中央空调水系统水管的设计

水管设计
水系统分类
空调水系统的分类方法很多，按照管道的布置形式和 工作原理，一般可归纳为以下几种主要类型。
◆按原理可分为：闭式循环和开式循环； ◆按供、回水管道数量分为：两管制、三管制和四管制； ◆按供、回水在管道内的流动关系分为：同程式和异程式； ◆按调节方式可分为：定水量和变水量。
闭式循环系统
◆三管制系统的优点： 三管制系统能够同时满足供冷 和供热的要求。 ◆三管制系统的缺点： 比两管制复杂，投资也比较高， 控制较复杂，且存在冷、热回 水的混合损失。
风 机 盘 管 风 机 盘 管
H E A T
C O O L
四管制水系统
◆定义：冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管，可以满 足高质量空调环境的要求。
2
给水管网有明显起伏积聚空气的管段，已在该段的峰点设自动排气阀或手动阀门排 气
3
气压给水装置，当采用自动补气式气压水罐时，其配水管网的最高点应设自动排气 阀。
冷冻水水流速度
压力水管的水流速主要是经济和噪声两个因素。管内的水速太大，对环 路的平衡不利，故总管流速可以取得大一些，而分支管路可以小一些。
水系统的组成
水系统阀门：
闸阀
截止阀
蝶阀
蝶阀
水系统中设置的阀一般有两个作用：一是起调节用，调节管网中的水 量，另外是起关断作用，如变换季节时的冷、热源转换，或设备检修 时，用阀门关断。
暖通空调管道阀门选型原则
项目
序号
选型原则
1 冷冻水机组、冷却水进出口设计蝶阀；
2 水泵前蝶阀、过滤器，水泵后止回阀、蝶阀；
300 1.9～2.9 1.7～2.4
25 0.6～0.7 0.5～0.6
100 1.3～1.8 1.2～1.6
350 2.0～2.8 1.6～2.1
32 0.7～0.9 0.6～0.8
125 1.5～2.0 1.4～1.8
400 2.0～2.8 1.8～2.5
40 0.8～1.0 0.7～0.9
150 1.6～2.2 1.5～2.0
暖通空调管道阀门选型原则
止回阀设置 要求
止回阀的阀 型选择
给水管道的 下列部位应 设置排气装
置
止回阀设置要求
1 引入管上；
2 密闭的水加热器或用水设备的进水管上；
3 水泵出水管上；
4 进出水管合用一条管道的水箱、水塔、高地水池的出水管段上。
注：装有管道倒流防止器的管段，不需在装止回阀。
应根据止回阀的安装部位、阀前水压、关闭后的密闭性能要求和关闭时引发的水锤大小等 因素确定，应符合下列要求：
水系统的组成
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组
冷凝器 蒸发器
空调末端 空调末端
温控电动二通阀或三通阀：根据负荷控制温度，如果夏季室温低于整定值 时，通过电动阀调节或关断来调节水量。另外，电动阀与风机盘管的风机
10～40
水系统的流量和单位长度阻力损失表
钢管管径（mm)
150 200 250 300 350 400 450 500
闭式水系统
流量m3/h
KPa/100m
115～185 185～380 380～560 560～820 820～950 950～1250 1250～1590 1590～2000
水系统的组成
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组
冷凝器 蒸发器
空调末端 空调末端
止回阀：主要用于阻 止介质倒流。主要 安装在水泵的出水 段。
开式循环系统
◆定义：管路之间有贮水箱（或水池）通大气。自流回水时，管路
通大气的系统。
空调系统采用喷水室冷却空气时，宜采用开式系统。 ◆开式循环的优点： 冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调 节能力，且冷水温度波动可以小一些。 ◆开式循环的缺点： 1.冷水与大气接触，易腐蚀管路； 2.喷水室如较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回 水泵； 3.用户与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗 电量大； 4.采用自流回水时，回水管径大，因而投资高一些。
