中央空調(diào)水管設(shè)計(jì)（課堂PPT）

1、1中央空調(diào)水系統(tǒng)管路基本知識2本部分主要內(nèi)容n空調(diào)水系統(tǒng)的組成及其基本概念n水系統(tǒng)的分類u閉式循環(huán)和開式循環(huán)u水系統(tǒng)的管制u同程式和異程式u定水量和變水量系統(tǒng)n其他3 在空氣調(diào)節(jié)中，常常通過水作為載冷劑或冷卻劑來實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，因此水系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，其設(shè)計(jì)和安裝的好壞直接影響空調(diào)的效果和壽命。本部分主要簡單介紹空調(diào)水系統(tǒng)的組成以及常用的水系統(tǒng)的分類情況。 中央空調(diào)的水系統(tǒng)包括冷（熱）水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)。如圖一所示，給出了中央空調(diào)水系統(tǒng)的組成示例圖。 前前 言言4中央空調(diào)水系統(tǒng)組成示例5 中央空調(diào)的水系統(tǒng)包括冷（熱）水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)。n冷凍水循環(huán)

2、系統(tǒng)：冷凍水循環(huán)系統(tǒng)：來自空調(diào)設(shè)備的冷凍水回水經(jīng)集水器、除污器、循環(huán)水泵，進(jìn)入冷水機(jī)組蒸發(fā)器內(nèi)，吸收了制冷劑蒸發(fā)的冷量，使其溫度降低成為冷凍水，進(jìn)入分水器再送入空調(diào)設(shè)備的表冷器或冷卻盤管內(nèi)，與被處理的空氣進(jìn)行熱交換后，再回到冷水機(jī)組內(nèi)進(jìn)行循環(huán)冷卻。n熱水系統(tǒng)：熱水系統(tǒng)：主要是完成冬季空調(diào)設(shè)備所需的熱量，使其加熱空氣用，熱火循環(huán)系統(tǒng)需包含熱源部分。中央空調(diào)水系統(tǒng)的組成（一）中央空調(diào)水系統(tǒng)的組成（一）6 中央空調(diào)的水系統(tǒng)包括冷（熱）水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)。n冷卻水循環(huán)系統(tǒng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：進(jìn)入到冷水機(jī)組的冷凝器的冷卻水吸收冷凝器內(nèi)的制冷劑放出的熱量而溫度升高，然后進(jìn)入室外冷卻塔散熱降溫，通過

3、冷卻水循環(huán)水泵進(jìn)行循環(huán)冷卻，不斷帶走制冷劑凝結(jié)放出的熱量，以保證冷水機(jī)組的制冷循環(huán)。n冷凝水排放系統(tǒng)冷凝水排放系統(tǒng)：排放空調(diào)器表冷器表面因結(jié)露而形成的凝結(jié)水的水管。中央空調(diào)水系統(tǒng)的組成（二）中央空調(diào)水系統(tǒng)的組成（二）7中央空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備名稱及用途（一）n冷水機(jī)組： 實(shí)現(xiàn)從低于環(huán)境溫度的熱源中吸熱，在一定能量補(bǔ)償?shù)臈l件下，把熱量釋放于高于環(huán)境溫度的熱源的設(shè)備。n冷卻塔： 采用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方法，將熱水進(jìn)行冷卻降溫的熱交換設(shè)備。冷卻塔屬于混合式熱交換器，塔內(nèi)冷卻水降溫主要是由于水的蒸發(fā)散熱和空氣與水之間的接觸對流換熱。n膨脹水箱： 作用是收容和補(bǔ)償冷凍水系統(tǒng)的水量。n水泵： 中央空調(diào)水系統(tǒng)

4、的主要動力設(shè)備，用于冷卻水和冷凍水的輸送設(shè)備8中央空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備名稱及用途（二）n集水器和分水器 中央空調(diào)中，為了便于各空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)流量分配和調(diào)節(jié)靈活方便，常在水系統(tǒng)的供回水管上分別設(shè)置分水器和集水器，在分別連接各空調(diào)分區(qū)的供水管和回水管。n水過濾器和集氣罐 水過濾器又稱排污器，通常裝在測量儀器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之前。需定期清洗。 集氣罐：及時(shí)排出水系統(tǒng)內(nèi)的空氣，以保證空調(diào)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。n閥門 閥門：其作用是接通、切斷和調(diào)節(jié)水或者其他流體的流量。中央空調(diào)水系統(tǒng)中常用的閥門形式有截止閥、閘閥、蝶閥、止回閥、調(diào)節(jié)閥、安全閥以及凝結(jié)水疏水器等。9分水器集水器10水系統(tǒng)的分類u閉式循環(huán)和開式循環(huán)u水系統(tǒng)

