空調(diào)管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1、一、空調(diào)管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原那么空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要原那么如下：1 空調(diào)管路系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的輸送能力，例如，在中央空調(diào)系統(tǒng)中通過(guò)水系統(tǒng)來(lái)確保渡過(guò)每臺(tái)空調(diào)機(jī)組或風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)器的循環(huán)水量到達(dá)設(shè)計(jì)流量，以確保機(jī)組的正常運(yùn)行；又如，在蒸汽型吸收式冷水機(jī)組中通過(guò)蒸汽系統(tǒng)來(lái)確保吸收 式冷水機(jī)組所需要的熱能動(dòng)力。2 .合理布置管道：管道的布置要盡可能地選用同程式系統(tǒng)，雖然初投資略有增加，但易于保持環(huán)路的水力穩(wěn)定性； 假設(shè)采用異程系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各 支管間的壓力平衡問(wèn)題。3 .確定系統(tǒng)的管徑時(shí)，應(yīng)保證能輸送設(shè)計(jì)流量，并使阻力損失和水流噪聲 小，以獲得經(jīng)濟(jì)合理的效果。眾所周知，管徑大那么投資多，但流動(dòng)阻力小，循

2、環(huán) 水泵的耗電量就小，使運(yùn)行費(fèi)用降低，因此，應(yīng)當(dāng)確定一種能使投資和運(yùn)行費(fèi)用 之和為最低的管徑。同時(shí)，設(shè)計(jì)中要杜絕大流量小溫差問(wèn)題，這是管路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的經(jīng)濟(jì)原那么。4 .在設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的水力計(jì)算，以確保各個(gè)環(huán)路之間符合水力平衡 要求，使空調(diào)水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中有良好的水力工況和熱力工況。5. 空調(diào)管路系統(tǒng)應(yīng)滿足中央空調(diào)局部負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)要求；6. 空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要盡可能多地采用節(jié)能技術(shù)措施；7 .管路系統(tǒng)選用的管材、配件要符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求；8.管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要注意便于維修管理，操作、調(diào)節(jié)方便。二、管路系統(tǒng)的管材管路系統(tǒng)的管材的選擇可參照下表選用：印亡Wilt村litre')M

3、F1-102oa>200<1 0 <-! 0i yb :口加：、mmi? < X3i3VK)-1.6-J.6上川：J n YB2il X)：.，丄二Ji! 70S06-7M欣阪晶坪1三、供回水總管上的旁通閥與壓差旁通閥的選擇在變水量水系統(tǒng)中，為了保證流經(jīng)冷水機(jī)組中蒸發(fā)器的冷凍水流量恒定，在 多臺(tái)冷水機(jī)組的供回水總管上設(shè)一條旁通管。 旁通管上安有壓差控制的旁通調(diào)節(jié) 閥。旁通管的最大設(shè)計(jì)流量按一臺(tái)冷水機(jī)組的冷凍水水量確定， 旁通管管徑直接 按冷凍水管最大允許流速選擇，不應(yīng)未經(jīng)計(jì)算就選擇與旁通閥相同規(guī)格的管徑。當(dāng)空調(diào)水系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)ZAPB、ZAPC型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為旁通閥，末端

4、設(shè)備 管段的阻力為0.2MPa時(shí)，對(duì)應(yīng)不同冷量冷水機(jī)組旁通閥的通徑，可按下表選用:涉嵐飢耶的劃 幷|金1-MJ1£0J5?m700&80HG017JD1400BtO1760赫；0紀(jì)$01001«01帥12512515070J0412315b250冷凍水壓差旁通系統(tǒng)的選擇計(jì)算在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為方便控制，節(jié)約能量，常使用變流量控制。因 為冷水機(jī)組為運(yùn)行穩(wěn)定，防止結(jié)凍，一般要求冷凍水流量不變，為了協(xié)調(diào)這一對(duì) 矛盾，工程上常使用冷凍水壓差旁通系統(tǒng)以保證在末端變流量的情況下，冷水機(jī)組側(cè)流量不變。系統(tǒng)圖如圖一。在這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，壓差旁通系統(tǒng)的作用是通過(guò)控制壓通旁通閥的開(kāi)

