5.1 水表的类型
水表是一种计量用户用水量的仪表。建筑给水系统中广泛应用的是流速式水表。其计量用水量的原理是当管径一定时,通过水表的流量与水流速度成正比。水表计量的数值为累计值。
按叶轮构造的不同,流速式水表可分为旋翼式水表和螺翼式水表,如图1-18和图1-19所示。旋翼式水表的叶轮轴与水流方向垂直,水流阻力大,计量范围小,多为小口径水表,宜用于测量较小水流的水量。螺翼式水表的叶轮轴与水流方向平行,水流阻力小,多为大口径水表,宜用于测量较大水流的水量。
图1-18 旋翼式水表
图1-19 螺翼式水表
按计数机件所处状态的不同,流速式水表又分为湿式水表和干式水表。湿式水表的计数和表盘均浸没于水中,在计数盘上装有一块厚玻璃(或钢化玻璃)用于承受水压。湿式水表具有结构简单、计量较准确、不易漏水等优点,但如果水质浊度高,将降低水表精度,产生磨损而缩短水表寿命。因此,湿式水表宜用于水中不含杂质的管道上。干式水表的计数机件用金属圆盘与水隔开,其构造相对复杂一些。此外,水表按水流方向的不同,还可分为立式水表和水平式水表;按适用介质温度的不同,分为冷水表和热水表。
1.3.5.2 水表的性能参数
(1)流通能力 流通能力是指水流通过水表产生10kPa水头损失时的流量值。
(2)特性流量 特性流量是指水流通过水表产生100kPa水头损失时的流量值,此值为水表的特性指标。
(3)最大流量 最大流量是指只允许水表在短时间内承受的上限流量值。
(4)额定流量 额定流量是指水表可以长时间正常运转的上限流量值。
(5)最小流量 最小流量是指水表能够开始准确指示的流量值,是水表正常运转的下限值。
(6)灵敏度 灵敏度是指水表能够开始连续指示的流量。
1.3.5.3 流速式水表的选用
(1)水表类型的确定 确定水表类型时,应当考虑的因素有水温、工作压力、水量大小及其变化幅度、计量范围、管径、工作时间、单向或正逆向流动、水质等。当管径DN≤50mm时,应采用旋翼式水表;当管径DN>50mm时,应采用螺翼式水表;当流量变化幅度很大时,应采用复式水表(复式水表是旋翼式和螺翼式的组合形式);计量热水时,宜采用热水水表。一般应优先采用湿式水表。
(2)水表口径的确定 水表口径宜与给水管道接口管径一致,通过水表的设计流量应不大于水表的额定流量,设计流量通过水表所产生的水头损失应接近但不超过允许水头损失值。若用水量均匀(如工业企业生活间、公共浴室、洗衣房等),则应按该系统的设计流量不超过水表的额定流量来确定水表口径;若用水量不均匀(如住宅、集体宿舍、旅馆等)且高峰流量每昼夜不超过3h,则应按该系统的设计流量不超过水表的最大流量来确定水表口径,同时水表的水头损失不应超过允许值;若设计对象为生活(生产)与消防共用的给水系统,则选定水表时,不包括消防流量,但应加上消防流量复核,使其总流量不超过水表的最大流量限值,且水头损失不超过允许值。
(3)水表水头损失的计算 水表选定后,可按式(1-1)计算水表的水头损失。
(1-1)
(1-2)
式中,HB为水流通过水表时的水头损失,kPa;QB为通过水表的流量,m3/h;KB为水表特性系数;Qt为水表特性流量,m3/h;100为水表通过特性流量时的水头损失值,kPa。