空调水系统基本知识资料

3.2.1 流量 3.2.2 扬程 • 扬程——水泵所输送的水单位体积所获得的能量， J/m3，即Pa，用压力P来表示。习惯上水泵扬程 用水柱高度H来表示，单位写成mH20，与SI制单 位换算关系是 1mH20=9.8×103Pa=9.8kPa ≈10kPa • 例1 ， 20mH20=20×9.8×103=19.6×103Pa=19.6kPa。 单位m3/s，l/s；习惯上用m3/h。
• 例2，100kPa=100/9.8=10.2mH20≈10mH20。
3.2.3 功率和效率 • 有效功率 W （单位 W）—水在水泵中获得的能量 e
We P V gH V


水泵功率单位常用kW，因此
We


gH V
1000

注意：流量 V 的单位是m3/s。
• 轴功率 W （单位为 kW）——输入水泵的功率 s
gH V H V WS 1000 102


We



式中，η称为水泵效率，一般在0.5～0.8之间。
水泵配用电机的功率需考虑安全裕量。 水泵实际消耗的功率还应考虑电机效率。
3.2.4 转速
• 转速由n1→n2时，流量、扬程、功率的变化如下：
V2
n1 V1 n 2
图6 双级泵水系统原理图 P1—一次泵；P2—二次泵；其他符号同前
3.空调水系统中的水泵
3.1 概述
• 水在管内流动有摩擦阻力（又称沿程阻力或长度 阻力）和通过各个部件（如弯头、阀门、三通、 设备等）的阻力（称局部阻力），水泵提供的压 力（扬程）要克服这些阻力。
• 闭式水系统中水泵所提供的压力应等于水在环路 中循环一周的总压力损失。
冷热水泵、冷却水泵能耗占空调总能耗的28%。
• GB50189-2005公共建筑节能设计标准规定：
ER 0.002342 H /(t )
式中 ER—输送能效比，泵的轴功率与输送冷量（或 热量）之比； H—水泵设计扬程，mH20； △t—供回水温差，℃；
η—设计工况下水泵效率。
• 标准规定了ER的限值，如冷冻水管段ER≤0.0241。
• 冷源向建筑供冷
图1 冷源向建筑供冷原理图 1—末端装置；2—冷冻水管路系统；3—冷却塔 4—冷却水管路系统
• 热源向建筑供冷
图2 热源向建筑供热原理图 1—末端装置；2—冷却水管路系统
• 冷冻水、热水循环流动的动力来自水泵。水泵将 原动机的机械能转换成水流动的机械能。
• 用电动机拖动的水泵消耗电能。在空调系统中水 泵的能耗（称输送能耗）占了不可不可忽视的份 额。
量调—改变通过空气/水换热器（称盘
管）的水流量
• 水流量调节方法—两通阀调节和三通阀调节（旁 通调节）
图4 盘管变水量调节 1—盘管；2—两通电动阀；3—三通电动阀
• 定流量与变流量水系统的原理图
图5 定流量与变流量水系统原理图 1—旁通管；2—电动调节阀；其他符号同图3
2.3 单级泵和双级泵系统
图10 两台性能不同的泵并联工作性能曲线
3.3.4 转速改变时性能曲线的变化
图11 水泵转速改变时性能曲线的变化
• 图中A1→A2，B1 →B2，C1 →C2按3.2.4中关系式变 换。例如：原转速n1=1450rpm，变频转速 n2=1305rpm，固有
n 2 1305 0.9 n 1 1450

H2 n2 2 ( ) H1 n1
W2 W1

（
n2 3 ） n1
3.2.5 工作压力
• 工作压力——水泵可能承受的最大压力。两种标
识： （1）规定吸入压力≤某值。 （2）工作压力≤某值。例如工作压力 ≤1.6MPa，即要求吸入压力+扬程≤1.6MPa
3.3 水泵的性能曲线
3.3.1 单台性能曲线
空调水系统基本知识
1.概述
• 冷源或热源生产的冷量和热量通过能量传递介质 输送到室内的供冷或采暖设备，承担室内的冷负 荷或热负荷。 • 空调中常用的能量传递介质有： （1）制冷剂（如R22、R134a等） （2）水——传递冷量的称为冷冻水，也称冷
水；传递热量的称为热水。
（3）蒸汽——只用于传递热量。
2.空调水系统种类
2.1 两管制和四管制系统
图3 两管制和四管制水系统原理图 （a）两管制水系统；（b）四管制水系统图 LC—冷水机组；HE—热交换器；P—水泵；FC—风机盘管 V—三通电磁阀；ET—膨胀水箱；AC—空调机组（或新风机组）
2.2 定流量与变流量系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 空调处理机组需要调节冷量或热量以适应房间负 荷的变化。 • 调节方法：质调—改变水的温度
•
有三种性能曲线
（1）H f（V ） 常用的性能曲线 （2）WS f（V ） （3） f（V ）



•
水泵在设计工作点的效率最高，偏离它愈大，效 率愈低
3.3.2 两台相同性能水泵并联工作性能
图9 两台性能相同的泵并联工作性能曲线
3.3.3 两台不同性能水泵并联工作性能
• 设管内流量为 V （m3/s），则
V 0.785 d 2


• 对同一管路系统有
P S V

式中，△P—管路总阻力，Pa； S—管路特性系数。
• 空调水系统常用的水泵是离心式水泵
泵 单吸离心泵和双吸离心 单级泵 离心式水泵 泵） 卧式和立式（又称管道 多级泵
3.2 水泵主要性能参数
制冷机 占总能耗 百分 比 平均 25%～ 37% 32% 空调机组 23%～ 39% 32.75% 风机盘管 5%～10% 6.50% 冷冻水泵 8%～12% 10.75% 冷却水泵 5%～9% 7.50% 冷却塔 1%～3% 1.75% 热水泵 5%～10% 8.75%
冷热水泵占了空调总能耗的19.5%。
图7 有几个支路的水系统 图上符号同图3 • 水泵的压力=通过支路①的环路总阻力
• 管路的摩擦阻力（单位Pa）
λ ρυ 2 ΔPm l d 2
• 局部阻力（单位Pa）
P i
2
2
式中，λ—摩擦阻力系数； ζ—局部阻力系数； l、d—分别为管长和管径，m； ρ—流体密度，kg/m3； υ—流速，m/s。