5、度 控制冷凍水的旁通流量，從而使供回水干管兩端的壓差恒定。根據(jù)水泵特性我們 可得知，泵送壓力恒定時(shí)，流量亦保持恒定。顯然旁通閥3的口徑要滿足最大旁通水量的要求。 如一圖，當(dāng)末端負(fù)荷減小 時(shí)，電動(dòng)二通閥5關(guān)小，供水量減小，而旁通水量增加。當(dāng)旁通水量持繼增加， 直到系統(tǒng)負(fù)荷減小到設(shè)計(jì)負(fù)荷的一半，那么冷水機(jī)組 1關(guān)閉一臺(tái)，冷凍水泵2同 樣關(guān)閉一臺(tái)，供回水壓差減小，旁通閥3再度關(guān)上。因此旁通閥的最大旁通水量 就是系統(tǒng)負(fù)荷減小到一臺(tái)冷水機(jī)組停機(jī)時(shí)所需的旁通水量。外表上看，最大旁通水量就是一臺(tái)冷水機(jī)組的額定流量， 其實(shí)不然，因?yàn)槔?凍水量并不一定會(huì)與負(fù)荷同比例匹配，而應(yīng)考慮末端設(shè)備的熱特性與控制方式， 如

6、下：1、采用比例或比例積分控制的空調(diào)器?？刂破骶_控制二通閥的開(kāi)度以調(diào) 節(jié)盤(pán)管出力。根據(jù)盤(pán)管熱特性如圖二，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，所需流量減小速率更 快，當(dāng)負(fù)荷為50%時(shí)，水流量?jī)H需13%左右，即旁通水量需87%。2、風(fēng)機(jī)盤(pán)管一般均采用二位控制，二通閥全開(kāi)或全閉，即水流量在設(shè)計(jì)工 況下?lián)Q熱。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，水流量同比率減小。甚而小負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管可能轉(zhuǎn)至小檔運(yùn)行，風(fēng)量減小，水溫差減小，水流量增大，而旁通水量減小。在一般系統(tǒng)中，這兩種情況均會(huì)出現(xiàn)，此時(shí)就需綜合考慮空調(diào)器與風(fēng)機(jī)盤(pán)管 水量的比例，局部負(fù)荷時(shí)間，來(lái)選擇旁通閥旁通水量。在一些典型的場(chǎng)合如商場(chǎng)， 旁通水量甚至?xí)^(guò)一臺(tái)冷水機(jī)組共三臺(tái)機(jī)組時(shí)額定水量的兩

7、倍。旁通閥口徑的選擇計(jì)算，在許多文章均有論及，此處簡(jiǎn)述如下：圖二：盤(pán)管負(fù)荷隨水流量變化圖G=Kv X/PG流量，m3/hKv流通能力，與所選擇的閥門(mén)有關(guān)。阻力損失。Bar例：一臺(tái)制冷量500RT的冷水機(jī)組，額定冷凍水量302m3/h ，接管口徑250mm。旁通水量取350m3/h ，供回水計(jì)算壓差為 2bar約2x105Pa。DN125旁通閥流通能力250，計(jì)算如下：G=250 X2=353 m3/h350所以采用DN125旁通閥即可滿足要求。旁通閥都具有高流通能力，所以一 般其口徑可比冷水機(jī)組接管口徑小二個(gè)規(guī)格。壓差控制系統(tǒng)的控制方式有比例控制Honeywell，輸出比例變化的電阻 信號(hào)，有

8、三位控制Johnson , Erie，輸出進(jìn)、停、退信號(hào)。比例控制的精度 較高，價(jià)格也高，需根據(jù)不同的精度要求選配。兩種方式所配套的執(zhí)行器也不同。旁通閥執(zhí)行器與閥門(mén)需根據(jù)不同的系統(tǒng)壓差，配套不同系列的閥門(mén)，例如某品牌VBG閥門(mén)+VAT執(zhí)行器適用的最大工作壓差為 2bar，而DSGA閥門(mén)+MVL 執(zhí)行器的最大工作壓差那么為8bar。假設(shè)定貨時(shí)未指明，廠商一般均會(huì)按較高壓 差配套?？傊?，在壓差旁通系統(tǒng)的選型中，要認(rèn)真考慮各種因素，閥門(mén)特性，壓差， 流通能力，執(zhí)行器都需考量。在有的工程中，只是簡(jiǎn)單地按冷水機(jī)組口徑選擇旁 通閥徑，往往會(huì)造成浪費(fèi)。四、空調(diào)水系統(tǒng)管徑確實(shí)定水管管徑d由下式確定：:戌申叫忒

