空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論

1、1空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)2課程內(nèi)容 冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 管道的安裝3我們的目標(biāo) 初步掌握冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)會(huì)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 全面掌握冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 了解管道的安裝概要4空調(diào)水系統(tǒng) 冷凍水系統(tǒng) 風(fēng)冷冷水機(jī)組 冷卻水系統(tǒng) 水冷柜機(jī)，水冷冷水機(jī)組 冷凝水系統(tǒng) 空調(diào)器的蒸發(fā)器,空調(diào)箱,風(fēng)機(jī)盤管等表冷器5水的參數(shù) 溫度 oc 速度 m/s 密度 kg/m3 壓力 Pa , kgf/cm2 流量 m3/h 運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù) m2/s 比熱容 kcal/kg* oc 熱導(dǎo)率 kcal/m*h* oc溫度 oc密度 kg/m30999.810999.7320998.2

2、330995.6740992.2450988.076 閉式循環(huán)和開式循環(huán) 1. 閉式循環(huán)系統(tǒng)，管路系統(tǒng)不與大氣接觸，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)。 2. 開式循環(huán)系統(tǒng)，管路之間有貯水箱(或水池)通大氣空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的分類蓄冷水池7空調(diào)冷凍水系統(tǒng) 兩管制，三管制，四管制 兩管制：供冷和供熱采用同一管路 三管制：分別設(shè)置供冷和供熱管路到換熱器，共用回水管 四管制：供冷和供熱的供回水管各自有獨(dú)立的管路系統(tǒng)RMMMP C8空調(diào)冷凍水系統(tǒng) 定水量和變水量 定水量系統(tǒng)：系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，負(fù)荷變化時(shí)，減少制冷量或 制熱量，改變供回水溫度的系統(tǒng)。 變水量系統(tǒng)：保持供水溫度在一定范圍內(nèi)，

3、當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，改變供水量的系統(tǒng)。 風(fēng)機(jī)盤管M7 C7 C12 C風(fēng)機(jī)盤管M7 C12 C溫控器二通閥溫控器三通閥9空調(diào)冷凍水系統(tǒng) 同程式 供回水干管中的水流方向相同，經(jīng)過每一環(huán)路的管路長(zhǎng)度相等。 異程式 供回水干管中的水流方向相反，經(jīng)過每一環(huán)路的管路長(zhǎng)度不等。10空調(diào)冷凍水系統(tǒng)11空調(diào)冷凍水系統(tǒng)二通閥三通閥水系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)口不能全部安裝二通閥，當(dāng)所有房間溫度低于溫控器設(shè)定值時(shí)二通閥關(guān)斷，整個(gè)水路就不循環(huán)，造成機(jī)組損壞。建議全部采用三通閥有利于系統(tǒng)的節(jié)能?；?/3采用三通閥和1/3二通閥混合安裝。12 Y Y 型過濾器型過濾器 - - 隨機(jī)附件隨機(jī)附件 水壓力表水壓力表 溫度計(jì)溫度計(jì) 防震軟管

4、防震軟管 流量開關(guān)流量開關(guān)水管路水管路 (I) (I)13 膨脹水箱膨脹水箱- - 補(bǔ)充水補(bǔ)充水 - - 冷熱水的膨脹冷熱水的膨脹- - 建立回水壓力建立回水壓力 自動(dòng)放氣閥自動(dòng)放氣閥 - -自動(dòng)排除水系統(tǒng)中的空氣自動(dòng)排除水系統(tǒng)中的空氣 平衡閥平衡閥 ( (球閥或蝶閥球閥或蝶閥) )- - 調(diào)整水流量調(diào)整水流量 截止閥或閘閥截止閥或閘閥- - 用于維修用于維修/ /保養(yǎng)保養(yǎng)水管路水管路 (II) (II)14CHILLER機(jī)組1CHILLER機(jī)組2單向閥出水進(jìn)水多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)的水管連接示意圖機(jī)組內(nèi)置水泵必須在機(jī)組出水管至總管之間加裝單向閥，避免只有一臺(tái)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)回水短路15CHILLER機(jī)組1

5、CHILLER機(jī)組2出水進(jìn)水多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)的水管連接示意圖機(jī)組無內(nèi)置水泵必須在機(jī)組出水總管上安裝水泵，減小機(jī)組的承壓?jiǎn)慰繖C(jī)組內(nèi)置水泵不能滿足整個(gè)水系統(tǒng)的要求壓頭、水流量等CHILLER機(jī)組3CHILLER機(jī)組4外置水泵16空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū) 系統(tǒng)的承壓 1. 系統(tǒng)的最高壓力：在系統(tǒng)的最低處或水泵的出口處，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力進(jìn)行分析，選擇合適的構(gòu)件和設(shè)備。 A.系統(tǒng)停止運(yùn)行，A點(diǎn)承壓最大 PA=9.81h B.系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) PA=9.81h+Pg-HCB-HBA PB=9.81h1+Pg-HCB c.系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí),閥還未打開 PB=9.81h1+P PA,PB- A點(diǎn)和B點(diǎn)的靜壓。 HCB

