暖通空调水系统管路设计中冷热水系统的选择及水力计算探析
暖通空调系统水力平衡探析
工业技术116 2015年13期暖通空调系统水力平衡探析闫晓玲孙新华石家庄大洋环境工程有限公司，河北石家庄050000摘要：随着我国现代化进程的不断加快，促使着科技的不断发展，传统的生活方式正在改变。
新的高层建筑的不断出现促使空调设备设计要求更高，现代建筑中暖通空调必不可少。
其中，暖通空调的水力平衡调节，成为了暖通空调设计中急需解决的问题。
因此，就暖通空调水力平衡调节设计进行了解析，希望可以对今后相关内容的进一步研究提供借鉴。
关键词：水力平衡；暖通空调；平衡调节设计中图分类号：TU831.4 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）13-0116-011水力平衡阀的研究对于水力平衡阀，因为它一方面拥有直线型流量特征，也就是在阀门前后压差不变的情况下，流量与开度大体上成线性关系。
而在另一方面，它也有精确的开度指标和锁定装置。
所以，它可以很好地调节空调水系统的平衡，这个也是保证暖通空调系统正常、有效运行的前提，让系统以比较低的能量消耗获得更加舒适的室内环境。
以下就其三个技术方面对其进行研究：2水利平衡阀的应用2.1调节水系统平衡闸阀、截止阔及没有开度指示的调节阀造型很简单，但是平衡阀的造型必须加以仔细琢磨。
例如根据系统流量及所消耗的能量选择口径与管径，同时需确定开度，还有投资购买平衡产品及系统的平衡调试，使得暖通空调系统的设计满足最大负荷的要求，发挥出最大的效益。
因此水系统的平衡对暖通空调系统非常重要。
2.2施工设计合理在进行施工的监理工作时，调节好平衡阀可以做足施工设计工程的控制工作。
比如吊顶式空调机组就是极易产生噪声的设备之一，所以做好平衡阀的产品定型，也会影响到其他产品的设计要求。
施工设计最好要协调好系统设计图和实际施工的要求，如若差异过大，则将会耽误系统的施工。
对施工方案先进行设计规范的制定，再进行多方案的技术性比较，当所以的技术标准都确认无误的时候，系统才可以投入施工。
3水力平衡调节中阀门的调节方法3.1比例法比例法的基本原理基于当各热用户阻力系数一定时，系统上游端的调节，将引起各热用户流量成比例地变化。
空调管道水力计算解读
的计算阻力相等，称为并联管路阻力平衡。对 一般的通风系统，两支管的计算阻力差应不超 过15%；含尘风管应不超过10%。若过上述规 定，采用下述方法进行阻力平衡。 （1）调整支管管径 这种方法通过改变支管管径来调整支管阻力， 达到阻力平衡。调整后的管径按下式计算：
含有粉尘等，会增加设备和管道 的磨损。反
之，流速低，阻力小，动力消耗少；但是风 管断面大，材料和建造费用大，风管占用的 空间也增大。流速过低会使粉尘沉积而堵塞 管道。因此， 必须通过全面的技术经济比较选定合理的流 速。根据经验总结，风管内的空气流速可按 下表确定。若输送的是含尘气流，流速不应 低于其表所列的值。
计算，获得管网特性曲线。
图
圆形伞形罩 800m3/s
1 L=11m
2 L=6m 3 5 L=3m L=4m 4 L=6m
6 7 L=6m L=8m
除尘器
风机
1500m3/s 4000m3/s
图2-3-2 通风除尘系统的系统图
[ 解 ]：
1.对各管段进行编号，标出管段长度和风点
的排风量。 2.选定最不利环路，本系统选择1-3-5-除尘器 - 6-风机-7为最利环路。 3.根据各管段的风量及选定的流速，确定最 不利环路各管段的断面尺寸和单位长度摩擦 阻力。 根据表2-2-3输送含有轻矿物粉尘的空气时， 风管内最小风速为，垂直风管12m/s、水平 风管14m/s.
