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1、9.2高层建筑空调水系统设计中若干问题 .空调水系统的分区问题 （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H100m时，冷水系统不宜竖向分区，可以“一泵到顶”。 目前，我国空调设备生产厂家生产的空调机组和风机盘管机组的承压能力为1.0MPa，特殊要求可以达到.MPa；对于压缩式冷水机组，一般承压能力为1.0MPa，加强型可达1.7MPa，特别加强型可达2.0MPa。对于溴化锂吸收式冷温水机组，一般承压能力为0.8MPa，特殊要求也可以提高其承压能力。至于输水用的普通焊接钢管一般承压能力为2.0MPa，阀门等配件一般也在1.6 M
2、pa以下。 所以，当建筑中高度H70m时，设备工作压力1.0MPa就可满足要求；当建筑总高度70mH110m时，设备工作压力1.6MPa可满足要求。所以凡高度在110m以下的建筑，完全可以“一泵到顶”，不必分区。当建筑总高度H在110m以上时，空调冷水系统竖向必须分区。（2）空调水系统竖向分区的可能方案 1）将冷水机组设在中部设备层，一台向高区供水，另一台向低区供水。高区的冷水机组一般设在循环泵的吸入段，而低区的冷水机组一般设在循环泵的压出段。 2）将冷水机组设在塔楼的顶层，冷水机组处于循环泵的压出段，向下供水。2）将冷水机组设在地下设备层，而在中部设备层布置水水板式换热器，上下自成系统。板式
3、换热器利用供水7、回水12的一次冷水，交换成供水8.5、回水13.5的二次冷水，供应高区的末端设备使用。注意，在冷负荷相同的条件下，高区的风机盘管机组的型号要比低区的约加大一号。2.空调水系统冬、夏季要不要分开设置循环泵的问题 从节省循环泵运行能耗出发，只要机房面积足够、布置得下，应尽量将冬、夏季的循环泵分开设置。 理由是：夏季供、回水温差为5，而冬季供、回水温差为10，冬季的温差是夏季的2倍；就冬季热负荷和夏季冷负荷而言，在南方炎热地区，冬季热负荷远远小于夏季的冷负荷，在北方寒冷地区，有时冬季热负荷也往往小于夏季冷负荷。这样，冬季运行的水流量要比夏季减少一半以上。冬季通常采用换热器来制备热水
4、，而热水通过换热器时的阻力要比冷水通过冷水机组蒸发器时的阻力要小得多，因此冬季循环泵的扬程要比夏季时小。 所以，将冬、夏的循环泵分开设置是对节能有利的。返回 空调水系统的定压问题 闭式循环的水系统定压的目的是保证系统管道及设备内充满水，以免空气被吸入系统中。 目前，空调水系统的定压方式有两种，一是高位开式膨胀水箱方式；另一是气压罐方式（俗称落地式膨胀水箱）。 膨胀水箱的设置和配管中的几个问题 1.膨胀水箱的作用： 容纳水受热膨胀后多余的体积； 解决系统的定压问题； 向系统补水。 2.膨胀水箱的容积和选型： 对于普通的高层民用建筑，如果以系统的设计冷负荷Qo为基础，则系统的单位水容量大约为23升
5、/kW。当采用双管制系统时，若取水的最低工作温度为7，最高工作温度为65，则膨胀水箱的有效膨胀容积，可采用简化的估算方法按下式计算： V=0.006（65-7）（23）Qo =（0.070.1）Qo（升） 按照结构形式分，膨胀水箱有方形和圆形两种，其型号和规格参见采暖通风国家标准图集，或供暖通风设计手册。根据计算所得的该水系统有效膨胀容积，即可选取所需的膨胀水箱型号，以及水箱上各种配置的管径。 3.膨胀水箱的设置及其配管 膨胀水箱的安装高度，应至少高出系统最高点0.5m（通常取1.01.5m）。安装水箱时，下部应作支座，支座长度应超出底板100200mm，其高度应大于300mm，支座材料可用方
6、木、钢筋混凝土或砖，水箱间外墙应考虑安装用予留空洞。 *膨胀水箱的结构：膨胀管原则上应接至循环水泵吸入口前的回水管路上，通常将它接到“集水器”上。膨胀管上严禁安装阀门。 信号管应将它接至制冷机房内的洗手盆处，信号管上应安装阀门。 溢流管当系统内水的体积膨胀超过水箱内的溢水管口时，水会自动溢出。溢出管上不许安装阀门。 排水管在清洗水箱并将水箱放空时用，排水管上应安装阀门。通常将溢水管和排水管连在一起，排至附近的下水道或屋面上。 循环管在寒冷地区为防止膨胀水箱内水结冻而设置的。当水箱内没有结冻可能时，可不设循环管。 *膨胀水箱的补水方式 膨胀水箱的补水方式有两种：1）浮球阀自动补水当所在地区生活给
