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1、 水水 管管 设设 计计 空调水系统的分类方法很多，按照管道的布置形式和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。工作原理，一般可归纳为以下几种主要类型。 水系统分类水系统分类按原理可分为：闭式循环和开式循环；按原理可分为：闭式循环和开式循环；按供、回水管道数量分为：两管制、三管制和四管制；按供、回水管道数量分为：两管制、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；按供、回水在管道内的流动关系分为：同程式和异程式；按调节方式可分为：定水量和变水量。按调节方式可分为：定水量和变水量。定义：管路系统不与大气接触，在系统最高点设膨胀水
2、箱并有排定义：管路系统不与大气接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。气和泄水装置的系统。 闭式循环系统闭式循环系统当空调系统采用风机盘管、诱导器和水冷式表冷器冷却用时，冷水系当空调系统采用风机盘管、诱导器和水冷式表冷器冷却用时，冷水系统宜采用闭式系统。高层建筑宜采用闭式系统。统宜采用闭式系统。高层建筑宜采用闭式系统。闭式循环的优点：闭式循环的优点：1.1.管道与设备不易腐蚀；管道与设备不易腐蚀；2.2.不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小；不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小；3.3.由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而
3、投资由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投资省、系统简单省、系统简单定义：管路之间有贮水箱（或水池）通大气。自流回水时，管路定义：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。通大气的系统。 开式循环系统开式循环系统空调系统采用喷水室冷却空气时，宜采用开式系统。空调系统采用喷水室冷却空气时，宜采用开式系统。开式循环的优点：开式循环的优点：冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调节能力，且冷水温度波动可以小一些。节能力，且冷水温度波动可以小一些。开式循环的缺点：开式循环的缺点：1.
4、1.冷水与大气接触，易腐蚀管路；冷水与大气接触，易腐蚀管路；2.2.喷水室如较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回喷水室如较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵；水泵；3.3.用户与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗用户与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗电量大；电量大；4.4.采用自流回水时，回水管径大，因而投资高一些。采用自流回水时，回水管径大，因而投资高一些。定义：供冷系统和供暖系统采用相同的供水管和回水管，只有一定义：供冷系统和供暖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。供一回两根水管的系统。 两管制水系
5、统两管制水系统两管制系统的优点：两管制系统的优点： 系统简单，施工方便。系统简单，施工方便。两管制系统的缺点：两管制系统的缺点： 不能同时供冷供暖。不能同时供冷供暖。定义：定义：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；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其冷水与热水的回水管共用。 三管制水系统三管制水系统三管制系统的优点：三管制系统的优点：三管制系统能够同时满足供冷三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求。和供热的要求。三管制系统的缺点：三管制系统的缺点：比两管制复杂，投资也比较高，比两管制复杂，投资也比较高，控制较复杂，且存在冷、热回控制较复杂，
6、且存在冷、热回水的混合损失。水的混合损失。定义：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足高质量空调环境的要求。 四管制水系统四管制水系统四管制系统的优点：四管制系统的优点：能够同时满足供冷和供热的要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现室内温度和湿度精确控制的要求。要求。四管制系统的缺点：四管制系统的缺点：系统复杂，投资高。系统复杂，投资高。定义：定义：经过每一并联环路的管长基本相等，阻力相近；若通过每米经过每一并联环路的管长基本相等，阻