9、厲5" J 3 14 廿Va.乜 &我們建議，水系統(tǒng)中管內(nèi)水流速按表一中的推薦值選用， 經(jīng)試算來(lái)確定 其管徑，或按表二根據(jù)流量確定管徑。表一、管內(nèi)水流速推薦值m/sIt"1$4065M)叭他0 4-C5G.5-X>i064*7010OP-1213 »0 W0 M f)OS 1.04口11*1.4It"100150200r腴wojsa40C1 3-1.8l.t-2211-25IS 24IV-2Pie-2 51 S-2.S1 2-161 11處016*-： i1花：UI1 z 1 表二、水系統(tǒng)的管徑和單位長(zhǎng)度阻力損失,:iR；罕 U b>

10、itPi lOvn-r t*>ICKdOjlZLO-tfOG-l 10-4J27low】J-2 9EH-WK10-M2-150l(M0yMz11-1810-MV-帥HAio-«力冊(cè)ICH»12SID150115-LS$1(M7330LIMJ陽(yáng)曲轍4打MW爐"<6032041,J50S-1SJ70-41CS-Ij400©込忙主*4浮曲4放7-1245057X>10(rt7-12MK)跖 20010007 IM1五、冷凍水泵揚(yáng)程估算方法摘自：全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師考試復(fù)習(xí)教材 暖通空調(diào)專業(yè)這里所談的是閉式空調(diào)冷水系統(tǒng)的阻力組成，因?yàn)?/p>

11、這種系統(tǒng)是量常用的系統(tǒng)。1.冷水機(jī)組阻力：由機(jī)組制造廠提供，一般為 60100kPa 。-2管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中單位長(zhǎng)度的磨擦阻力即比摩組 取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬。假設(shè)取值大那么管徑小，初投資省，但水泵運(yùn)行能耗大；假 設(shè)取值小那么反之。目前設(shè)計(jì)中冷水管路的比摩組宜控制在150200Pa/m 范圍內(nèi)，管徑較大時(shí)，取值可小些。3. 空調(diào)未端裝置阻力：末端裝置的類(lèi)型有風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組，組合式空調(diào)器等。 它們的阻力是根據(jù)設(shè)計(jì)提出的空氣進(jìn)、出空調(diào)盤(pán)管的參數(shù)、冷量、水溫差等由制 造廠經(jīng)過(guò)盤(pán)管配置計(jì)算后提供的，許多額定工況值在產(chǎn)品樣本上能查到。此項(xiàng)阻 力一般在2050kPa 范圍內(nèi)。4. 調(diào)節(jié)閥的

12、阻力：空調(diào)房間總是要求控制室溫的，通過(guò)在空調(diào)末端裝置的水路上設(shè)置電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥是實(shí)現(xiàn)室溫控制的一種手段。二通閥的規(guī)格由閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的流通能力與允許壓力降來(lái)選擇的。 如果此允許壓力降取值大，那么閥門(mén)的控制 性能好；假設(shè)取值小，那么控制性能差。閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的壓力降占該支路總壓力降的 百分?jǐn)?shù)被稱為閥權(quán)度。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要求閥權(quán)度 S>0.3，于是，二通調(diào)節(jié)閥的允 許壓力降一般不小于40kPa。根據(jù)以上所述，可以粗略估計(jì)出一幢約 100m高的高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的 壓力損失，也即循環(huán)水泵所需的揚(yáng)程：1.冷水機(jī)組阻力：取80kPa8m水柱；2管路阻力：取冷凍機(jī)房?jī)?nèi)的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力為5

