空调水系统设计

发布时间：2014-01-20 文章来源：郑州熙元空调设备

1、中央空调水系统的设计原则

力求水力平衡；

★防止大流量小温差；

★水输送系数要符合规范要求；

★变流量系统宜采用变频调节；

★要处理好水系统的膨胀与排气；

★要解决好水处理与水过滤；

★要注意管网的保冷与保暖效果。

2、空调水系统形式：

空调水系统按照管道的布置形式和工作原理，一般分为一下主要几种类型：

★按供、回水管道数量，分为：双管制、三管制和四管制

★按供、回水在管道内的流动关系，分为：同程式和异程式

★按供、回水干管的布置形式，分为：水平式和垂直式

★按原理分为：开式和闭式

★按调节方式分为：定流量和变流量

3、各种空调水系统的优缺点比较

类型	特征	优点	缺点
闭式	管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱	与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单	与蓄热水池连接比较复杂
开式	管路系统与大气相通	与蓄热水池连接比较简单	易腐蚀，输送能耗大
同程式	供回水干管中的水流方向相同；经过每一管路的长度相等	水量分配，调度方便，便于水力平衡	需设回程管，管道长度增加，初投资稍高
异程式	供回水干管中的水流方向相反；经过每一管路的长度不相等	不需设回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低	水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦
两管制	供热、供冷合用同一管路系统	管路系统简单，初投资省	无法同时满足供热、供冷的要求
三管制	分别设置供冷、供热管路与换热器，但冷热回水的管路共用	能同时满足供冷、供热的要求，管路系统较四管制简单	有冷热混合损失，投资高于两管制，管路系统布置较简单
四管制	供冷、供热的供、回水管均分开设置，具有冷、热两套独立的系统	能灵活实现同时供冷或供热，没有冷、热混合损失	管路系统复杂，初投资高，占用建筑空间较多

3、冷却水系统设计

3.1冷却水循环系统

冷凝器冷却水的出水温度一般可达37℃以上。通过冷却塔将高温水冷却到冷水机组冷凝器冷却所要求的进水温度，经过冷却水泵送至冷水机组循环使用。由于冷却水系统为敞开式系统，冷却水容易被外界脏物污染。另外，冷却水以蒸发冷却为主，水分蒸发量很大，水中盐类物质不断浓缩而恶化水质。因此，冷却水系统中，要求设置水过滤和水质处理装置。

3.2冷却塔的选取方法：

★根据制冷机样本直接查取所需冷却水水量值，乘以一定的安全裕量（1.1~1.2）计算冷却塔水量值，然后根据冷却塔水量值从产品样本选择型号和规格。

★根据冷却水量和供、回水温度及温差即可选定冷却塔，但是，冷却塔的工作原理主要是依靠水分蒸发吸收热量来实现水冷却的目的。可见，冷却水的冷却效果主要取决于空气湿球温度，因此冷却塔产品的技术资料都是在既定的空气湿球温度下的数据，需要对产品的技术数据进行修正。

★简要经验值计算公式：

设备总冷量（KW）×860（大卡）÷3000=冷却塔水流量，但在此基础上加上25T～100T=冷却塔实际规格流量或冷却塔水流量×1.2～1.3=冷却塔实际规格流量