考虑到除尘器及风管漏风，取5%的漏风
系数，管段6及7的计算量为
6300×1.05=6615m3/h. 管段1 有水平风管，初定流速为14m/s。根据 Q1=1500m/h(0.42m3/s)、V1=14m/s所选管 径按通风管道 统一规格调整为 D1=200mm：实际流速V1=13.4m3/S;由图2-31查得，Rml=12.5Pa/m。 同理可查得管段3、5、6、7的管径及比摩阻， 具体结果见表2-3-5。 4.确定管段2、4的管径及单位长度摩擦力，
空调冷热水和冷却水管道水力计算
1 电算表编制说明
1.1 空调冷水和冷却水系统管道沿程阻力采用海澄－威廉公式：
Pm 105 Ch
1.85
dj
4.87
qg
1.85
L （1.1.1）
式中 △Pm——计算管段的沿程水头损失（kPa） ； dj——钢管计算内径（m） ，按本院技术措施表 A.1.1-2 编制取值； 3 qg——流量（m /s）,根据冷热量和供回水温差计算确定； L——计算管段的长度（m） ； Ch——海澄－威廉系数，闭式系统取 Ch＝120,开式系统取 Ch＝100。 1.2 四管制空调热水的沿程损失采用以下计算公式：
Pm L
v2
dj 2
（1.2.1）
式中 △Pm ——计算管段的沿程水头损失（Pa） ； L ——计算管段长度（m） ； λ ——管段的摩擦阻力系数； dj ——水管计算内径（m） ，按本院技术措施表 A.1.1-2～A.1.1-9 编制取值； 3 ρ ——流体的密度（kg/m ）,水的密度按本院技术措施表 A.2.3 编制取值； 。 v ——流体在管内的流速，根据水量、管径计算确定（m/s） 1.3 管道摩擦阻力系数λ 采用钢管的空调热水管道摩擦阻力系数λ 采用以下计算公式： 1） 层流区（Re≤2000）
3
表1
冷却塔类型 H2（MPa）
冷却塔布水管处所需自由水头 H2
喷射式冷却塔 0.1～0.2 横流式冷却塔 ≤0.05 0.1
配置旋转布水器的逆流式冷却塔
2 各工作表适用范围 2.1 表 1 适用于采用钢管的闭式或开式空调冷冻水系统（闭式、开式系统对应的海澄-威廉系数 Ch 值分别为 120,100） ，下列系统也可参考采用： 1) 冷热水合用的空调双管系统，按表 1 进行夏季冷水水力计算并确定管径，冬季热水总 阻力可按表 4-4 进行估算。 2) 水环热泵水系统按夏季冷水工况采用表 1 计算。 2.2 表 2 适用于采用钢管的开式或闭式冷却水系统， （闭式、开式系统对应的海澄-威廉系数 Ch 值 分别为 120,100） ，租户冷却水系统的二次水等，也可采用表 2 计算，由设计人对计算表格式进行 必要的增删。 2.3 表 3 适用于四管制的闭式空调热水系统。 2.4 表 4 适用于空调冷冻水系统、空调热水系统、空调冷却水系统水泵扬程的计算，计算方法及公 式详“0.1 设备专业常用计算内容和方法汇总”6.5 节。 2.5 表 5 适用于冷凝水管径计算。 3 电算表使用说明 3.1 表中蓝底填充单元格内为必须输入的已知数据； 字体为蓝色的格表示其中数据使用者可以根据实际情况修改，其中管道局部阻力系数或当量 长度根据院技术措施填写，计算人可自行增加局部阻力种类，需修改“阻力系数和”或“当量长 度和”项计算公式。 字体为粉色的单元格为中间计算结果，一般情况下使用者不必改动； 红色斜体字为最终计算结果。 3.2 计算、参数宏表为计算使用的参数或编制的计算函数，如无特殊需要一般不要改动。 3.3 表中空调末端和自控阀等阻力应根据生产厂提供的数据输入。 3.4 表 1~3 管道阻力计算仅计算到分集水器，水泵扬程计算在表 4，冷水机组蒸发器、冷凝器、热 交换器、冷却塔等设备的阻力应根据生产厂提供的数据输入，估算时可参考“参数”工作表中的 设备压力损失参考值。 3.5 实际工程中管道分支情况与示例计算表不同时，计算人应修改各并联环路“不平衡率”项计 算公式。
课件2-空调冷(热)水系统水力计算
空调冷（热）水系统的水力计算1 空调冷（热）水水力计算的基本公式设备阻力++=∆+∆=∆2.2ρνζRl P P P j m （1-1）Rl P m =∆（1-2）2.2ρνζ=∆j P （1-3）22v d l R ⋅⋅=ρ （1-4）)Re 5.271.3lg(0.21λλ+-=d k （1-5） 式中 ΔP--管网总阻力，（Pa ） ΔP m --管网沿程阻力，（Pa ） ΔP j --管网局部阻力，（Pa ）设备阻力--如制冷机组蒸发器及冷凝器、热交换器、锅炉、冷却塔、风机盘管、 新风机组、空调机组等R ——单位长度直管段的摩擦阻力（又称比摩阻），Pa/m ；）—最不利管网总长（—m l λ——摩擦阻力系数，m ； ζ——管道配件的局部阻力系数 ρ——水的密度，kg/m 3；v ——水的流速，m/s ；k ——管内表面的当量绝对粗糙度，m ；闭式循环水系统：k=0.2mm ；开式循环水系 统：k=0.5mm ；冷却水系统：k=0.5mm 。
