-暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例水系統(tǒng)

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例分析

——水系統(tǒng)教師：李興友建環(huán)1201～112042015年03月暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例講解思路：冷卻水系統(tǒng)——冷凍水系統(tǒng)水系統(tǒng)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)各型冷卻塔的冷能力

是指該塔在設(shè)計(jì)工況和氣象參數(shù)條件下的名義流量。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)修正

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體地方的氣候條件及塔的服務(wù)對象確定塔的工作流量及臺(tái)數(shù)，并留有適當(dāng)備用系數(shù)。其它

選用冷卻塔時(shí)除應(yīng)考慮其冷卻效率、電耗、噪場、價(jià)格等因素外，還應(yīng)根據(jù)防火要求及環(huán)境條件優(yōu)先選用阻燃的冷卻塔。

一、冷卻水系統(tǒng)1、冷卻塔設(shè)計(jì)安裝位置：做初步設(shè)計(jì)時(shí)，對冷卻塔的位置即應(yīng)予以慎重的考慮。冷卻塔的噪聲較大，故其安裝位置應(yīng)盡量選擇避免影響其他房間。與住宅及辦公樓應(yīng)保持一定距離，使冷卻塔的噪場衰減到：白天≤55dB(A)，夜間≤45dB（A）。且不宜設(shè)置于中間的屋頂上或地上，最好放在建筑物的最高層。一、冷卻水系統(tǒng)1、冷卻塔設(shè)計(jì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)2）對幾臺(tái)并聯(lián)工作的冷卻塔，水量分配會(huì)不平衡，極易造成溢流，所以設(shè)計(jì)時(shí)要重視各冷卻塔之間的管道阻力平衡，特別是塔至水泵吸入管段部分。同時(shí)在冷卻塔的水池之間希望用與進(jìn)水干管相同管徑的均壓（平衡管）連接。此外，為了使冷卻塔中水位一致，出水干管應(yīng)采用比進(jìn)水干管大兩號(hào)的集合管，如圖。3）幾臺(tái)冷卻塔并聯(lián)時(shí)，應(yīng)按同一水位決定各塔的基礎(chǔ)高度。一、冷卻水系統(tǒng)1、冷卻塔設(shè)計(jì)接管：冷卻塔周圍的接管，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）冷卻塔的出水管必須靠重力返回水泵，不得彎上彎下。距水泵吸入口處最好能有5倍管徑長度的直管段，以不影響水泵效率。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)象：某工程地上10層，地下4層，屋面上還有塔樓3層。5層上有一計(jì)算機(jī)房，采用了水冷機(jī)組，冷卻塔設(shè)在塔樓頂上，水泵設(shè)在屋面下的塔樓內(nèi)，且水泵裝在冷卻塔的進(jìn)水管上，結(jié)果循環(huán)不了，而且還產(chǎn)生嚴(yán)重振響。2、案例分析暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)對策：將水泵由冷卻塔的進(jìn)水管上改到冷卻塔的出水管上，如圖。原因：水泵的吸入揚(yáng)程小于管網(wǎng)的阻力。一般來說，冷卻塔的出水管最好是靠重力流入水泵。冷卻水泵的吸入揚(yáng)程約3~4m米水柱。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)冷卻塔的循環(huán)水泵在系統(tǒng)中的位置應(yīng)設(shè)在冷凝器的前邊（即將冷卻水壓入冷凝器中）而且水泵吸入部分的水平管不宜太長，水平管應(yīng)坡向水泵吸入方向，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)象：某建筑物第二層為公室，采用了水冷整體空調(diào)器，作為夏天降溫用，受場地限制，機(jī)組冷卻塔設(shè)置在室外地面上。系統(tǒng)使用過程中發(fā)現(xiàn)，停泵時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)冷卻塔跑水滿地。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)原因：冷卻塔的位置低于整體式空調(diào)器的冷凝器，停泵后管內(nèi)冷卻水落入塔中而造成管中真空，產(chǎn)生虹吸，將整個(gè)冷卻系統(tǒng)中的水吸到冷卻塔而流出。對策：將冷卻水的頂端設(shè)一個(gè)防止真空的閥，破壞管中真空度，當(dāng)水泵停止時(shí)即不再會(huì)生產(chǎn)虹吸現(xiàn)象，使水流失量達(dá)到最小，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)象：某工程制冷機(jī)的冷卻塔安裝在30m高的屋頂上，地下室中設(shè)有一水池，制冷機(jī)，冷卻水泵均在地下室中。冷卻水泵的揚(yáng)程為60m水柱，水量為300m3/h，水泵的電機(jī)容量為75KW，共3臺(tái)。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)分析：因冷卻水系統(tǒng)開式系統(tǒng)，設(shè)地下水池的冷卻水系統(tǒng)，水泵的揚(yáng)程既要克服系統(tǒng)阻力又要滿足送水高度(30m)，即水泵的揚(yáng)程為管道阻力、設(shè)備阻力與提升高度三者之和。