中央空调_第5章水系统设计

水系统的组成
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
△P
L1 L2
图
F
例
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
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 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
冷却水系统原理图：
水系统的组成
电子水处理仪：用于处理水质，除去长时间循环的冷 水，冷却水的重碳酸盐、细菌、藻类等。目前用得最 多的是高频电子水垢处理仪。传统的是定期向系统中 投入一定量的药物清洗剂。
水系统的组成
水流开关：当水流开关感应到通过热交换器的水流量 过低时，该装置会使机器停止运行。安装时尽量安装
管路不与大气相接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水
装置的系统。
闭式系统示意图：
风机盘管
风机盘管
换热器
闭式系统的优缺点
闭式系统的优点：
◆由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。 ◆不需为高处设备提供的静水压力，循环水泵的压力低，从而水泵
的功率相对较小。
◆由于没有回水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等， 因而投 资省、系统简单。
T T T
风机盘管
风机盘管
风机盘管 回水 供水
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。
优点：
异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。
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 T T
风机盘管
风机盘管
风机盘管 回水 供水
特点：
复式泵系统可实现水泵变流量（冷热源侧设置 定流量，负荷侧设置二次水泵，可调节流量）， 节约输送能耗。能过适应空调分区的负荷变化。 适用于大型的空调系统。
总结论：

对于一般建筑物的舒适性空调，其冷（热） 水系统宜采用单式水泵供水，变水量调节， 双管制的闭式系统，并尽可能采用同程式或 分区同程式。
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
△P
L1 L2
图
F
例
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
空调末端
空调末端
平衡阀是一种具有特殊功能的阀门，具有良好的流量特性，能够合理分配 流量，实现流量定量，可以有效地解决供热（空调）系统中存在的室温冷 热不匀问题。由于该阀上设有开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定 的测压小阀，所以只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用 专用智能仪表进行一次性调试后锁定，将系统的总水量控制在合理范围 内，从而克服了“大流量、小温差”的不合理现象，但由于价格较贵，一 般 用于末端装置很多的大型系统和精度要求较高的情况。
◆按调节方式可分为：定水量和变水量
开式系统的定义
开式系统定义：
◆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。
开式系统示意图：
风机盘管
风机盘管
换热器
开式系统的优缺点
开式系统的优点：
◆冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加
能量调节能力，且冷水温度的波动可以小一些。
水系统包括:
冷(热)水系统
冷却水系统 冷凝水系统
水系统的分类
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：开式系统和闭式系统 ◆按供、回水管道数量分为：双管制、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
◆按循环水泵的配置方式分为：单式泵和复式泵
开式系统的缺点：
◆冷水与大气接触，循环水中含氧量高，宜腐蚀管路。
◆末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差 较大时，水泵则须 克服高差造成的静水压力，增加耗电量。 ◆如果喷水池较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水
池和回水泵。
◆如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。
闭式系统的定义
闭式系统定义：
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。
风机盘管
优点：
三管制系统能够同时满足供冷和 供热的要求，管路系统较四管制简单。
风机盘管
缺点：
比两管制复杂，投资也比较高， 且存在冷、热回水的混合损失。
HEAT COOL
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。
空调末端
空调末端
水泵停泵时水倒流会形成一种叫水锤现象,在有压力管路中，由于某种外界原因 （如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）使水的流速突然发生变化，从而引起 压强急剧升高和降低的交替变化，为种水力现象称为水击或水锤。有可能会把 水泵的叶片打坏,一般水泵出水口后,会有止回阀,这样会把这种伤害降到最低
水系统的组成
在水泵的出口管段。
水系统的组成
冷冻水系统原理图：
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
△P
L1 L2
图
F
例
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
空调末端
空调末端
优点：
四管制系统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。 由于冷水和热水在管路和末端设备中 完全分离，有助于系统的稳定运行和减 小设备的腐蚀。
风机盘管
风机盘管
缺点：系统复杂，投资大
HEAT COOL
定水量系统
定水量系统中的水量是不变的，它通过改变供回水温差来适应 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。 ◆负荷增加时，供回水温差会适当增大； ◆负荷减小时，供回水温差会适当减小。
水系统的组成
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
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。
水系统的组成
压差控制阀
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
a
△P
b
L1 L2
图
F
例
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
空调末端
空调末端
当系统阻力增大，水泵扬 程增高，a,b两点的压差增 大，水流量减少。为保持 系统内压力稳定，在供、 回水总管之间设置带压差 控制阀的旁通管，当a,b两 点间压差超过压差控制阀 的整定值时，阀门开启， 部分水量返回至冷水机组 循环流动，冷水机组定流 量运行。另外，对于间断 使用的空调系统，循环水 量也可通过压差旁通阀回 流。
闭式系统的缺点：
◆蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。 ◆膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。
两管制水系统
定义：
冷水系统和热水系统采用相同的供 水管和回水管，只有一供一回两根水管 的系统。
风机盘管
优点：
两管制系统简单，施工方便。
风机盘管
缺点：
不能用于同时需要供冷和供热的场
所。
HEAT COOL
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
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。
水系统的组成
第五章 中央空调水系统设计
张海涛