d ——管道直径，m 。
Re ——雷诺数：附：一个大气压下水的密度2 空调计算管段冷（热）水流量计算tqG ni i∆=∑=163.11（2-1）式中∑=ni iq1——计算管段的空调冷（热）负荷，W ；t ∆——供回水温差，oC 。
（空调冷水供回水温差不应小于5 oC ；空调热水供回水温差，严寒和寒冷地区不宜小于15 o C ，夏热冬冷地区不宜小于10oC ）确定计算管段的冷水量∑=ni iq1时，可以根据管路所连接末端设备（如AHU 、FCU 等）的额定流量进行计算（叠加）。
但必须注意，当总水量达到与系统总流量（水泵流量）相等时，干管的水量不应再增加。
3 管径的选择及沿程阻力计算3.1 空调水系统单位长度摩擦压力损失（比摩阻）宜控制在100~300Pa/m ；最大不应超过400Pa/m （热水管道建议取低值）。
空调房间内管道流速不宜超过表3-1的限值。
对暖通空调中水力平衡调节设计的认识及思考
对暖通空调中水力平衡调节设计的认识及思考暖通空调工程水力平衡的调节是一个核心性问题，也是设计者们探究的重要课题。
因此本文重点提出了静态水力平衡及动态水力平衡两种理念，并根据两种水力平衡自身的特点，剖析了定流量系统及变流量系统等多种较为经典的方法，提出了水力平衡方法的使用是完善供热（冷）空调系统情况及提高节能革新的有效方式。
标签：暖通空调；水力平衡；调节引言在暖通空调水系统中，水力失衡是最为普通的问题。
因为水力失调造成系统流量匹配不准确，一些地区流量太多，一些地区流量又不够，导致一些地区冬天供热不足、夏天制冷不够的情况，系统运送冷、热量不准确，从而导致能量的损失，或者为解决此类问题，完善水泵扬程，但依旧会产生热（冷）不平衡及更大的电能损耗。
所以，一定要应用对应的调节阀门对系统流量匹配实施调节。
尽管一些常用阀门像截止阀、球阀等也拥有相应的调节水平，可由于其调节功效不好以及不能对调节后的流量实施检测，所以这种调节只可以说是定性的及不精准的，通常给工程安装完成后的调试工作及运作管理带来许多的不方便。
所以最近这些年来，在许多的暖通空调工程的核心部位（像集水器）、尤其是在某些外国设计公司策划的工程项目中，都大规模地应用水力平衡阀来调节系统的流量匹配。
1 水力平衡调节状况水力失调是暖通空调中是最容易遇见的问题，处理这个问题就需要使用对应的举措来完善系统流量分散的不平均，能够采用调节阀门的手段。
在当前的市场上，一些最常用的阀门拥有一定的调节水平，像使用广泛的球阀、截止阀等等。
可是，因为这些常用的零件的调节弓能不太完善，而且也不能对调节后的系统流量实施检验和测量。
因此，这种调节在一些层面比较固定，也会有一些不准确性。
甚至还会在工程装配完成后对以后的调试工作及运作管理带来不可避免的麻烦。
因为很多因素的影响，最近，对暖通空调工程的核心位置，在设计的工程中采取符合应用的水力平衡阀，通常使用自力式压差调节阀或自力式流量控制阀对流量分配情况进行调节。
暖通空调水力平衡分析
暖通空调水力平衡分析暖通空调系统是现代建筑中必不可少的一部分，它的主要作用是为建筑内的人员提供舒适的温度和空气质量。
然而，在暖通空调系统设计与施工中，常会出现水流量不均衡、水压不稳定等问题，这会导致系统能效低下、压力波动等负面影响。
因此，进行水力平衡分析是确保暖通空调系统顺利运行的关键环节之一。
1.暖通空调系统的水力平衡水力平衡是指在管路系统中通过合理布置流通方式、管道尺寸、阀门和泵的数量及功率等，使水在管道中能够均匀流动，从而达到管路各处的流量、压力、速度等参数的平衡状态。
暖通空调系统的水力平衡主要包括两方面内容：一是通过合适的水流量配管，使各个机组能够达到设计的供冷、供热量；二是在管路中保持合适的水压力，确保系统正常运行。
2.暖通空调系统水力平衡分析的意义暖通空调系统中水力平衡的实现对系统性能和经济性都有重要影响。
水力不平衡会导致系统流量不均匀，造成冷热负荷不匹配，降低系统供暖/供冷效果，提高能耗成本，同时还会对设备和管道造成损坏。