5、的管制u同程式和異程式u定水量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)11閉式循環(huán)開式循環(huán)u開式循環(huán)：管路之間有貯水箱（或水池）通大氣，自流回水時(shí)，管 路通大氣的系統(tǒng)。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)采用噴水池冷卻空氣時(shí)或 開式水箱蓄冷或貯水以消減高峰負(fù)荷時(shí)，宜用開式循環(huán)。u閉式循環(huán)：管路不與大氣相接觸，在系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)膨脹水箱并有排 氣和泄水裝置的系統(tǒng)。冷凍水和熱水系統(tǒng)一般均為閉式 循環(huán)開式循環(huán)和閉式循環(huán)12開式循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)n開式循環(huán)優(yōu)點(diǎn)：冷水箱有一定蓄冷能力，可以減少冷凍機(jī)開啟時(shí)間 增加能量調(diào)節(jié)能力，且冷水溫度波動可以小一點(diǎn)。n開式系統(tǒng)缺點(diǎn)：n冷水與大氣接觸，循環(huán)水中含氧量高，宜腐蝕管路。n末端設(shè)備（噴水池、表冷器）與冷凍站高差較大

6、時(shí)，水泵則需要克服高差造成的靜水壓力，增加耗電量n如果噴水池較低，不能直接自流回冷凍站時(shí)，則需增加回水池和回水泵n如果采用自流回水，回水管徑較大，會增加投資。13閉式循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)n閉式循環(huán)優(yōu)點(diǎn)：n由于管路與大氣相接觸，管道與設(shè)備不宜腐蝕。n不需為高處設(shè)備提供靜水壓力，循環(huán)水泵的壓力低，從而水泵的功率相對較小n由于沒有回水箱，不需重力回水，回水不需另設(shè)水泵等，因而投資省、系統(tǒng)簡單n閉式系統(tǒng)缺點(diǎn)：n蓄冷能力小，低負(fù)荷時(shí)，冷凍機(jī)也需經(jīng)常開動。n膨脹水箱的補(bǔ)水有時(shí)需要另設(shè)加壓水泵。14系統(tǒng)管制兩管制三管制四管制15系統(tǒng)管制（一）n兩管制： 冷水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)采用相同的供水管和回水管，只有一供一回兩

7、根水管的系統(tǒng)。兩管制系統(tǒng)簡單，施工方便；但是不能用于同時(shí)供冷和供熱的場所。n三管制： 分別設(shè)置供冷管路、供熱管路、換熱設(shè)備管路三根水管；其冷水與熱水的回水管共用。三管制系統(tǒng)能夠同時(shí)滿足供冷和供熱的要求，管路系統(tǒng)較四管制簡單；但是比兩管制復(fù)雜，投資也比較高，且存在冷、熱回水的混合損失。 16系統(tǒng)管制（二）n四管制： 冷水和熱水的系統(tǒng)完全單獨(dú)設(shè)置供水管和回水管，可以滿足高品質(zhì)空調(diào)環(huán)境的要求。 四管制系統(tǒng)能夠同時(shí)滿足供冷和供熱的要求，并且配合末端設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)溫度和濕度精確控制的要求；由于冷水和熱水在管路和末端設(shè)備中完全分離，有助于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和減小設(shè)備的腐蝕。 17同程式和異程式同程式異程式1

8、8n同程式系統(tǒng)：同程式系統(tǒng)：經(jīng)過每一并聯(lián)環(huán)路的管長基本相等，如果通過每米長管路的阻力損失接近相等，則管網(wǎng)的阻力不需調(diào)節(jié)即可保持平衡。 同程式系統(tǒng)中系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，各設(shè)備間的水量分配均衡，調(diào)節(jié)方便。室內(nèi)管網(wǎng)，尤其是有吊頂?shù)母邔拥氖袃?nèi)管網(wǎng)，當(dāng)采用風(fēng)機(jī)盤管時(shí)用水點(diǎn)很多，利用調(diào)節(jié)管徑大小進(jìn)行平衡，往往是不可能的，因此水管路宜采用同程式。同程式系統(tǒng)由于采用回程管，管道的長度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投資。 n異程式系統(tǒng)：異程式系統(tǒng)：經(jīng)過每一并聯(lián)環(huán)路的管長均不相等。 異程式系統(tǒng)簡單，耗用管材少，施工難度小。對于外網(wǎng)，各大環(huán)路之間、用水點(diǎn)少的系統(tǒng)，可以采用異程式，水量調(diào)節(jié)可采用在每