13、0kPa ;取輸配側(cè)管路長(zhǎng)度300m與比摩阻200Pa/m，那么磨擦阻力為300*200=60000Pa=60kPa;如考慮輸配側(cè)的局部阻力為磨擦阻力的50%，那么局部阻力為60kPa*0.5=30kPa ;系統(tǒng)管路的總阻力為 50kPa+60kPa+30kPa=140kPa 14m 水柱；3. 空調(diào)末端裝置阻力：組合式空調(diào)器的阻力一般比風(fēng)機(jī)盤(pán)管阻力大，故取前 者的阻力為45kPa；4. 二通調(diào)節(jié)閥的阻力：取 40kPa。5于是，水系統(tǒng)的各局部阻力之和為：80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa6水泵揚(yáng)程：取10%的平安系數(shù)，那么揚(yáng)程 H=30.5m*1.1=33.55m

14、。根據(jù)以上估算結(jié)果，可以根本掌握類(lèi)同規(guī)模建筑物的空調(diào)水系統(tǒng)的壓力損失 值范圍，尤其應(yīng)防止因未經(jīng)過(guò)計(jì)算，過(guò)于保守，而將系統(tǒng)壓力損失估計(jì)過(guò)大，水 泵揚(yáng)程選得過(guò)大，導(dǎo)致能量浪費(fèi)。靜水壓力應(yīng)該是水泵停止?fàn)顟B(tài)下，冷卻塔靜止液面到水泵或設(shè)備末端得高 差。水泵揚(yáng)程=管道沿程阻力+局部阻力+設(shè)備阻力+冷卻塔布水器壓力+布水 器到集水器高差我個(gè)人認(rèn)為水塔揚(yáng)程確定為：冷凝器60到100KPA，沿程和局部阻力為80 到120PA每米，冷卻塔噴霧壓力50KPA，再加上冷卻塔水的提升高度，再 X 個(gè)系K=1.11.2,不知道這樣算出的揚(yáng)程和實(shí)際的有多大的誤差？六、冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前最常用的冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式是冷卻塔設(shè)

15、在建筑物的屋頂上，空調(diào)冷凍站設(shè)在建筑物的底層或地下室。水從冷卻塔的集水槽出來(lái)后，直接進(jìn)入冷水機(jī)組 而不設(shè)水箱。當(dāng)空調(diào)冷卻水系統(tǒng)僅在夏季使用時(shí)， 該系統(tǒng)是合理的，它運(yùn)行管理 方便，可以減小循環(huán)水泵的揚(yáng)程，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。為了使系統(tǒng)平安可靠的運(yùn)行， 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1 冷卻塔上的自動(dòng)補(bǔ)水管應(yīng)稍大一點(diǎn)，有的按補(bǔ)水能力大于2倍的正常補(bǔ)水量設(shè)計(jì)；2 在冷卻水循環(huán)泵的吸入口段再設(shè)一個(gè)補(bǔ)水管，這樣可縮短補(bǔ)水時(shí)間，有 利于系統(tǒng)中空氣的排出；3 冷卻塔選用蓄水型冷卻塔或訂貨時(shí)要求適當(dāng)加大冷卻塔的集水槽的貯水 能力；4 應(yīng)設(shè)置循環(huán)泵的旁通止逆閥，以防止停泵時(shí)出現(xiàn)從冷卻塔內(nèi)大量溢水問(wèn)題，并在突然停電時(shí)，防止

16、系統(tǒng)發(fā)生水擊現(xiàn)象；5 設(shè)計(jì)時(shí)要注意各冷卻塔之間管道阻力平衡問(wèn)題；按管時(shí)，注意各塔至總干管上的水力平衡；供水支管上應(yīng)加電動(dòng)閥，以便在停某臺(tái)冷卻塔時(shí)用來(lái)關(guān)閉；6 并聯(lián)冷卻塔集水槽之間設(shè)置平衡管。管徑一般取與進(jìn)水干管相同的管徑，以防冷卻塔集水槽內(nèi)水位上下不同。 防止出現(xiàn)有的冷卻塔溢水，還有冷卻塔在補(bǔ) 水的現(xiàn)象。七、冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量現(xiàn)在的資料給出的冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量數(shù)據(jù)判別較大，見(jiàn)下表:-.科廉1電砧剳卉吋補(bǔ)朮曇出襦邛療的1$腫磯敢龍制片叫為量的丄坤厲晞詁翼能艸*%中MtJi'芒1*,哦收 冊(cè)it: Kt鬥T曠尸*取忡耐沖15m. swEttgwmch苗I|IX】J 141!. V.ffj