通过水力平衡分析，可以帮助设计师、施工方和用户更好地了解系统的状况，及时解决水力不平衡问题，提高系统的能效，加强其可靠性和稳定性。
3.暖通空调系统水力平衡分析的方法及工具暖通空调系统水力平衡分析的方法包括实地测量、计算分析以及试验室模拟等。
实地测量方法：通过现场测量管道的压力、流量、温度等参数，分析管道系统水力状况。
计算分析方法：根据建筑物空调系统的相关参数，使用计算软件进行模拟计算分析。
试验室模拟法：在模拟试验室中对管道系统进行模拟试验，分析系统性能和水力平衡状况。
工具方面，现在有许多强大的水力计算软件，如Elite、Flowmaster和Revit MEP等，可以帮助工程师进行精准的水力平衡分析。
4.暖通空调系统水力平衡分析应注意的事项（1）确保管道清洁：管道系统中有铁屑、沙子等杂物，将直接影响水流量的均匀性，从而影响水力平衡的达成。
（2）合理选择管道尺寸：为了保证水流量的均衡，一般采用相同尺寸的管道进行配管，如果在分支管道上使用较小的管径，可能会影响到主干管道的水力平衡。
空调冷热水温度、水力计算和管路平衡
空调冷热水温度、水力计算和管路平衡舒适性空调的冷热媒参数的确定舒适型空调的冷热媒参数，应考虑对冷热源装置、末端设备、循环水泵功率的影响等因素的确定，并应保证技术可靠、经济合理：1、 空调冷水供回水温差不应小于5℃；冷水机组直接供冷系统的空调冷水供回水温度可按冷水机组空调额定工况取7/12℃；循环水泵功率较大的工程，宜适当降低供水温度，加大供回水温差，但应校核降低水温对冷水机组性能系数和制冷量的影响。
2、 采用蓄冷装置的供冷系统，空调冷水供水温度应根据采用的蓄冷介质和蓄冷、取冷方式等参考表5.8.1确定；当采用冰蓄冷装置能获得较低的供水温度时，应奖励加大供回水温差；3、 采用换热器加热空调热水时，其空调热水供水温度宜采用60~65℃，供回水温差不应小于10℃；4、 采用直燃式冷（温）水机组、空气源热泵、地源热泵等作为热源，供回水温度和温差应按设备要求确定；5、 当空调冷水或热水采用大温差时，应校核流量减少对采用定型盘管的末端设备（如风机盘管等）传热系数和传热量的影响，所用的风机盘管机组的性能应经过测试。
空调系统的水流量1、 计算管段的水量应按下式计算：tQ G ∆=163.1（5.8.2） 式中 G ——计算管段的水量(m 3/h);Q ——计算管段的空调符合（kW ）；t ∆——供回水温差（℃）。
2、 计算管段的水量可按所接空气处理机组和风机盘管的额定流量的叠加值进行简化计算，当其总水量达到与水泵流量相等时，干管水流量值不再增加。
空调冷水系统的阻力计算1、 管道每米长摩擦阻力可按下式计算：85.187.485.1105s j h i q d C H --=（5.8.3-1）式中i H ——计算管段的比摩阻（kPa/m ）；d ——管道计算内径（m ）；q ——设计秒流量（m 3/s ）；C ——海澄-威廉系数，钢管闭式系统取C=120，开式系统取C=100。
2、 比摩阻宜控制在100~300Pa/m ，不应大于400Pa/m ；且空调房间内空调管道流速不宜超过表5.8.3-1的限值。
暖通水力计算和负荷计算
暖通水力计算和负荷计算暖通水力计算和负荷计算是暖通空调系统设计的重要工作，用来确定供水及回水管道的尺寸、泵的选择、风机的选择以及冷热负荷的计算。
下面我们将对暖通水力计算和负荷计算进行详细介绍。
暖通水力计算主要包括供水管道、回水管道、水泵和风机的水力参数的计算。
水力参数包括流量、压力、速度和功率等。
在进行水力计算时需要考虑系统的总水力损失和回路的水力平衡。
供水管道的水力计算是根据设计流量和压力损失来确定管道的尺寸。
根据流体力学原理，流量和压力损失之间存在一定的关系，可以通过水力计算公式来确定管道的尺寸。
水力计算公式包括液体的标准速度和雷诺数公式等。
回水管道的水力计算是根据回水压力和流量来确定管道的尺寸。
回水管道是供水管道的一部分，回水管道的尺寸主要受到回水压力的影响。
回水压力一般为供水压力的一定百分比，通过水力计算公式来确定管道的尺寸。
水泵的水力计算是根据供水系统的总水力损失来确定泵的扬程和功率。
供水系统的总水力损失包括管道的摩阻损失、弯头的压力损失、阀门的压力损失等。
通过水力计算公式来确定泵的扬程和功率。
风机的水力计算是根据风机的流量和压力来确定风机的功率。
流量和压力之间存在一定的关系，通过水力计算公式来确定风机的功率。
暖通负荷计算主要包括冷负荷和热负荷的计算。
