空调水系统设计.ppt
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1、第六章 空调水系统的设计,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,空调水系统的设计,空调水系统包括冷却水系统(冷却水管、泵、冷却塔、冷凝器、阀门等)、冷冻水系统(冷冻水管、泵、末端、阀门、保温、膨胀水箱等)和冷凝水系统。空调水系统设计主要包括以下内容:水系统方案的总体构思,水系统形式的选择与分区,水系统管网布置及走向,水系统水管的选择与管径的确定,水系统的辅助设备和配件的配置与选择,水系统的防腐、保温和保护,水系统的调节与控制。水系统设计是商用空调工程设计的主要内容之一。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,空调水系统的设
2、计,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,一、开式与闭式循环,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,闭式循环的优点:1由于管路不与大气相接触,管道与设备不宜腐蚀。2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。3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。闭式循环的缺点:1蓄冷能力小,低负荷时,冷冻机也需经常开动。2膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,开
3、式循环的优点: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。开式循环的缺点是:1冷水与大气接触,循环水中含氧量高,宜腐蚀管路。2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。3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。4如果采用自流回水,回水的管径较大,会增加投资,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,二、同程式和异程式,水系统的分类水系统
4、的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,二、同程式和异程式,优缺点比较:同程式:各并联环路管长相等,阻力大致相同,流量分配较平衡,可减少初次调整的困难,但初投相对较大。异程式:管路配置简单,管材省,但各并联环路管长不相等,因而阻力不等,流量分配不平衡,增加了初次调整的困难,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,水系统的分类水系统的分区设计内容
5、设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,三、系统管制(两管制、三管制、四管制),水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,二管制 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。优点:两管制系统简单,施工方便;缺点:但是不能用于同时需要供冷和供热的场所。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,三管制分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管;其冷水与热水的回水关共用。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;缺点:比两管制复杂,
6、投资也比较高,且存在冷、热回水的混合损失。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,在选择以上四种系统时,应综合比较。四管制系统初投资高,但若采用利用建筑物内部热源的热泵提供热量时,运行很经济;并且容易满足不同房间的空调要求(如有些房间要求供冷,而有些房间要供热)。目前,在我国宾馆等空调工程中多采用双水管系统供水。对舒适性要求很高的建筑物,在有可靠的自控元件的前提下,也可采用四水管系统供水。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水
7、系统,水系统的分类,四、定水量和变水量系统,1)定水量系统 系统中循环水量为定值,或夏季和冬季分别采用不同的定水量,负荷变化时,改变供、回水温度以改变制冷量或制热量的系统。2)变水量系统 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。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,五、单式泵和复式泵,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,五、单式泵和复式泵,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
8、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。,单式泵,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,五、单式泵和复式泵,冷(热)源测与负荷侧分别配备循环水泵 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。,复式泵,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,大型空调工程流程图,水系统的分类水
9、系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分类,不同水系统在具体工程设计中的选择就是对优缺点的取舍问题。但有很多因素会影响到对各项优缺点的评估,其中有技术性的,也有商业性的因素,甚至有业主方面的咨询专家的习惯等因素。在不同的时期这种评估还会受能源价格、设备价格、技术人员工资等相应关系的变化而改变、所以从技术角度提出究竞哪种建筑应采用哪种系统方式也是不容易的。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的分区,冷、热水系统的分区一般与空调系统的分区、风系统的分区是结合考虑的,一般是一致的。可从负荷特性、使用功能、空调房间的平面布置、
10、建筑层数、空调基数和空调精度方面考虑。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的设计内容,主要内容有以下几点:a)水系统形式的选择与分区;b)水系统管网布置及走向;c)水系统水管的选择与管径的确定;d)水系统的辅助设备和配件的配置与选择;E)水系统的防腐、保温和保护;,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的设计原则,空调水系统设计应坚持的原则是:1)在我国宾馆等空调工程中多采用双水管系统供水。对舒适性要求很高的建筑物,在有可靠的自控元件的前提下,也可采用四水管系统供水。由于系统规模小,水管路大多采用异程式。2
11、)空调水管的水流速主要与经济和噪声两因素有关,管内流速按推荐表选用。3)应对水管进行阻力计算,校核主机所选配的水泵扬程是否满足要求。4)为避免空气滞留管内,水管的最高处应设自动排气阀。5)机组与水管连接处应配软管,以减少机体的振动对室内管道的影响。6)机组与空调水管的连接处,应装设温度计和压力表,以便于日常运转时检查。7)机组进水口应设Y形水过滤器,以防堵塞机组内的换热器。8)为便于水流量调节,空调箱和风机盘管的支管切断阀宜选用有一定调节作用的截止阀或球阀。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,水系统的设计原则,空调水系统设计应坚持的原则是:9)选用的管材
12、、配件要符合规范的要求。10)便于维修管理,操作、调节方便。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,冷冻水系统设计建议1)力求水力平衡空调供冷、供暖水系统的设计,应符合各个环路之间的水力平衡要求。对压差悬殊的高阻力环路,应设置二次循环泵。各环路应设置平衡阀或分流三通等平衡装置。如管道竖井面积允许时,应尽量多采用管道竖向同程式。2)防止大流量小温差大流量小温差一是因为设计水流量是按最大冷负荷确定的,而系统绝大部分时间是在部分负荷下运行;二是水泵是根据最远环路、最大阻力且考虑一定安全系数确定的。为了防止这种情况,一般在各环路装平衡阀等平衡装置,
13、环路压力差过大(如10Kpa以上)则应设二次泵。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,空调冷(热)水系统水管管径的确定1)各空调末端装置的供回水支管的管径,宜与设备的进出水接管管径一致,可查产品样本获知。2)供回管干管的内径di(单位为mm),可根据各管段中水的体积流量qv(L/s)和选定的流速v(m/s),通过计算确定,L(m3/h),0.785x3600 xV(m/s),D(m)=,公式中:L-所求管段的水流量 V-所求管段允许的水流速,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,空调冷
14、(热)水系统水管管径的确定,L(m3/h),0.785x3600 xV(m/s),D(m)=,公式中:L-所求管段的水流量 V-所求管段允许的水流速,冷水流量 Q=cpLt L(m3/h)=0.172Q(KW)L(m3/h)=0.605Q(USRT)冷却水流量 L(m3/h)=0.172Q(KW)x(1.191.25)L(m3/h)=0.605Q(USRT)x(1.191.25)或者看产品手册。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,水系统的分类水系
15、统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,集水器和分水器一段水平安装的大管径无缝钢管。水的流速大致控制在0.50.8m/s,管径应大于最大接管开口直径的2倍。管长由所需连接的管接头个数、管径及间距确定。供回水集管底部应设排污管接头,一般选用DN40。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,冷水泵的配置和选择,卧式离心泵,立式离
16、心泵,1)水泵的主要形式,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,冷水泵的配置和选择2)配置每台冷水机组应各配置一台冷水泵。考虑维修需要,宜有备用水泵。思考:两台冷水机组配几台水泵?设置在水泵的压出段上,这样有利于安全运行和维护保养。若蒸发器或热水器承压能力较小,则应设在水泵的吸入段上。冷水泵的吸入段上应设过滤器。,水系统的分类水系统的分区设计内容设计原则 冷冻水系统冷却水系统冷凝水系统,冷冻水系统的设计,冷水泵的配置和选择3)选择由系统的额定流量和系统最不利环路的阻力,考虑一定的裕量后作为选择水泵的依据。,水系统的分类水系统的分区设计内容设
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