开式系统与闭式系统的区别和特性

1. 开式系统与闭式系统

严格来讲，开式系统与闭式系统并不以系统内水是否和空气接触区分，比如膨胀水箱定压的冷冻水系统，膨胀水箱内的水是和空气接触的，再如冷却水系统，冷却塔内的水是和空气接触的，但冷却水系统更加接近一个闭式系统，详见下文。

个人以为开式系统与闭式系统的严格区分应该以系统水泵运行过程中是否需要克服水的势能做功。

如图1，为一水池蓄冷系统简图，在利用水池冷水供冷时，水泵要克服从水池吸入点到系统最高点的水柱压力，此外还要克服左侧部分水路的管件、管路、冷水机组以及末端设备阻力。这样泵的扬程为上述阻力与水柱压力之和。

如图2，为典型膨胀水箱定压空调冷冻水系统简图，水在膨胀水箱处是

与空气接触的，对系统腐蚀是不利的。但该系统是一个闭式系统。因为右侧水柱压力与左侧水柱压力互相抵消，水泵运行时不需要克服水柱的势能，只要克服系统（左侧部分与右侧部分）水路的管件、管路、冷水机组以及末端

设备阻力，所以楼高、楼正、楼歪影响不大。这样泵的扬程为上述阻力之和。

如图3，为空调冷却水系统简图，如果安装系统是否与空气接触判断，

这一系统应该时开式系统。然而，右侧冷却管内的水柱静压可以和左侧部分抵消，水泵不需要克服这部分阻力。但是从冷却塔接水盘到系统最高点这部分的高差形成的水压，需要水泵克服。此外，冷却塔喷嘴也需要一定的水压进行喷水，所以水泵的扬程应该为系统（左侧部分与右侧部分）水路的管件、管路、冷水机组的阻力加上高差h 以及喷嘴前的必要压头之和。

图3. 接近闭式系统

对开式系统，管路水力曲线如图4 中1 所示，其表达式如下：

H = h + SQ2

h 即为泵要求克服的系统静水压力。

对闭式系统，管路水力曲线如图4 中2 所示，其表达式如下：

H = SQ2

图4. 管路阻力曲线

对上述开式系统和闭式系统，利用水泵变频进行节能计算时，区别很大，因为在曲线2 上各点为相似工况点，遵循水泵功率与转速3 次方成正比的关

系，但是对曲线1，水泵变频调速后与1 的新交点与原来的工作点不是相似工况

点，3次方关系不成立，常常见到需要商家不论系统情况上来就以三次方关系计算节能量，夸大了水泵调速的节能效果。（关于此点可以参见2002 年32 卷1 期文章《开式系统中变速泵的节能分析》作者：狄洪发等）。