7、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。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。 同程式系统同程式系统同程式系统的优点：同程式系统的优点：系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。同程式系统的缺点：同程式系统的缺点：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，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。并且增加了初投资。定义：定义：经过各并联环路的管长不等，管路的阻力不等；需在各并联经过各并联环路的管长不等，管路的阻力
8、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。管网上增加相应的调节阀来调节水网平衡。 异程式系统异程式系统异程式系统的优点：异程式系统的优点：异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。异程式系统的缺点：异程式系统的缺点：各并联环路管路长度不等，阻力不等，流量分配难以平衡。各并联环路管路长度不等，阻力不等，流量分配难以平衡。定义：定义：系统中循环水量为定值，通过改变供、回水温度来适应房间系统中循环水量为定值，通过改变供、回水温度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
9、内的温控器控制的电动三通调节阀调节。控器控制的电动三通调节阀调节。 定水量系统定水量系统定水量系统的优点：定水量系统的优点：系统运行稳定。系统运行稳定。定水量系统的缺点：定水量系统的缺点：水泵无效耗能大。水泵无效耗能大。定义：定义：保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的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。系统。这种系统各空调末端装置，采用设在空调房间内的温控器控制这种系统各空调末端装置，采用设在空调房间内的温控器控制的电动二通调节阀调节的电动二通调节阀调节。 变水量系统变水量系统变水量系统的优点：变水量系统的优点：管路和水泵的初投资低。管路和水泵的初投资低。
10、变水量系统的缺点：变水量系统的缺点：需采用供、回水压差进行台数和流量控制，自控系统比较复杂。需采用供、回水压差进行台数和流量控制，自控系统比较复杂。冷冻水系统原理图冷冻水系统原理图 水系统组成水系统组成冷却水系统原理图冷却水系统原理图 水系统组成水系统组成水系统的组成水系统的组成放气阀：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。水系统的组成水系统的组成止回阀：止回阀：主要用于阻止介质倒流。主要安装在水泵的出水段。水系统的组成水系统的组成过滤器：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
11、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，设置水质处理装置。水系统的组成水系统的组成温控电动二通阀或三通阀：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。 水系统的组成水系统的组成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
12、分重要。膨胀水箱膨胀水箱水系统的组成水系统的组成主要设备进、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。水系统仪表：水系统仪表：为了空调为了空调系统调试和运行管理方系统调试和运行管理方便，水系中要求设置一便，水系中要求设置一些必要的仪表，如：些必要的仪表，如：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。水系统的组成水系统的组成水系统阀门：水系统阀门：闸阀闸阀截止阀截止阀蝶阀蝶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
13、，或设备检修量，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。时，用阀门关断。 暖通空调管道阀门选型原则暖通空调管道阀门选型原则项目项目序号序号选型原则选型原则阀门选型设计1冷冻水机组、冷却水进出口设计蝶阀；2水泵前蝶阀、过滤器，水泵后止回阀、蝶阀；3集、分水器之间压差旁通阀；4集、分水器进、回水管蝶阀5水平干管蝶阀；6空气处理机组闸阀、过滤器、电动二通或三通阀7风机盘管闸阀（或加电动二通阀）一般采用蝶阀时，口径小于150mm时采用手柄式蝶阀（D71X、D41X）；口径大于150mm时采用蜗轮传动式蝶阀（D371X、D341X）。暖通空调管道阀门选型原则暖通空调管道阀
14、门选型原则选用阀门的注意事项1减压阀，平衡阀等必须加旁通;2全开全闭最好用球阀、闸阀；3尽量少用截止阀；4阀门的阻力计算应当引起注意；5电动阀一定要选好的。给水管道上使用的阀门，应根据使用要求按右列原则选型1需调节流量、水压时，宜采用调节阀、截止阀；2要求水流阻力小的部位（如水泵吸水管上），宜采用闸板阀；3安装空间小的场所，宜采用蝶阀、球阀；4水流需双向流动的管段上，不得使用截止阀；5口径较大的水泵，出水管上宜采用多功能阀暖通空调管道阀门选型原则暖通空调管道阀门选型原则止回阀设置要求止回阀设置要求1引入管上；2密闭的水加热器或用水设备的进水管上；3水泵出水管上；4进出水管合用一条管道的水箱、水