所以水泵的所需動(dòng)力較大，運(yùn)行耗電多。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)對策：改造管道，將冷卻塔的出水管直接接到泵的吸入口，則水泵的揚(yáng)可以減少到30m水柱。更換水泵，水泵的電機(jī)容量減小為40kW。節(jié)省能耗：(75-40)kW/臺(tái)*3臺(tái)*16h/d*200d/a*0.5元/kWh＝16.8萬/a暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)象：某綜合樓中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)5臺(tái)冷卻塔并聯(lián)運(yùn)行，冷卻塔進(jìn)水管上設(shè)置自動(dòng)控制閥與機(jī)組對應(yīng)設(shè)置。在實(shí)際工程中常發(fā)現(xiàn)冷卻塔塔溢水現(xiàn)象嚴(yán)重，造成大量補(bǔ)水。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)原因：系統(tǒng)連接管道及閥門的阻力不平衡，冷卻塔進(jìn)出水均勻，出水量小的塔就會(huì)溢流，而大的塔卻要進(jìn)行補(bǔ)水。只在供水管上裝自動(dòng)閥門，則水盤中的水位在使用的那個(gè)塔中就會(huì)降低而引起溢水，但同時(shí)其他幾個(gè)不同塔中水位出現(xiàn)補(bǔ)水。對策：各出水支管上裝控制閥，與進(jìn)水管上的閥成對動(dòng)作。在各塔之間的加平衡管，并加大出水管的共用管段的管徑。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)象：某空調(diào)冷卻水系統(tǒng)管道布置如圖所示，運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻泵會(huì)吸入空氣，造成系統(tǒng)中水擊現(xiàn)象。原因：停泵時(shí)冷卻塔出水管上升段水返空，下一次啟泵時(shí)吸入空氣。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)一、冷卻水系統(tǒng)對策：取消冷卻塔出水管段的上升段，出水管坡向冷卻泵。設(shè)計(jì)冷卻塔的管路時(shí)，水泵在任何時(shí)候必須有水充滿。水池至水泵的管道必須是自流的。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)常被忽略的點(diǎn)滴小事，看起來道理很簡單，可是往往因小而失大，疏忽不得。一）、設(shè)計(jì)施工細(xì)節(jié)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)一）、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)1、放氣排污：在水系統(tǒng)的頂點(diǎn)要設(shè)排氣閥或排氣管，防止形成氣塞；在主立管的最下端(根部)要有排除污物的支管并帶閥門；在所有的低點(diǎn)應(yīng)設(shè)泄水管。2、熱脹、冷縮、過濾。對于長度較長（超過40m）的直管段，必須考慮管道的熱脹冷縮，裝設(shè)伸縮裝置。在重要設(shè)備及重要的控制閥前應(yīng)裝水過濾裝置，系統(tǒng)應(yīng)考慮水處理措施。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)一）、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)3、注意管網(wǎng)的布局，盡量使系統(tǒng)先天平衡。實(shí)在從計(jì)算上、設(shè)計(jì)上都平衡不了的，可適當(dāng)采用平衡閥。4、要注意計(jì)算管道推力。選好固定點(diǎn)，做好固定支架。特別是大管道水溫高時(shí)更得注意。5、控制閥門應(yīng)裝在水處理設(shè)備的回水管上。6、應(yīng)注意坡度、坡向、保溫防凍。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)案例——水系統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)二）三、案三例分三析現(xiàn)象三：某賓三館空三調(diào)的三冷源三為離三心式三冷水三機(jī)組三。冷三凍水三系統(tǒng)三為二三次泵三系統(tǒng)三。一三次水三泵的三臺(tái)數(shù)三與制三冷機(jī)三一一三對應(yīng)三，揚(yáng)三程為24三m水柱三。二三次水三泵揚(yáng)程28三m水柱三，與三一次三泵串三聯(lián)使三用。三實(shí)際三運(yùn)行三時(shí)發(fā)三現(xiàn)系三統(tǒng)流三量超三過設(shè)三計(jì)值三很多三，系三統(tǒng)處三于大三流量三、小三溫差三狀態(tài)三下運(yùn)三行，三制冷三機(jī)起三停頻三繁。暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)二）三、案三例分三析原因三：設(shè)計(jì)三時(shí)水三泵選三型考三慮所三需揚(yáng)三程富三裕量三太大三，管三路管三徑又三偏保三守，三系統(tǒng)三流量三偏大三、于三是供三回水三溫差三變小三，嚴(yán)三重時(shí)三導(dǎo)致三制冷三機(jī)卸三載停三機(jī)。