中央空调水系统的作用就是将冷热媒水,按空 调房间冷热负荷的要求,准确送至空气处理设 备,处理房间内的空气.水系统投资比较多,水 泵能耗较大,而且水系统对整個空调系统的使 用效果影响大,是空调设计中的一个重要组成 部分。
中央空调水系统
5.1中央空调水系统概述
一 水系统的分类
水系统的组成
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
△P
L1 L2
图
F
例
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
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，设置过滤器。
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。
水系统的组成
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
△P
L1 L2
图 例

三、水系统的设计原则
5.2水系统的分区、承压和定压
1.空调分区
(1) 分区的原则：空调水系统是否要分区，主 要由空调末端设备和制冷设备的允许承压来考虑。 一般来说，当建筑总高度H>100m时，冷媒水系统宜 竖向分区.
单式泵系统和复式泵系统
单式泵
冷（热）源侧与负荷侧合用一组循环水泵
特点：
单式泵系统简单，初投资省。但是不能调节系 统流量，在低负荷时不能减少系统流量以节约 能耗。常用于小型建筑物的空调系统中，不能 适应供水半径相差悬殊的大型建筑物的空调系 统中
复式泵
冷（热）源测与负荷侧分别配备循环水泵
水系统的组成
膨胀水箱
膨胀水箱
冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
a
△P
b
L1 L2
图
F
例
名 称 碟阀 水流开关 过滤器 浮球阀 压力表 温度表
图
例
L1来自百度文库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
空调末端
空调末端
一是收集因水加热体积膨 胀而增加的水容积，防止 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 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 水系统的压力分布分析十 分重要。
T
风机盘管
变水量系统
变水量系统是通过改变空调负荷侧的水流量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 的电动二通调节阀调节。 ◆ 风机盘管一般采用双位调节(即通或断)的电动二通阀。 ◆新风机和风柜一般采用比例调节(开启度变化)的电动二通阀。 ◆在负荷减小时，为使供回水能平衡，必须在供回水集管间装旁通 管，且应在旁通管上设置压差旁通阀。
膨胀水箱 冷水机组
接自来水管 接排水管
膨胀管
F
冷 凝 器 蒸 发 器
冷冻水泵 一用一备
△P
L1 L2
图 例
F
止回阀：主要用于阻止介 质倒流。主要安装在水泵 的出水段。
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
T
风机盘管
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。
优点：
同程式系统中系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调 节方便。
缺点：
同程式系统由于采用回程管，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。
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△P
b
L1 L2
图
F
例
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
空调末端
空调末端
二、冷却水系统的主要形式
1.直流式冷却水系统 2.混合式冷却水系统 3.循环式冷却水系统

循环式冷却水系统
1.利用喷水池冷却 2.利用冷却塔冷却 （1）单独配套相互独立的冷却水系统 （2）共用供回水管的冷却岁循环系统 a.下水箱式冷却水系统 b.上水箱式冷却水系统 c.多台冷却塔并联运行的冷却水系统 （3）冷却塔供冷系统