6、，HBA摩擦和局部阻力之和。 Pg，P水泵的靜壓和全壓BAhCh117空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)2.設(shè)備的承壓(1) 管道，水煤氣管1 Mpa(2) 閥門，1.0, 1.6, 2.5 - 100MPa均有產(chǎn)品(3) 風(fēng)機(jī)盤管，冷水表冷器，冷水機(jī)組等，一般按1 Mpa出廠3. 合理布置管路系統(tǒng)和設(shè)備的位置，有助于減少冷水機(jī)組設(shè)備及其部件的承壓。(1) 將循環(huán)水泵設(shè)置在蒸發(fā)器或冷凝器的出水端(2) 水泵供水管引向最高點(diǎn)的同程式布置。18水系統(tǒng)的分區(qū) 水系統(tǒng)的分區(qū) 1. 如層高不高，可僅有一個(gè)區(qū) 2. 按承壓需2個(gè)區(qū) 3. 按承壓需3個(gè)區(qū)冷水機(jī)組泵高層塔樓裙房冷水機(jī)組泵冷水機(jī)組19水管路設(shè)計(jì) 冷凍水或冷卻水流

7、速1. 壓力水管的水流速太大，對(duì)環(huán)路的平衡不利，且噪音增加。流速太小材料成本及安裝費(fèi)用增加。總管流速可取大一些，支管可取小一些。GBJ13-86推薦的流速(m/s) 管道公稱直徑(mm)管道種類水泵吸水管水泵出水管 1.5-2.0 2.0-2.5 2.0-3.0 1600 1.0-1.2 1.2-1.6 1.5-2.0設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的流速(m/s) 管 道加壓送水 主管 水泵 出口 水泵 入口 立管 支管 接自 來水自然送水2.4- 1.2-1.2- 0.9- 1.5- 0.9- 0.6-3.6 2.1 4.5 3.0 3.0 2.1 1.5 20水管路設(shè)計(jì)2.管材：低壓系統(tǒng)，DN50的可用焊接

8、鋼管，DN50的用無縫鋼管，高壓系統(tǒng)一律采用無縫鋼管。管道作保溫處理前要刷兩道防銹底漆。3.定水量系統(tǒng)的總水流量按最大負(fù)荷計(jì)算： 4.變水量系統(tǒng)的總水流量按下式計(jì)算 W=Qc ( t h-t j )W=n1n2Qc ( t h-t j )式中：W-冷水總水量 (m3/s)Q -各空調(diào)房間設(shè)計(jì)工況時(shí) 的負(fù)荷總和 ( kW )c -水的比熱容 ，取 4.19kJ/(kg. C) -水的密度，取1000kg/m3t h -回水的平均溫度( C )t j -供水溫度( C )n1-同時(shí)使用系數(shù)，例如賓館， 可取n1=0.7-0.8n2-負(fù)荷系數(shù)，如不仔細(xì)計(jì)算,以圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷為主的，取0.7-0.821

9、水管路設(shè)計(jì) 管道的公稱直徑 由選取的各管段合適水流速，并根據(jù)各管段水流量算出管徑，并根據(jù)計(jì)算管徑選取靠近的標(biāo)準(zhǔn)管徑作為該段水管的管徑。W= (d/2)2 W- 水流量m3/sd - 水管內(nèi)徑 m - 水流速 m/s22水管路設(shè)計(jì) 水管壓力損失1. 管道的摩擦壓力損失(沿程阻力)由流量和管徑查水管的水力計(jì)算圖，得出每米水管的壓力降(及流速)。23水管路設(shè)計(jì)2. 局部壓力損失(局部阻力) 由閥門，彎頭，三通等管路部件查表得出其等效長(zhǎng)度。(局部阻力還有另外的計(jì)算方法)3. 水管壓力損失=(水管長(zhǎng)度+管路部件等效長(zhǎng)度)x壓力降/米24水泵所需揚(yáng)程 開式水系統(tǒng) 閉式水系統(tǒng) Hp=hf+hd+hm+hsH

10、p=hf+hd+hm式中：hf, hd-水系統(tǒng)總的沿程阻力和 局部阻力損失(pa)hm-設(shè)備阻力損失(pa)hs -開式水系統(tǒng)的靜水壓力(pa)設(shè)備阻力損失設(shè)備名稱 阻力(kpa)備注離心式冷凍機(jī)蒸 發(fā) 器 3 - 8 依不同產(chǎn)品定冷 凝 器 5 - 8 “吸收式冷凍機(jī)蒸 發(fā) 器 4 - 10 ”冷 凝 器 5 - 14 “設(shè)備名稱 阻力(kpa)備注冷 卻 塔 2 - 8 不同噴霧壓力冷熱水盤管 2 - 5 水流速度在0.8- 1.5m/s左右熱交換器 2 - 5 風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組 1 - 2 風(fēng)機(jī)盤管容量愈大，阻自動(dòng)控制閥 3 - 5 力愈大，最小3 kpa左右 25水泵軸功率 水泵的功率根據(jù)