對策三：更換三水泵三，重三新計(jì)三算系三統(tǒng)阻三力，三選擇三揚(yáng)程三小的三水泵三。一三次泵三揚(yáng)程14三m，二三次泵三揚(yáng)程14三m，系三統(tǒng)運(yùn)三行正三常。暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)二）三、案三例分三析現(xiàn)象三：某空三調(diào)工三程冷三凍水三系統(tǒng)三設(shè)計(jì)三多臺(tái)三水泵三與制三冷機(jī)三對應(yīng)三設(shè)置三并聯(lián)三運(yùn)行三，發(fā)三現(xiàn)單三臺(tái)泵三運(yùn)行三時(shí)，三時(shí)常三電機(jī)三過熱三跳閘三，影三響正三常使三用。原因三：設(shè)計(jì)三時(shí)水三泵選三型按三并聯(lián)三工況三選擇三，但三所選三擇的三水泵三運(yùn)行三曲線三屬平三緩型三，單三臺(tái)水三泵運(yùn)三行時(shí)三，系三統(tǒng)流三量下三降，三阻力三隨之三下降三，單三臺(tái)運(yùn)三行比三并聯(lián)三運(yùn)行三時(shí)的三水量三大很三多，三導(dǎo)致三電機(jī)三過載三。對策三：更換三水泵三，選三型工三作點(diǎn)三按并三聯(lián)工三況確三定，三但所三選擇三的水三泵運(yùn)三行曲三線按三陡降三型，三必要三時(shí)水三泵出三水管三設(shè)置三限流三裝置三（流三量控三制器三）。暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)三）三、管三材與三管徑管路三系統(tǒng)三的管三材的三選擇三可參三照下三表選三用：暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)三）三、管三材與三管徑水管三管徑D由下三式確三定：D＝（4G三/3三.1三4v三)1/三2式中三：D—三—水管三管徑三，m；G—三—管段三水流三量，m3/s；v—三—管段三水流三速，m/三s；暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)三）三、管三材與三管徑管內(nèi)三水流三速推三薦值三（m/三s）：管徑㎜1520253240506580閉式系統(tǒng)0.4~0.50.5~0.60.6~0.70.7~0.90.8~1.00.9~1.21.1~1.41.2~1.6開式系統(tǒng)0.3~0.40.4~0.50.5~0.60.6~0.80.7~0.90.8~1.00.9~1.21.1~1.4管徑㎜100125150200250300350400閉式系統(tǒng)1.3~1.81.5~2.01.6~2.21.8~2.51.8~2.61.9~2.91.6~2.51.8~2.6開式系統(tǒng)1.2~1.61.4~1.81.5~2.01.6~2.31.7~2.41.7~2.41.6~2.11.8~2.3暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)三）三、管三材與三管徑水系三統(tǒng)的三管徑三和單三位長三度阻三力損三失三：鋼管管徑/㎜閉式水系統(tǒng)開式水系統(tǒng)流量/(m3/h)kPa/100m流量/(m3/h)kPa/100m12565~11510~6045~8210~40150115~18510~4782~13010~43200185~38010~37130~20010~24250380~5609~26200~34010~18300560~8208~23340~4708~15350820~9508~18470~6108~13400950~12508~17610~7507~124501250~15908~15750~10007~125001590~20008~131000~12307~11鋼管管徑/㎜閉式水系統(tǒng)開式水系統(tǒng)流量/(m3/h)kPa/100m流量/(m3/h)kPa/100m150~0.50~60----200.5~1.010~60----251~210~600~1.30~43322~410~601.3~2.011~40404~610~602~410~40506~1110~604~8--6511~1810~608~14--8018~3210~6014~22--10032~6510~6022~45--暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)四）三、水三泵揚(yáng)三程估三算1.冷水三機(jī)組三阻力三：由三機(jī)組三制造三廠提三供，三一般三為60三~1三00三kP三a。2.管路三阻力三：包括三沿程三阻力三、局三部阻三力。比摩三阻值三取決三于技三術(shù)經(jīng)三濟(jì)比三較。三比摩三組宜三控制三在15三0~三20三0P三a/三m范圍三內(nèi)。估算1：比三摩阻三取10三0P三a/三m，局三部阻三力/沿程三阻力三＝1；估算2：比三摩阻三取20三0P三a/三m，局三部阻三力/沿程三阻力三＝1/三2；建議三每種三類型三的工三程算三一兩三個(gè)，積累三數(shù)據(jù)三，做三到心三里有三底!暖通三空調(diào)三設(shè)計(jì)三案例——水系三統(tǒng)二、三冷凍三水系三統(tǒng)四）三、水三泵揚(yáng)三程估三算3.空調(diào)三未端三裝置三阻力三：取三最不三利環(huán)三路末三端裝三置的三阻力三，可三查產(chǎn)三品樣三本。三此項(xiàng)三阻力三一般三在20三~5三0k三Pa范圍三內(nèi)。4.調(diào)節(jié)三閥的三阻力三：末端三裝置三：二三通調(diào)三節(jié)閥三、三三通調(diào)三節(jié)閥三，一三般要三求不三小于40三kP