3.3冷却塔选择注意事项：

(1)周围环境对噪声的要求，如果要求噪声严格时，可选用超低噪声冷却塔，冷却塔夜间也需要运行时，也可选择变转速风机冷却塔，在夜间，风机低转速运行。

(2)对美观要求较高时，宜选用方形塔，方形塔可组合使用，调节方便，有利节能运行，但投资较高，颜色应与主体建筑协调。

(3)保证良好的通风条件，合理组织冷却塔的气流。

(4)防止飘水对周围环境影响。

　　(5)考虑有、无防火要求。

3.4冷却塔的布置注意事项：

（a）冷却塔应设置在空气流畅，风机出口处无障碍物的地方。如建筑外观的需要，冷却塔需用百叶窗围挡时，则百叶窗静孔面积处的风速应小于2m/s，以保证有足够的开口面；

（b）冷却塔应设置在噪声要求低和允许水滴飞溅的地方，当附近有住宅或其他建筑物，且有一定的噪声要求时，应考虑消声和隔振措施；

（c）冷却塔设置在屋顶或楼板上，应校核结构承压强度；

（d）冷却塔和制冷机一般为单台布置，便于管理；

（e）冷却塔的补给水量一般为冷却塔循环水量的1∽3%；

（f）为了防止冷凝器和冷却水管路系统的腐蚀，冷却水和补给水的水质要达到一定的标准，必要时应设加药装置，对冷却水进行处理；

（g）当多台冷却塔并联使用时，要特别注意避免因并联管路阻力不平衡造成水量分配不均或冷却塔底池的水发生溢流现象。为此，各进水管上都必须设置阀门，借以调节进水量；同时在各冷却塔的底池之间，用与进水干管相同管径的均压管（平衡管）连接。此外，为使各冷却塔的出水量均衡，出水干管宜采用比进水干管大两号的集管并用45º弯管与冷却塔各出水管连接。

3.5冷却水泵的选取

冷却水泵的选择要点与冷冻水泵相似，应以节能、低噪音、占地少、安全可靠、振动小、维修方便等因素，择优选择。

冷却水泵扬程的组成

★制冷机组冷凝器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）

★冷却塔喷头喷水压力：一般为2~3mH2O

★冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为2~3mH2O

★回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；

★制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为5~8mH2O；

综上所述，冷冻水泵扬程为17~26mH2O，一般为21~25mH2O。

4、冷冻水系统设计

4.1选择原则及注意事项：

首先要满足最高运行工况的流量和扬程，并使水泵的工作状态点处于高效率范围；泵的流量和扬程应有10~20%的富裕量；当流量较大时，宜考虑多台并联运行，并联台数不宜超过3台，并应尽可能选择同型号水泵；供暖和空调系统中的循环水泵，宜配备一台备用水泵；选泵时必须考虑系统静压对泵体的影响，注意水泵壳体和填料的承压能力以及轴向推力对密封环和轴封的影响，在选用水泵时应注明所承受的静压值，必要时有制造厂家做特殊处理。

4.2冷冻水泵选型：

冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。

L(m3/h)=Q(kW) /（4.5~5）℃x1.163

冷冻水泵扬程的组成

★制冷机组蒸发器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）

★末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为5~7mH2O；（据体值可参看产品样本）

★回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；

★分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；

★制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为7~10mH2O；

综上所述，冷冻水泵扬程为26~35mH2O，一般为32~36mH2O。

注意：扬程的计算要根据制冷系统的具体情况而定，不可照搬经验值！

4.3进行水泵的配管布置时，应注意以下几点：

★安装软性接管：在连接水泵的吸入管和压出管上安装软性接管，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递。

★出口装止回阀：目的是为了防止突然断电时水逆流而时水泵受损。

★水泵的吸入管和压出管上应分别设进口阀和出口阀；目的是便于水泵不运行能不排空系统内的存水而进行检修。

★水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以利检测。如果水泵从地位水箱吸水，吸水管上还应该安装真空表。

★水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，地面应设排水沟。

5、冷凝水系统设计

风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走，排放冷凝水管道的设计，采用开式、非满流自流系统，排放方式采用分区排放，一般排到区域中心卫生间的地漏中，这样排水管道较短，不易漏水。

★沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之三的坡度，且不允许有积水部位；

★当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口，应与大气相通；

★冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，进行防结露的保温和隔气处理；

★冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的放气阀；

★设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施；

★冷凝水管的公称直径DN(mm)，应根据通过冷凝水的流量计算确定。

一般情况下，每1KW冷负荷每1h约产生0.4kg左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1KW冷负荷每1h约产生0.8 kg左右冷凝水。通常，冷凝水管的公称直径选用DN20mm。

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