11、全系統(tǒng)流量和水泵揚(yáng)程確定。 計(jì)算公式為：水泵軸功率 (kW) = 揚(yáng)程(m) 流量(L/S) (kg/L)102 水泵效率 -水的密度，kg/L26 膨脹水箱容量 采用閉式水系統(tǒng)時(shí)，為容納水系統(tǒng)內(nèi)水的膨脹采用閉式水系統(tǒng)時(shí)，為容納水系統(tǒng)內(nèi)水的膨脹量，應(yīng)設(shè)置膨脹水箱量，應(yīng)設(shè)置膨脹水箱 膨脹水量膨脹水量 V = (V = ( 1 1/ / 2 2 -1)V -1)V 水在水在4 4度時(shí)的密度最大度時(shí)的密度最大, , 1 1 =1, =1,膨脹量最膨脹量最大大, , V Vmaxmax = (1/ = (1/ 2 2 -1)V=v -1)V=v 1 , 1 , 2 2 為系統(tǒng)運(yùn)行前后水的密度為系統(tǒng)運(yùn)行

12、前后水的密度 可查有關(guān)手冊(cè)可查有關(guān)手冊(cè) 為水箱系數(shù)為水箱系數(shù)V V 為水系統(tǒng)的總?cè)菟繛樗到y(tǒng)的總?cè)菟?27膨脹水箱設(shè)計(jì)安裝要點(diǎn) 膨脹水箱安裝位置，應(yīng)考慮防止水箱內(nèi)水的凍結(jié)，若水箱安裝在非供暖房間內(nèi)時(shí)，應(yīng)考慮保溫。 膨脹管在重力循環(huán)系統(tǒng)時(shí)接在供水總立管的頂端；在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)時(shí)接至系統(tǒng)定壓點(diǎn)，一般接至水泵入口前，循環(huán)管接至系統(tǒng)定壓點(diǎn)前的水平回水干管上，該點(diǎn)與定壓點(diǎn)之間，應(yīng)保持不小于1.5-3m的距離。 膨脹管、溢水管和循環(huán)管上嚴(yán)禁安裝閥門，而排水管和信號(hào)管上應(yīng)設(shè)置閥門。 設(shè)在非供暖房間內(nèi)的膨脹管，循環(huán)管理體制、信號(hào)管均應(yīng)保溫。 一般開式膨脹水箱內(nèi)的水溫不應(yīng)超過95C。 28冷卻水系統(tǒng) 冷卻水系

13、統(tǒng)的分類 1。直流供水系統(tǒng) 2。循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 冷卻塔的種類機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔一般有開放式和密閉式兩種。1。開放式冷卻塔冷卻塔的循環(huán)水量，由主機(jī)的制冷能力，冷卻水進(jìn)出口溫度和成績(jī)系數(shù)確定。 冷卻塔的水量和風(fēng)量W = 3600QcCW (tS1 - tS2)G = 3600Qc is2 - is1W - 水量(kg/h)G - 風(fēng)量(kg/h)Qc-冷卻塔冷卻熱量(kW)，對(duì)壓縮式制冷 機(jī)取制冷機(jī)負(fù)荷的1.3倍左右，吸收式 為2.5倍左右。is1,is2-對(duì)應(yīng)于ts1,ts2之飽和空氣焓值(kJ/kg)ts1,ts2-為室外空氣的進(jìn)，出口濕球溫度CW-水的比熱(kJ/kgK)29冷卻水系統(tǒng)2. 密

14、閉式冷卻塔：一般用于大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)或水源熱泵機(jī)組。30冷卻水系統(tǒng) 冷卻塔設(shè)置 空氣暢通 噪音及水流飛濺 校核結(jié)構(gòu)承壓強(qiáng)度 補(bǔ)水量為冷卻塔循環(huán)水量的1-3%，補(bǔ)水水質(zhì) 冷卻水箱的設(shè)置 冷卻水箱的功能，是增加系統(tǒng)水容量，使冷卻水循環(huán)泵能穩(wěn)定的工作，保證水泵入口不發(fā)生空蝕現(xiàn)象。冷卻塔水盤及冷卻水箱的有效容積應(yīng)能滿足冷卻塔部件由基本干燥到濕潤(rùn)成正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況所附著的全部水量。 浮球閥自動(dòng)補(bǔ)水 加藥裝置 31冷卻水系統(tǒng) 冷卻水泵所需揚(yáng)程 Hp = hf+hd+hm+hs+ho式中：hf,hd - 冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻 力和局部阻力(mH2O) hm-冷凝器阻力( mH2O ) hs - 冷卻塔中水的提升高度(從冷 卻塔盛水池到噴嘴的高差)(mH2O) ho- 冷卻塔噴嘴噴霧壓力( mH2O )，