冷负荷是指在制冷季节，需要从室内空间中排除的热量。
热负荷是指在供暖季节，需要向室内空间提供的热量。
负荷计算的目的是确定制冷和供暖设备的功率和容量。
冷负荷的计算是根据室内外温度差、室内外传热系数和室内热负荷来确定。
室内外温度差是指室内空调温度和室外温度的差值，室内外传热系数是指室内和室外之间传热的能力。
通过传热计算公式来确定冷负荷。
热负荷的计算是根据室内外温度差、室内外传热系数和室内热负荷来确定。
通过传热计算公式来确定热负荷。
总的来说，暖通水力计算和负荷计算是暖通空调系统设计的重要环节，通过计算可以确定供水及回水管道的尺寸、泵的选择、风机的选择以及冷热负荷的计算。
暖通设计变流量空调冷水系统的分析和比较
暖通设计变流量空调冷水系统的分析和比较一些对公共建筑集中空调系统的能耗调查测试表明，集中空调系统的夏季用电量中，大约２５％～３０％消耗于冷水泵及冷却水泵的输配上。
空调水系统的合理配置对冷水机组的正常、高效运行有较大影响，因此合理地设计空调水系统是保证集中空调系统节能运行的关键。
随着ＧＢ５０１８９—２００５《公共建筑节能设计标准》的实施，目前空调水系统基本采用末端设置两通阀的负荷侧变流量系统，对冷源侧而言，常规的冷水机组高效稳定运行的前提是流经蒸发器、冷凝器的水量保持恒定。
长期以来，采用常规冷水机组的水系统主要有冷水机组定流量一级泵系统和二级泵系统，近年来，一些设备制造商研发出了蒸发器在一定范围内变流量运行时制冷效率不会改变很多的冷水机组，给空调水系统节能运行带来了新的突破。
笔者在从事工程设计及图纸审查的工作中，发现空调水系统在管路连接、阀门设置、设备选型等方面存在设计不够合理的现象。
笔者结合工作体会，对负荷侧变流量的闭式空调冷水系统中常见的３种水系统形式，即冷水机组定流量、负荷侧变流量的一级泵系统，二级泵系统，冷水机组变流量一级泵系统进行分析比较，总结了各系统的特点和适用条件，系统设计时应注意的问题，供同行参考。
冷水机组定流量、负荷侧变流量一级泵系统ＧＢ５０７３６—２０１２《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》已将定流量一级泵系统（即负荷侧定流量的系统）严格限制在“设置一台冷水机组的小型工程”范围内，除此之外的空调水系统均应通过在末端装置设置水路电动两通阀来实现负荷侧的变水量调节。
实际工程中风机盘管、空气处理机组等空调末端装置基本都采用两位控制的电动两通阀或连续调节的电动调节阀进行水路控制，即负荷侧是变流量系统。
然而对于空调冷源侧来说，流经冷水机组蒸发器的水量控制在一定的范围内是保证冷水机组高效稳定运行的主要因素：当蒸发器的流量逐渐减小到使其管束内流动由湍流变为层流时，蒸发器的传热效果会恶化，使冷水机组效率明显降低，流量过小时制冷机会自动停机保护以防蒸发器内冻结和铜管的破裂；当蒸发器的流量逐渐增大到使其管束内流速超过最大允许流速时，会对铜管产生冲蚀作用，增加泄漏事故率，缩短机组使用寿命。
空调水系统水力计算方法与步骤
qm c t
.
8.5 空调水系统的水力计算
空调冷冻水系统的水力计算
2.空调冷冻水循环水泵的选择
泵的扬程应能克服冷冻水系统最不利环路的总阻力（包括用冷设备、产冷设备、 管道、阀门等阻力）
沿程
.
8.5 空调水系统的水力计算
4 计算个管段的总阻力
5 并联管路阻力平衡计算 6 系统总阻力计算 7 水泵的流量与扬程计算
注意：计 算结果要 用表格的 形式！ ！
.
A
B
旁通管（平衡管）
.
8.5 空调水系统的水力计算
空调冷冻水系统的水力计算
【例题】解题步骤
1 计算冷冻水流量
2 选定最不利环路，结合表8-5、 8-6. 8-7、 8-8依据各管段的流量，确定各管段
的流速与管径，用线性插的局部阻力系数，计算各管段的局部阻力
8.5 空调水系统的水力计算
空调冷冻水系统的水力计算
空调冷冻水系统的水力计算方法与步骤：
✓ 通常按推荐的流速或比摩阻确定管径 ✓ 计算最不利环路阻力损失 ✓ 然后进行并联环路的阻力平衡 ✓ 确定系统总阻力 ✓ 结合水泵特性曲线选择水泵型号
由于空调冷冻水系统供回水温差小，末端换热盘管阻力大，在计算系统总循 环阻力时，可以不计供回水密度引起的作用压力；在并联环路平衡时，一般 也可忽略不计。
.
8.5 空调水系统的水力计算
空调冷冻水系统的水力计算
1.管径的确定
空调水系统的管内流速按下表9-6推荐值采用, 或依据表9-7根据流量确定管径。
.
