中央空调水系统管路设计

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1、第七章空调水系统管路设计空调工程常采用冷热水作介质，通过水系统将冷、热源产生的冷、热量输送给换热器、空气处理设备等，并最终将这些冷热量供应至用户。空调水系统由三部分组成：冷热源：主要有冷（热）水机组、热水锅炉和热交换器等。输配系统：水泵、供回水管道及附件；末端设备：如换热器（包括表冷器、空气加热器、风机盘管等）以及喷水室等热湿交换设备和装置。按使用对象不同，空调水系统可分为：热水系统、冷冻水系统、冷却水系统和冷凝水系统。第一节空调冷热水系统目前空调冷热水系统的温度范围一般为：空调冷冻水系统供水温度5～9℃，供回水温差5～10℃；一般供水温度7℃，回水温度12℃，供回水温

2、差5℃。空调用热水系统供水温度40～65℃，供回水温差4.2～15℃；一般供水温度为60℃，供回水温差为10℃。吸收式冷热水机组的热水供回水温差常为4.2℃。一、冷热水系统的类型（一）开式系统和闭式系统开式水系统在管路之间设有贮水箱（或水池）通大气，回水靠重力自流到回水池，如图7-1所示。开式系统的贮水箱具有一定的蓄能作用，可以减少冷热源设备的开启时间，增加能量调节能力，且水温波动可以小一些。但开式系统水中含氧量高，管路和设备易腐蚀，水泵扬程要加上水的提升高度，水泵耗电量大。闭式水循环的管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱并有排气和泄水装置，如图7-2所示

3、。闭式系统不论是设备运行或停止期间，管内都应充满水，管路和设备不易产生污垢和腐蚀，水泵的扬程只需克服循环阻力，而不用考虑克服提升水的静水压力，设备耗电较小。图7-1重力回水开式空调水系统1一壳管式蒸发器2一喷水室3一喷淋泵4一三通阀5一回水池6一冷冻水泵图7-2闭式水系统（二）定流量和变流量水系统245按系统的循环水量的特性划分，可分为定流量系统和变流量系统。定流量系统中的循环水流量保持定值。当负荷变化时，可通过改变风量或者调节表冷器或风机盘管的旁通水流量进行调节。对于多台冷水机组，且一机一泵的定流量系统，当负荷减少相当于一台冷水机组的冷量时，可以停开一台机组和一台水泵

4、，实行分阶段的定流量运行，这样可节省运输冷量的能耗。变流量系统中供、回水温度保持不变，负荷变化时，可通过改变供水量调节。变流量系统只是指冷源供给用户的水流量随负荷的变化而变化，通过冷水机组的流量是恒定的。这是因为冷水机组中水流量变小会影响机组的性能，而且有结冰的危险存在。（三）一次泵和二次泵水系统图7-4二次泵变流量水系统1一一次泵2一冷水机组3一二次泵4一风机盘管或空调机5一旁通管6一二次调节阀图7-3一次泵定流量水系统1一冷水机组2一循环水泵3一风机盘管或空调机4一三通阀5一分水器6一集水器按水系统中的循环水泵设置情况划分，可分为一次泵水系统和二次泵水系统。一次泵水

5、系统只用一组循环水泵（图7-3所示）。其系统简单、初投资省，但为了保证冷水机组的流量恒定，因此不能充分利用输送管网中的水流量减少（变流量系统）所带来的输送能耗降低的好处。图7-4所示二次泵水系统中把冷冻水系统分成冷冻水制备和冷冻水输送两部分。为了保证通过冷水机组水量恒定，一般采用一泵对一机的配置方式。与冷水机组对应的泵称为初级泵（一次泵），并与供、回水干管的旁通管组成冷冻水制备系统。连接所有负荷点的泵称为次级泵（也称二次泵）。末端装置管路与旁通管构成冷冻水输送系统，输送系统完全根据负荷的需要，通过改变水泵的台数或水泵的转数来调节系统的循环水量。通常，把这种生产冷冻水的环

6、路和输送冷冻水的环路串联起来的冷冻水系统称为二次泵系统。其优点是可以降低冷冻水的输送能耗。（四）双管、三管和四管制水系统双管系统：一根供水管，一根回水管，各组换热设备并联在供、回水管之间。双管式系统各换热设备流量可单独控制，使用灵活，调节方便。三管制水系统：两根供水管分别供冷水和热水，一根回水管冷、热水共用，各组换热设备并联在供、回水管之间。这种系统型式虽比四管制经济，但共用回水管会造成冷量和热量的混合损失，同时调节控制也较复杂。图7-5四水管系统与盘管的连接方式a）单一盘管b）冷热分开的盘管四管制系统：采用两根供水管、两根回水管，分别供冷水和热水，各组换热设备并联在供

7、、回水管之间，适应于一些负荷差别比较大，供冷和供热工况交替频繁或同时使用的场合。图7-5为四管制系统风机盘管的连接方式。这种系统型式初投资较高，但运行很经济，对室温的调节具有较好的效果，往往在舒适性要求很高的建筑物内采用。245（五）同程式和异程式水系统根据系统中各循环环路流程长度是否相同，有同程和异程式系统之分。异程式系统中各循环环路长度不同，其环路阻力不易平衡，阻力小的近端环路流量会加大，远端环路的阻力大，其流量相应会减小，从而造成在供热水（或冷水）时近端用户比远端用户所得到的热量（或冷量）多，形成水平失调。同程式系统则可避免或减轻水