蒸 发 器 系统损坏，另外，还起定
压作用。膨胀水箱的连接
处为定压点，因此，膨胀
空调末端
水箱接于系统内不同的位 置，可以改变水系统内的
压力分布，这对高层建筑
空调末端 水系统的压力分布分析十
分重要。
水系统的组成
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
1 阀前水压小的部位，宜选用旋启式、球式和梭式止回阀。
2 关闭后密闭性能要求严密的部位，宜选用有关闭弹簧的止回阀。
3 要求削弱关闭水锤的部位，宜选用速闭消声止回阀或有阻尼装置的缓闭止回阀。
4 止回阀的阀掰或阀芯，应能在重力或弹簧力作用下自行关闭。
1 间歇性使用的给水管网，其管网末端和最高点应设置自动排气阀。
T
风 机 盘 管
水系统组成
冷冻水系统原理图
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组
冷凝器 蒸发器
空调末端 空调末端
水系统组成
暖通空调管道阀门选型原则
1 减压阀，平衡阀等必须加旁通;
2 全开全闭最好用球阀、闸阀；
选用阀门的 注意事项
3
尽量少用截止阀；
4 阀门的阻力计算应当引起注意；
5 电动阀一定要选好的。
给水管道上 使用的阀 门，应根据 使用要求按 右列原则选 型
1 需调节流量、水压时，宜采用调节阀、截止阀； 2 要求水流阻力小的部位（如水泵吸水管上），宜采用闸板阀； 3 安装空间小的场所，宜采用蝶阀、球阀； 4 水流需双向流动的管段上，不得使用截止阀； 5 口径较大的水泵，出水管上宜采用多功能阀
阀 门
3 集、分水器之间压差旁通阀；
选 型
4 集、分水器进、回水管蝶阀
设 计
5 水平干管蝶阀；
6 空气处理机组闸阀、过滤器、电动二通或三通阀
7 风机盘管闸阀（或加电动二通阀）
一般采用蝶阀时，口径小于150mm时采用手柄式蝶阀（D71X、D41X）；口径大于150mm时采用蜗轮传 动式蝶阀（D371X、D341X）。
450 2.1～2.8 1.9～2.5
50 0.9～1.2 0.8～1.0
200 1.8～2.5 1.6～2.3
500 2.1～2.8 1.9～2.5
冷冻水管管径确定
◆连接各空调末端装置的供回水支管的管径，宜与设备的进出水管接 管管径一致，可查产品样本获知。
◆管径计算公式如下： d=√ 4000Q/3.14v
◆定义：管路系统不与大气接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排
气和泄水装置的系统。 当空调系统采用风机盘管、诱导器和水冷式表冷器冷却用时，冷水系 统宜采用闭式系统。高层建筑宜采用闭式系统。 ◆闭式循环的优点： 1.管道与设备不易腐蚀； 2.不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小； 3.由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投资 省、系统简单
管内水流速推荐值(m/s)
管径(mm) 闭式系统 开式系统 管径(mm) 闭式系统 开式系统 管径(mm) 闭式系统 开式系统
15 0.4～0.5 0.3～0.4
65 1.1～1.4 0.9～1.2
250 1.8～2.6 1.7～2.4
20 0.5～0.6 0.4～0.5
80 1.2～1.6 1.1～1.4
◆异程式系统的优点： 异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。 ◆异程式系统的缺点： 各并联环路管路长度不等，阻力不等，流量分配难以平衡。
T
风机盘管
T
风机盘管
T
风机盘管
回水 供水
定水量系统
◆定义：系统中循环水量为定值，通过改变供、回水温度来适应房间 负荷的变化。这种系统各空调末端装置，采用受设在空调房间内的温 控器控制的电动三通调节阀调节。
◆同程式系统的优点： 系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。
◆同程式系统的缺点：
由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，
并且增加了初投资。
T
T
T