7、水水质较软、且制冷装置对冷水水质无特殊要求时，可利用屋顶生活给水水箱，通过浮球阀直接向膨胀水箱补水。这时，膨胀水箱要比生活给水水箱低一定的高度。 2）高低水位控制器补水当所在地区生活给水水质较硬、且制冷装置（例如，溴化锂吸收式冷温水机组）要求冷水必须是软化水时，应在膨胀水箱内设置高低水位传感器来控制软化水补水泵的启动或关停。一旦水位低于信号管，补水泵会自动向系统补水。这种方式要有一套软化水处理设备。来自补水泵的补水管可以接到集水器上，也可接到冷水循环泵的吸入口前。 返回集水器和分水器 在空调水系统中，为有利于各空调分区流量分配和调节灵活方便，常常在供、回水干管上设置分水器和集水器，再从分水器和
8、集水器分别连接各空调分区的供水管和回水管，这样在一定程度上也起到均压的作用。 分水器和集水器的筒身直径，可按并联接管的总流量和通过分水器和积水器时的断面流速为1.01.5m/s来确定。流量特别大时，允许增大流速，但最大不宜超过4.0m/s。也可以按经验估算法来确定管径，即D=1.53.0dmax，其中dmax为支管中的最大管径。 分水器和集水器，应按压力容器进行加工制造，其两端应采用椭圆形封头. 分水器和集水器的长度,应根据各分支配管之间距和考虑两阀门手轮或搬把之间便于操作等原则来确定。 分水器和集水器上应安装压力表和温度计，并应加强保温。在其底部应有排污管接口，管径一般为DN40。返回水力平
9、衡阀 平衡阀不同于一般的截止阀，它有以下四个功能： 1）测量流量通过阀体上的测压孔，测得压降值，然后根据阀门的性能曲线获得被测流量，也可由平衡阀专用智能仪表直接或的流量值； 2）调节流量在手轮下面有表明阀门开度大小的圈数指示环，能读出阀门的开度值，一旦设定阀门开度后，可利用隐性装置加以锁定； 3）隔断功能平衡阀处于全关位置时，可以完全截断流量，相当于一个截止阀； 4）排污功能对于小口径平衡阀，设有排污短接管，通过排污口，可以排出管段中的存水。 平衡阀的选用： 平衡阀的主要用途是解决各分支管路间的流量分配、保证各环路的流量符合设计要求，所以各个分支管路上均应同时安装。 选用时应注意以下几点： 1
10、）阀门前后的压力降应大于3kPa，否则测出的压力误差较大，而阀门的局部阻力系数=1014，要满足P3kPa，其管内水流速度应大于0.7m/s。故在选取平衡阀的口径时，应使管内水流速度大于0.7m/s，这样，使阀门的口径与连接管道的公称直径保持相同，不再变径。 2）平衡阀应尽可能设置在回水管路上，以保证供水压力不致降低。 3）平衡阀即可设置在水平管路上，也可设置在垂直管路上。 4）平衡阀的阀前和阀后，应分别保持5DN和2DN长度的直管段;当阀前为水泵时，直管段的长度应加大到10DN， 管材和管道敷设 1.空调冷（热）水管道，采用碳素钢管； 公称直径DN50mm，采用普通焊接钢管； 公称直径DN5
11、0mm，采用无缝钢管； 公称直径DN250mm，采用螺旋焊接钢管。 空调冷（热）水管道均应按节能要求作保冷或保温。保冷、保温材料可采用岩棉管壳、玻璃棉管壳或者其它的如发泡橡塑隔热材料等。 2.空调冷凝水管道，宜采用聚氯乙烯塑料管、塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。为防止冷凝水管道表面结露，必须进行防结露验算。对于聚氯乙烯塑料管、塑料管可不做保温，而对于镀锌钢管应作保温。 3.空调冷（热）水管道，在敷设时可不作坡度，水平安装。但一定要避免管道出现翻上翻下的情况，在最高点设自动排气阀，最低点设泄水阀。须注意，自动排气阀尽量不要设在吊顶内，否则应把自动排气阀上的放空气管引致室外或吊顶下部。总之，整
12、个管道设计时，一定要考虑有利于空气的排除。 4.空调冷凝水管道应设坡度，通常i0.005，并尽量缩短管道长度，坡向附近的地漏和下水道。 对于风机盘管机组，由于滴水盘和大气相通，冷凝水可直接排入冷凝水干管，而吊顶式柜式机组、立式或卧式机组，盘管的存水盘处在风机的吸入侧，故冷凝水应经水封后再接入水平干管。在冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管，其作用是阻止下水道内的臭气进入室内，并防止水封被破坏。 管道的热力补偿问题 由于空调水系统的水温不高，冬季时达6065，管道的热伸长量很小。对于水平管道一般利用弯头作自然补偿即可；对于垂直管道，当高度在60以下时，总立管可设波纹管式补偿器。 空调水系统的水质处理问题 对于采用压缩式冷水机组和换热器的系统，冷（热）水可不作水质处理，因为无结垢可能，即使有少量结垢对防止电化学腐蚀应一定的保护作用； 对于采用溴化锂吸收式冷温水机组的系统，按照生产厂家的要求，宜采用软化水，有的工程设置钠离子交换器，也可设置电子水处理设备。注： 中央空调教程网