15、塔、高地水池的出水管段上。注：装有管道倒流防止器的管段，不需在装止回阀。止回阀的阀型选择应根据止回阀的安装部位、阀前水压、关闭后的密闭性能要求和关闭时引发的水锤大小等因素确定，应符合下列要求：1阀前水压小的部位，宜选用旋启式、球式和梭式止回阀。2关闭后密闭性能要求严密的部位，宜选用有关闭弹簧的止回阀。3要求削弱关闭水锤的部位，宜选用速闭消声止回阀或有阻尼装置的缓闭止回阀。4止回阀的阀掰或阀芯，应能在重力或弹簧力作用下自行关闭。给水管道的下列部位应设置排气装置1间歇性使用的给水管网，其管网末端和最高点应设置自动排气阀。2给水管网有明显起伏积聚空气的管段，已在该段的峰点设自动排气阀或手动阀门排气3
16、气压给水装置，当采用自动补气式气压水罐时，其配水管网的最高点应设自动排气阀。冷冻水水流速度冷冻水水流速度压力水管的水流速主要是经济和噪声两个因素。管内的水速太大，对环压力水管的水流速主要是经济和噪声两个因素。管内的水速太大，对环路的平衡不利，故总管流速可以取得大一些，而分支管路可以小一些。路的平衡不利，故总管流速可以取得大一些，而分支管路可以小一些。管径(mm)152025324050闭式系统0.40.50.50.60.60.70.70.90.81.00.91.2开式系统0.30.40.40.50.50.60.60.80.70.90.81.0管径(mm)6580100125150200闭式系统
17、1.11.41.21.61.31.81.52.01.62.21.82.5开式系统0.91.21.11.41.21.61.41.81.52.01.62.3管径(mm)250300350400450500闭式系统1.82.61.92.92.02.82.02.82.12.82.12.8开式系统1.72.41.72.41.62.11.82.51.92.51.92.5管内水流速推荐值管内水流速推荐值(m/s)(m/s)冷冻水管管径确定冷冻水管管径确定连接各空调末端装置的供回水支管的管径，宜与设备的进出水管接连接各空调末端装置的供回水支管的管径，宜与设备的进出水管接 管管径一致，可查产品样本获知。管管径一
18、致，可查产品样本获知。管径计算公式如下：管径计算公式如下： d= 4000Q/3.14vd= 4000Q/3.14v Q(L/s) Q(L/s)：管段内流经的水流量：管段内流经的水流量 d(mm)d(mm)：管道内径：管道内径 v(m/s)v(m/s)：假定的水流速：假定的水流速钢管管径（mm)闭式水系统开式水系统流量m3/hKPa/100m流量m3/hKPa/100m1500.5060200.51.010602512106001.3043322410601.32114040461060241040506111060481040651118106081410408018321060142210
19、40100326510602245104012565115106045821040水系统的流量和单位长度阻力损失表水系统的流量和单位长度阻力损失表钢管管径（mm)闭式水系统开式水系统流量m3/hKPa/100m流量m3/hKPa/100m150115185104782130104320018538010371302001024250380560926200340101830056082082334047081535082095081847061081340095012508176107507124501250159081575010007125001590200081310001230711水
20、系统的流量和单位长度阻力损失表水系统的流量和单位长度阻力损失表冷凝水管道冷凝水管道设计 通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径。负荷冷凝水管管径负荷冷凝水管管径Q7KWDN20mmQ7.117.6kW DN25mmQ17.7100kW DN32mmQ101176kW DN40mmQ177598kW DN50mm Q5991055kW DN80mm 风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。及时予以排走。排放冷凝水管道的设计，应注意以下事项：排放冷
21、凝水管道的设计，应注意以下事项：沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。 采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。采用镀锌钢管时，通常应设置保温层。采用镀锌钢管时，通常应设置保温层。冷却水系冷却水系统的的设计 目前最常用的冷却水系统设计方式是冷却塔设在建筑物的屋顶上，空调冷冻站设在建 筑物的底层或地下室。水从冷却塔的集水槽出来后，直接进入冷水机组而不设水箱。当空调冷却水系统仅在夏季使用时， 该系统是合理的，它运行管理
22、方便，可以减小循环水泵的扬程，节省运行费用。 28冷却水系统的设计冷却水系统的设计为了使系统安全可靠的运 行，实际设计时应注意以下几点： 1 冷却塔上的自动补水管应稍大一点，一般按补水能力大于2倍的正常补水量设计； 2 在冷却水循环泵的吸入口段再设一个补水管，这样可缩短补水时间，有利于系统中空气的排出； 3 冷却塔选用蓄水型冷却塔或订货时要求适当加大冷却塔的集水槽的贮水能力； 4 应设置循环泵的旁通止逆阀，以避免停泵时出现从冷却塔内大量溢水问题，并在突然停电时，防 止系统发生水击现象； 5 设计时要注意各冷却塔之间管道阻力平衡问题；按管时，注意各塔至总干管上的水力平衡；供水支管上应加电动阀，以便在停某台冷却塔时用来关闭； 6 并联冷却塔集水槽之间设置平衡管。管径一般取与进水干管相同的管径，以防冷却塔集水槽内水位高低不同。避免出现有的冷却塔溢水，还有冷却塔在补水的现象。 29