风机盘管
风机盘管
风机盘管
供水 回水
异程式系统
◆定义：经过各并联环路的管长不等，管路的阻力不等；需在各并联 管网上增加相应的调节阀来调节水网平衡。
电源连锁，当风机盘管停止使用时，电动阀随之关闭停止供水。
水系统的组成
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组 膨胀水箱
冷 凝 器 一是收集因水加热体积膨 胀而增加的水容积，防止
Q(L/s)：管段内流经的水流量 d(mm)：管道内径 v(m/s)：假定的水流速
水系统的流量和单位长度阻力损失表
钢管管径（mm)
15 20 25 32 40 50 65 80 100 125
闭式水系统
流量m3/h
KPa/100m
0～0.5
0～60
0.5～1.0
10～60
1～2
10～60
2～4
10～60
◆四管制系统的优点： 能够同时满足供冷和供热的要 求，并且配合末端设备能够实 现室内温度和湿度精确控制的 要求。 ◆四管制系统的缺点： 系统复杂，投资高。
风 机 盘 管 风 机 盘 管
H E A T C O O L
同程式系统
◆定义：经过每一并联环路的管长基本相等，阻力相近；若通过每米
长管路的阻力损失接近相等，则管网的阻力不需调节即可保持平衡。
水系统的组成
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组
冷凝器 蒸发器
空调末端 空调末端
过滤器：空调系统安装 过程中，水管内会流 下一些泥砂之类的脏 物，水系统在长期运 行中，会不断产生一 些锈之类的污物。为 了防止空调设备传热 管污染及系统局部发 生堵塞，要求在冷水 机组热源等重要设备 水流入口处，设置水 质处理装置。
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组
冷凝器 蒸发器
空调末端 空调末端
水系统仪表：为了空调 系统调试和运行管理方 便，水系中要求设置一 些必要的仪表，如：
◆主要设备进、出口， 一般需要设置测压装置， 以便了解水系统中的压 力分布情况及设备的阻 力。
◆水温发生变化的地点， 应设置测温装置，如冷、 热源设备进、出口。
4～6
10～60
6～11
10～60
11～18
10～60
18～32
10～60
32～65
10～60
65～115
10～60
开式水系统
流量m3/h
KPa/100m
—
—
—
—
0～1.3
0～43
1.3～2
11～40
2～4
10～40
4～8
10～40
8～14
10～40
14～22
10～40
22～45
10～40
45～82
两管制水系统
◆定义：供冷系统和供暖系统采用相同的供水管和回水管，只有一 供一回两根水管的系统。
◆两管制系统的优点： 系统简单，施工方便。
◆两管制系统的缺点： 不能同时供冷供暖。
风 机 盘 管 风 机 盘 管
H E A T C O O L
三管制水系统
◆定义：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管； 其冷水与热水的回水管共用。
冷却水系统原理图
水系统的组成
接自来水管 接排水管
膨胀水箱
冷冻水泵 一用一备
膨胀管
F
△P
L1 L2
图例
F
名称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图例
L1 L2
名称 避震接头 水泵 止回阀 排气阀 冷冻水供水管 冷冻水回水管
冷水机组
冷凝器 蒸发器
空调末端 空调末端
放气阀：将水循环中的空 气集中在或在局部位置自 动排出。它是空调系统中 不可缺少的阀类。一般安 装在闭式水路系统的最高 点和局部最高点。
◆定水量系统的优点： 系统运行稳定。 ◆定水量系统的缺点： 水泵无效耗能大。
T
风机盘管ห้องสมุดไป่ตู้
变水量系统
◆定义：保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的 系统。这种系统各空调末端装置，采用设在空调房间内的温控器控制 的电动二通调节阀调节。 ◆变水量系统的优点： 管路和水泵的初投资低。 ◆变水量系统的缺点： 需采用供、回水压差进行台数和流量控制，自控系统比较复杂。