高层建筑空调水系统

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二次泵系统变水量系统运行的基本原理可 用热力学第一定律表述为：
Q =W × C ×Δt
式中， Q — 系统冷负荷； W — 冷冻水流量； C — 冷冻水定压比热； Δt — 冷冻水系统送回水温差。
热力学第一定律表明，在冷水系统中，可 以根据系统的实际冷负荷大小调整冷水流量或 冷水系统送回水温差。
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异程式水系统管路简单，因不需要同程管， 水系统投资较省。如果各房间盘管之间有不同 的阻力或者在系统较小，层数较低时，可采用 异程式布置，但所有盘管连接管上必须用流量 调节阀平衡阻力。
Hale Waihona Puke Baidu
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异程式水系统
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定流量水系统与变流量水系统
一个理想的空调水系统它应该具备如 下的特点：
1) 负荷变化时保持冷却水和冷冻水 的送回水温差不变；
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双水管风机盘管分区系统
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三水管系统
三水管系统的每个风机盘 管都有冷、热两条供水管，而 回水管共用一根。这种系统适 应负荷变化的能力强，可较好 地进行全年温度调节，可任意 调节房间温度。但由于冷热回 水同时进入回水管中，故有混 合损失，运行效率低；冷热水 环路互相连通，系统水力工况 复杂；初投资比双管系统高。
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（2）采用多台冷水机组及相应的水泵联合 运行时，其系统工作情况取决于水泵的运行方 式，以两台冷水机组为例来说明。
1）需冷量小于50%设计冷量时，停止一 台冷水机组，但两台水泵仍然同时运行。
这样做能保证各个末端的水流量符合原设 计值，系统水力工作点无变化。但供水温度升 高，设备除湿能力降低。这时对于供冷量需求 为100%的用户不能满足其要求。
高层建筑空调水系统
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相关资料显示，输配系统能耗约占空调 系统总能耗的20%~50%，部分甚至超 过60%，造成能源浪费严重，因此对输 配系统能效比提出要求。
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空调水系统的分类：
1.开式系统和闭式系统 2.双水管、三水管、四水管系统 3.同程式和异程式 4.定流量和变流量 5. 一次泵系统和二次泵系统
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同程式水系统
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当层数多，需要划分为竖向两个或三个水 系统，有时中间层不设技术夹层或设备层时， 可以采用同程和异程相结合的混合水系统方式， 易于高层建筑的布置(见下图)。在上区系统同 一立管上的各盘管之间阻力稍有不平衡，这时 可用盘管前流量调节阀门加以平衡。
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同程和异程混合水系统
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四水管系统
四水管系统有分开的冷、 热供回水管。这种系统和三 管系统一样可以全年使用冷 水和热水，故调节灵活，可 适应房间负荷的各种变化情 况，且克服了三水管系统存 在的回水管混合损失问题， 运行操作简单，不需要转换。 缺点是初投资高，管道占用 空间大。
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异程式和同程式
同程式水系统在高层建筑闭式水系统中被 广泛应用。由于经过每一环路管路的长度相同， 故很少需要阻力平衡。如果各用户盘管阻力相 同或近乎相同时，采用同程式系统是一种有效 的均压设计方法。
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如果改变送回水温差Δt，而保持流量W 不 变，则形成定流量系统。如果保持冷水送回水 温差Δt 不变，改变冷水流量W 则形成变流量 系统。理想的变水量系统，其送回水温差保持 不变，而使冷水流量与负荷成线性关系。
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中央空调水系统的负荷特性
由于公共和民用建筑空调系统的负荷主要来 自围护结构传热(包括太阳辐射)和新风负荷， 空调系统实际负荷随室外气象条件而变化，另 外，由于建筑物中各个房间功能的差异，往往 使用时间不相同，并且使用期间室内发热情况 不同，高峰负荷出现的时间也不相同，而定流 量空调最大负荷是根据各房间设计负荷的叠加 值来确定的。
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开放式和密闭式系统
开放式(简称开 式)水系统是指管 道与大气相通的一 种水系统。其回水 集中进入建筑物底 层或地下室的水池 或蓄冷水池，再由 水泵经冷却或加热 后输送至整个系统。
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开式系统的优点： （1）夏季可用喷水室冷却空气，一般来说，喷
水室的效率比表冷器高一些。 （2）水池可用于夏季蓄冷。
没有关系。 （2）机房占地面积减小。 （3）没有腐蚀
闭式系统的缺点： （1）不能使用喷水室 （2）不具备蓄冷能力
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双水管、三水管、四水管
双水管系统冬 季供应的热水，夏 季供应的冷水都是 在相同管路中进行 的。优点是系统简 单，初投资节省。
双水管系统
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双水管系统的缺点，在全年空调的过渡季， 会出现朝阳房间需要冷却而背阴房间则需加热 的情况，这种系统就不能全部满足各房间的要 求。当系统以同一水温供水时，房间会出现过 冷或过热的现象。对这种情况，往往采取把整 个建筑物按朝向分区；另外在建筑物垂直方向 上，可根据设备承压能力或高层和低层区不同 的使用时间进行垂直分区。
2) 水系统运行能耗最小，当负荷减 少时，冷水机组运行能耗随之减少，水 泵运行能耗也随负荷的减小而相应减少；
3) 系统简单，一次投资少。
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定流量水系统
定流量水系统是指 在水路系统的空调末 端使用三通阀的系统。
一级泵定流量水系统
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定流量系统管道简单，控制方便，但存在 下列缺点：
（1）冷水机组总容量及水泵总流量必须按 各末端冷量的最大值之和来计算而不能按各末 端冷量逐时之和的最大值来决定。这使得冷水 机组和水泵安装容量过大，能耗过高。
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2）需冷量小于50%设计冷量时，运行一 台冷水机组及相应的。
这样做能保证供水温度不变，但水系统的 工作点将下移，造成水泵处于超流量状态，可 能烧毁电机。并且对于供冷量需求为100%的 用户不能满足其冷量要求。
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变流量水系统的基本概念及原理
通常所说的变流量系统是指在水路系统的 空调末端使用二通阀的系统，是与水路系统的 空调末端使用三通阀的定流量系统相对而言的。 使用变流量水系统的目的之一就是要使冷水所 载的冷量及冷却水所带走的热量与不断变化的 末端负荷相匹配，从而能够节约水输送环路水 泵的运行费用。
开式系统的缺点： （1）水泵扬程较大 （2）管道敷设 水泵停运后，管内直接与大气
相通
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密闭式(简称闭式) 水系统，冷冻水或热 水在系统中密闭循环， 不与大气相接触。无 论水泵运行或停止， 管内都应始终充满水， 因此必须设置定压设 备（膨胀水箱、气体 定压罐等）。
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闭式系统的优点： （1）水泵扬程较小，水泵扬程与建筑高度几乎