8.5 空调水系统的水力计算
空调冷冻水系统的水力计算
暖通水力计算的方法步骤
暖通水力计算的方法步骤暖通水力计算呢，就像是给暖通系统做一个超级细致的体检，搞清楚水在这个系统里是怎么流动的。
一、收集基本信息。
这就像是了解病人的基本情况一样。
得知道这个暖通系统的大致布局，比如说管道是怎么连接的，是串联呢还是并联呀。
还有各个设备的位置，像散热器、空调机组这些都在哪。
同时呢，要清楚每个部分需要的流量是多少，这就好比知道每个器官需要多少血液供应似的。
像散热器，它有自己散热的要求，这就决定了要流过它多少水才能达到理想的散热效果。
二、确定管道的管径。
这一步可有趣啦。
就像是给水流选择合适的道路宽窄。
我们得根据流量和流速来确定管径。
如果管径选小了，水就会挤得慌，流速太快，可能就会呼呼作响，产生噪音，就像人在很窄的小巷子里挤着走，肯定不顺畅。
要是管径选大了呢，又有点浪费材料，就像给小水流修了个超级宽的大河床，没必要嘛。
三、计算沿程阻力。
这沿程阻力啊，就像是水流在管道里行走时遇到的小坎坷。
水在管道里流动，管道壁会对水有摩擦，这就产生了阻力。
我们要根据管道的长度、管径、粗糙度这些因素来计算这个阻力。
这就好比计算一个人在不同路况下走路会有多累一样。
粗糙度就像是路面的平整程度，管径就像是路的宽窄，长度就是走的路程啦。
四、计算局部阻力。
局部阻力就是水流在管道里遇到拐弯、变径或者各种管件时产生的额外阻力。
比如说管道突然变粗或者变细，水就得调整自己的流动状态，这就费劲儿啦。
还有在弯头那里，水得拐个弯，就像人走路突然要转弯，也得费点力气。
要算出这些管件产生的阻力，然后把沿程阻力和局部阻力加起来，这就是整个系统的总阻力啦。
五、校核计算。
最后呢，要做个校核。
看看我们算出来的这些结果是不是合理。
就像做完一道数学题，要检查一下答案对不对。
如果发现不合理的地方，就得回头重新调整管径或者检查计算过程中有没有出错的地方。
暖通水力计算虽然有点复杂，但只要一步一步来，就像搭积木一样，慢慢就能把这个暖通系统的水力情况搞得明明白白的。
暖通空调 水系统设计
13.1 空调冷（热）水系统
13.1.1 空调冷（热）水系统的分类
2.按照供、回水管路的布置方式分 结论
（4）为节管材和建筑空间，也可考虑将空调水系统的总立 管设计成异程式（其前提条件是，将立管内流速取小，管 径放大），这样，有利于节省竖井的空间。而对于各分支 环路，根据管道的长度和支环路的阻力大小，设计成同程 式或异程式，并根据管道的水力计算结果进行压力平衡。 （5）当系统的阻力先天就不平衡时，可通过安装水力平衡 阀予以解决。
13.1.2 空调冷（热）水系统的竖向分区及定压 1.空调冷（热）水系统的 竖向分区
(２) 空调水系统竖向分区 的可能方案
1）将冷水机组设在塔楼 以外的群房顶层 设两个系 统分别向塔楼和群房供水 ，另一台向低区供水。冷 却塔设在群房的屋顶上。
13.1.2 空调冷（热）水系统的竖向分区及定压
1.空调冷（热）水系统的 竖向分区 (２) 空调水系统竖向分区 的可能方案
目前，很多宾馆客房 实行“插钥匙牌”给电的 制度，客人外出，带走“ 钥匙牌”，客房断电，此 时，风机盘管机组停止工 作电动二通调节阀也随之
13.1.1 空调冷（热）水系统的分类
（2）变流量系统
（负荷侧调节方法 ）
变流量系统，整个负荷侧水系统的流量是变化的，
这就意味着可以停开或启动某一台循环泵，以适应水流
13.1.1 空调冷（热）水系统的分类
.按照供、回水管路的布置方式分 结论
（1）对于由风机盘管机组（或新风机组）组成的供、回水 系统，因支管环路的阻力不大且比较接近，而干管环路较长 、阻力占的比例较大，故宜采用同程式布置； （2）对于向若干台组合式空调机组的表冷器供水的系统，
因支管环路的阻力较之主干管路的阻力大得多，故宜采用 异程式布置。 （3）如果建筑条件允许，可采用垂直同程和水平同程的布 置方式，不仅容易达到水力平衡，而且省去大量的调试工作 量。
浅议采暖系统中的水力计算和水力平衡
浅议采暖系统中的水力计算和水力平衡在管网的新建和扩建中，准确、迅速的供热管网水力计算是实现高质量的管网设计、施工以及运行调度的必要条件。
设计者设计热水路网是根据用户已知的热负荷来确定各管段的管径和阻力损失以及网路的阻力损失，进而确定循环水泵的扬程。
然而当今的计算方法各有优劣，水力平衡问题有待提高。
1.采暖系统中的水力计算1.1水力计算的基本概念这里的水力计算指的是通风空调，热水采暖、给排水中流体输配管网设计时根据要求的流量分配，确定管网的各段的管径和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确定动力设备的型号和动力消耗；或根据已定的动力设备，确定保证流量分配的管道尺寸。