9、一并聯(lián)支路上安裝流量調(diào)節(jié)裝置。同程式和異程式19同程式和異程式系統(tǒng)中同程式和異程式系統(tǒng)中阻力平衡的原理阻力平衡的原理由于每個(gè)末端的沿程阻力不同，需增加沿程阻力或局部阻力來平衡整個(gè)水系統(tǒng)。系統(tǒng)的阻力增加的阻力 同程式系統(tǒng)：通過增加管道的沿程阻力來實(shí)現(xiàn)阻力的增加 異程式系統(tǒng)：通過增加閥門等管道附件的局部阻力來實(shí)現(xiàn)阻力的增加20多個(gè)環(huán)路的同程式系統(tǒng)21多個(gè)環(huán)路的異程式系統(tǒng)手動平衡系統(tǒng)自動平衡系統(tǒng)22按為適應(yīng)房間空調(diào)負(fù)荷變化采用的調(diào)節(jié)方式不同，冷（熱）水系統(tǒng)可分為定水量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)。n 定水量系統(tǒng)中的水量是不變的，它通過改變供回水溫差來使用房間負(fù)荷的變化（如圖（a）所示）。這種系統(tǒng)各空調(diào)末端裝置或

10、各分區(qū)，采用受設(shè)在空調(diào)房內(nèi)感溫器控制的電動三通閥調(diào)節(jié)。當(dāng)時(shí)室溫沒達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，三通閥旁通孔關(guān)閉，直通孔開啟。冷（熱）水全部流經(jīng)換熱器盤管；當(dāng)室溫達(dá)到或低（高）于設(shè)計(jì)值時(shí)，三通閥的直通孔關(guān)閉，旁通孔開啟，冷（熱）水全部經(jīng)旁通管直接流回回水管。因此，對總的系統(tǒng)來說水流量不變。但在負(fù)荷減少時(shí)，供回水的溫差會相應(yīng)減少。定水量和變水量系統(tǒng)（一）23定水量系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：定水量系統(tǒng)簡單，操作方便，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備和變水量定壓控制。用戶采用三通閥，改變通過表冷器的水量，各用戶之間互不干擾，運(yùn)行穩(wěn)定。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：系統(tǒng)水量均按最大負(fù)荷確定，而最大負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間很短，即使在最大負(fù)荷時(shí)，建筑物各朝向的

11、峰值負(fù)荷也不會在同一時(shí)間出現(xiàn)。絕大多數(shù)時(shí)間供水量都是大于所需要的水量，水泵的無效能很大。另外，如多臺冷凍機(jī)和水泵供水，負(fù)荷小時(shí)，有的冷凍機(jī)停止運(yùn)行，而水泵卻全部運(yùn)行，則供水溫度會升高，會是表冷器等設(shè)備的降濕能力降低，會加大室內(nèi)的相對濕度。 定水量系統(tǒng)，一般適用于間歇性降溫的系統(tǒng)（影院、劇場、大會議廳等）和空調(diào)面積小、只有一臺冷凍機(jī)和一臺水泵的系統(tǒng)。24定流量和變流量系統(tǒng)末端控制示意圖定流量系統(tǒng)變流量系統(tǒng)25 變水量系統(tǒng)（如圖b所示）則保持供回水的溫度不變，通過改變空調(diào)負(fù)荷側(cè)的水流量來適應(yīng)房間負(fù)荷的變化（以中央機(jī)房的供回水集管為界，靠近冷水機(jī)組或熱水器側(cè)為冷（熱）源側(cè)；靠近空氣處理設(shè)備側(cè)為負(fù)荷側(cè)）。這種系統(tǒng)各空調(diào)末端裝置采用受設(shè)在市內(nèi)的感溫器控制的電動兩通閥調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)盤管一般采用雙位調(diào)節(jié)（即通或斷）的電動二通閥；新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)箱則采用比例調(diào)節(jié)（開啟度變化）的電動二通閥。當(dāng)室溫達(dá)到或者低（高）于設(shè)定值時(shí)，二通閥開啟（或開度增大），冷（熱）水流經(jīng)換熱器盤管（或流量增加）；當(dāng)室溫達(dá)到或低（高）于設(shè)定值時(shí)，二通閥關(guān)閉（或開度減小），換熱器盤管中無冷（熱）水流動（或流量減少）。目前采用變水量調(diào)