17、?*<*)r»-i. . 1 i? i4i s*t經(jīng)對(duì)表中資料的分析，從理論上說(shuō)，如把水冷卻5oC，蒸發(fā)的水量不到被冷卻水量的1%。但是，實(shí)際上還應(yīng)考慮排污量和由于空氣夾水滴的飄溢損 失；同時(shí)，還應(yīng)綜合考慮各種因素如冷卻塔的結(jié)構(gòu)、冷卻水水泵的揚(yáng)程、空調(diào) 系統(tǒng)的大局部時(shí)間里是在局部負(fù)荷下運(yùn)行等的影響。我們建議：電動(dòng)制冷時(shí)， 冷卻塔的補(bǔ)水量取為冷卻水流量的1%2% ;溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的補(bǔ)水量取 為冷卻水流量的2%2.5%。八、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：1 電動(dòng)冷水機(jī)組的冷凝器進(jìn)、出水溫差一般為 5oC，雙效溴化鋰吸收式冷 水機(jī)組冷卻水進(jìn)、出口溫差一般為 66.5oC

18、，因此，在選用冷卻塔時(shí)，電動(dòng)冷 水機(jī)組宜選普通型冷卻塔 t=5oC丨；而雙效溴化鋰吸收式冷水機(jī)組宜選中溫 型冷卻塔厶t=8oC丨；2 選用冷卻塔時(shí)應(yīng)遵循?工業(yè)企業(yè)噪音控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GBJ87-85丨的 規(guī)定，其噪聲不得超過(guò)下表所列的噪聲限制值?：J MU j 1 出池11L 心認(rèn)乂 it F 1 MM帆窮IS»創(chuàng)3540<3S35S嗎嵋:-訓(xùn)幣葉界陀1陽(yáng)十3點(diǎn)吃；山 懂業(yè)輩忸勺昭優(yōu)尿洋P1 1 林M4-0J i A irt Ui'l廠界噪聲限制值/dB(A)3 .空調(diào)冷卻水系統(tǒng)中宜選用逆流式冷卻塔。當(dāng)處理水量在300m3/h以上時(shí)，宜選用多風(fēng)機(jī)方形冷卻塔，以便實(shí)現(xiàn)多風(fēng)機(jī)

19、控制。4 .由于冷卻水進(jìn)水溫度過(guò)低將會(huì)引起溴化鋰吸收式冷水機(jī)組結(jié)晶等故障，因此，設(shè)計(jì)溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)在冷卻塔供、回水管間設(shè)置一旁通管，可以使局部冷卻水不經(jīng)冷卻塔，以保證冷卻水進(jìn)水溫度不會(huì)過(guò)低。九、膨脹水箱選型1 .水箱容積計(jì)算當(dāng) 130-70 ° 供暖系統(tǒng) V=0。043VC式中V膨脹水箱的有效容積即相當(dāng)于檢查管到溢流管之間高度的容積，L;Vc 系統(tǒng)內(nèi)的水容量，L。膨脹水箱選用開(kāi)式高位膨脹水箱適用于中小型低溫水供暖系統(tǒng)，膨脹水箱規(guī)格見(jiàn)下表，構(gòu)造見(jiàn)國(guó)標(biāo)圖。Ma碎tt咨 創(chuàng)F iz J： 1 san,|*IQf垃H!憐 KVAK1itAltAlt10$041900mOH900TOO20-酣1200TOOOB麗£001 Q1廿IMnw 5*Pw映41.01201400販1100as0 5*100C900S>02.211S001200l?i-：at0.B51O0C120062.廠1440UM1200ae0S1riooI DOO7JO1000t-IM1404toi.L11001JOOe3,0 J曲1秋1(500i on加洌94J1:WO伽15W129和14QQ諭104.Q43718401801500工02.015001JOOUSil2W1剜1500JO1400180011S.022001BOO1-：H丄DJ.4i«oa15