是流体输配管网设计的基本手段，是管网设计质量的基本保证。
1.2采暖系统中水力计算的基本方法（1）树状管网的计算。
确定各管段的流量；根据经济流速选取标准管径；计算各管段的水头流失；确定控制点；计算控制线路的总水头损失，确定水泵扬程或水塔高度；确定各支管可利用的剩余水头；计算各支管的平均水力坡度，选定管径。
（2）环状网的计算。
根据已知节点（控制点和泵站）的水压，初步确定其他各节点的水压；根据流量与水头损失的关系求出各管段的流量；计算各节点的不平衡流量；计算各节点的校正压力；重复上述步骤直到校正压力符合要求为止。
1.3当今水力计算的优劣优点：当今通常使用等降温法或变降温法来进行水力计算。
第一步，选择最不利的环路，确定管径和压力损失。
第二，按照平衡要求一一确定剩下环路的管径和压力损失。
如等降温法是假设各立管的“温降”相同，这时便可以根据其热负荷确定立管的流量，在流量一定的前提下一一计算各管段的管径、压力损失。
这种方法很容易确定立管流量，而且各立管温降一致，因此相同楼层不同房间的散热器的平均温度可看做近似相等，散热器片数很容易计算。
然而由于是根据流量选管径，而管径的型号、系列、规格有限，而且并联环路产生的阻力损失很难符合平衡要求，而对异程式系统来说这种缺陷更为严重，因此容易产生“水平失调”现象。
空调水管水力计算
一、空调水系统的设计原则：1、力求水力平衡；2、防止大流量小温差；3、水输送符合规范要求；4、变流量系统宜采用变频调节；5、要处理好水系统的膨胀与排气；6、解决好水处理与水过滤；7、切勿忽视管网的保冷与保温效果。
二、冷冻水、冷却水管的计算1、压力式水管道管径计算D=103πνL4（mm ）公式中 L------水流量（m 3/s ）v-------计算流速（m/s ）一般水管系统的管内水流速可参考表13-12的推荐值取用表13-13选择。
2、直线管段的阻力计算Δh=d l λ×22v ρ=R ×l 式中Δh---长度为l （m ）的直管段的摩擦阻力（Pa ）λ---水与管内壁间的摩擦阻力系数；l----直管段的长度（m ）；d----管内径（m ）；ρ----水的密度（kg/m 3），当4℃时为1000kg/m 3R-----长度为1m 直管段的摩擦阻力（Pa/m ）三、空调设备流量计算由Q=CM ΔT 可得出：M=Q/C*ΔT （Kg/S ）Q-----空调制冷或制热量（Kw ）C-----水的比热容，4.2KJ/Kg*℃ΔT---进出空调设备的供回水温差，ΔT =T G -T H四、风机盘管选择1、计算室内空调冷负荷Q （W ），简单依单位面积指标及经验估算。
2、考虑机组的盘管用后积垢积尘对传热的影响，对空调冷负荷要进行修正，冷负荷应乘以系数a仅冷却使用 a=1.10作为加热、冷却两用 a=1.20仅作为加热用 a=1.153、依据空调冷负荷选择风机盘，一般按中档运行能力选择。
4、校核风量：L=)(3600s n h h Q -ρ L-----风机盘管名义风量（m 3/h ）Q-----室内空调冷负荷（KW）h n-----室内空气计算温度下空气焓值（KJ/Kg）h s------室内空气送风温度下空气焓值（KJ/Kg）ρ-----空气密度，取标态下1.2Kg/m3五、送风温差1、一般舒适性空调送风温差：送风高度≤5m 送风温差Δt s≤10℃送风高度＞5m 送风温差Δt s≤15℃2、工艺性空调的送风温差：六、集水器的选择：1、通常用到集水器及分水器时水系统至少要分为三个子系统以上才会考虑用之！集水器与分水器的管径，接其中水的流速大致控制在通常情况下0.5~0.8m/s，并应大于最大接管开口直径的二倍。
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暖通空调水系统管路设计中冷热水系统的选择及水力计算探析
摘要：本文结合实际设计中的经验，介绍了暖通空调冷热水系统的管路水力设计和计算方法，并对设计中冷热水系统应选择何种类型系统做了详细的阐述，并说明了各自的优缺点，希望能对暖通空调的设计做出些许贡献。
关键词：暖通空调水系统管路设计冷热水系统选择水力计算
1、概述
暖通空调工程常采用冷热水作介质，通过水系统将冷、热源产生的冷、热量输送给换热器、空气处理设备等，并最终将这些冷热量供应至用户。
空调水系统由以下几部分组成：冷热源：主要有冷(热)水机组、热水铝锅炉和热交换器等；输配系统：包括水泵、供回水管道及附件；末端设备：如换热器(包括表冷器、空气加热器、风机盘管等)以及喷水室等热湿交换设备和装置。
空调冷热水系统由空调冷冻水系统和空调热水系统组成。
2、空调冷热水系统的类型
2.1 开式水系统和闭式水系统
（1)开式水系统。
开式水系统在管路之间设有储水箱(或水池)通大气，回水靠重力自流到回水池。
开式水系统的储水箱具有一定的蓄能作用，可以减少冷热源设备的开启时间，增加能量调节能力，且水温波动可以小一些。
但开式水系统水中含氧量高，管路和设备易腐蚀，水泵扬程要加上水的提升高度，水泵耗电量大。
(2)闭式水系统。
闭式水系统的管路不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱并有排气和泄水装置。
闭式水系统不论是设备运行或停止期间，管内都应充满水，管路和设备不易产生污垢和腐蚀，水泵的扬程只需克服循环阻力，而不用考虑克服提升水的静水压力，设备耗电较小。
2.2 定流量水系统和变流量水系统
按系统的循环水量的特性划分，可将空调冷热水系统分为定流量水系统和变流量水系统。
(1)定流量水系统。
定流量水系统中的循环水流量保持定值，当负荷变化时，可通过改变水量或者调节表冷器或风机盘管的旁通水流量进行调节。
对于多台冷水机组，且一机一条的定流量系统，当负荷减少相当于一台冷水机组的冷量时，可以停开一台机组和一台水泵，实行分阶段的定流量运行，这样可节省运输冷量
的能耗。
(2)变流量水系统。
变流量水系统中供、回水温度保持不变，负荷变化时，可通过改变供水量调节。
变流量系统一般指冷源供给用户的水流量随负荷的变化而变化，而通过冷水机组的流量是恒定的。
这是因为对一般的冷水机组来说，水流量变小会影响机组的性能，而且有结冰的危险存在。
2.3 一次泵水系统和二次泵水系统
按水系统中的循环水泵设置情况划分，可分为一次泵水系统和二次泵水系统。
(1)一次泵水系统。
一次采水系统只用一组循环水泵，系统简单、初投资省但为了保证冷水机组的流量恒定，不能充分利用输送管网中的水流量减少(变流量系统）。
(2)二次泵水系统。
二次泵水系统把冷冻水系统分成冷冻水制备和冷冻水输送两部分。
为了保证通过冷水机组水量恒定，一般采用一泵对一机的配置方式。
与冷水机组对应的泵称为初级泵(一次泵)，并与供、回水干管的旁通管组成冷冻水制备系统。
连接所有负荷点的泵称为次级泵(也称二次泵)。
末端装置管路与旁通管构成冷冻水输送系统，输送系统完全根据负荷的需要，通过改变水泵的台数或水泵的转数来调节系统的循环水量。
通常，把这种生产冷冻水的环路和输送冷冻水的环路串联起来的冷冻水系统称为二次泵系统，其优点是可以降低冷冰水的输送能耗。
2.4 双管、三管和四管制水系统
(1)双管制水系统。
一根供水管，一根回水管，各组换热设备并联在供、回水管之间。
双管式系统各换热设备流量可单独控制，使用灵活，调节方便。
(2)三管制水系统。
两根供水管分别供应冷水和热水，—根回水管冷、热水回水共用，各组换热设备并联在供、回水管之间。
这种系统形式虽比四管制经济，但共用回水管会造成冷量和热量的混合损失，同时调节控制也较复杂。
(3)四管制水系统。
采用两根供水管、两根回水管，分别供冷水和热水，各组换热设备并联在供、回水管之间，适用于一些负荷差别比较大，供冷和供热工况交替频繁或同时使用的场合。
这种系统初投资较高，但运行很经济，对室温的调节具有较好的效果，往往在舒适性要求很高的建筑物内采用。
2.5 同程式水系统和异程式水系统
根据系统中各循环环路流程长度是否相同，可将空调冷热水系统分为同程式水系统和异程式系统。
异程式系统中各循环环路长度不同，其环路阻力不易平衡，阻力小的近端环路流量会加大，远端环路的阻力大，其流量相应会减小，从而造
成在供热水(或冷水)时近端用户比远端用户所得到的热量(或冷量)多，形成水平失调。
同程式系统则可避免或减轻水平失调，空调冷热水系统应尽可能采用同程式系统，包括立管同程和干管同程，都有利于克服系统失调。
在大型建筑物中，为了保持水力工况的稳定性和减少初次调整的工作量，水系统应设计成同程式，但当管路阻力和盘管阻力之比在1:3左右时可用异程式水系统。
3、冷热水系统的管路水力计算
空调冷热水系统的水管设计与采暖管路有许多相同之处，如管路要设立坡度以排除系统中积存的空气；水系统应设膨胀水箱等等。
水在管内流动时产生的阻力为沿程阻力与局部阻力之和。
即
式中：
——水在管内流动时所产生的阻力(Pa)；
——单位沿程阻力(比摩阻) (Pa/m)，宜控制在100—300Pa/m(制表时水温为10℃，当量绝对粗糙度K：闭式系统K＝0.2mm，开式系统K=0.5mm。
)；
——局部阻力系数(一些阀门、管配件的局部阻力系数，一些设备的阻力)；
1——管道长度(m)；
——水流速(m/s)。
冷热水管道的阻力损失、计算方法、步骤同机械循环采暖系统的水力计算。
应减少并联环路之间的压力损失的相对差额，当超过15％时，应设置调节阀。
4、结语
暖通空调的冷热水系统设计计算是简单明了的，冷热水系统设计关键在于如何根据实际的工程状况选择合适、降低能耗损失、高效，使用灵活，操作方便的类型。