空調水管設計教程

1、 水水 管管 設設 計計 空調水系統(tǒng)的分類方法很多，按照管道的布置形式空調水系統(tǒng)的分類方法很多，按照管道的布置形式和和工作原理，一般可歸納為以下幾種主要類型。工作原理，一般可歸納為以下幾種主要類型。 水系統(tǒng)分類水系統(tǒng)分類按原理可分為：閉式循環(huán)和開式循環(huán)；按原理可分為：閉式循環(huán)和開式循環(huán)；按供、回水管道數(shù)量分為：兩管制、三管制和四管制；按供、回水管道數(shù)量分為：兩管制、三管制和四管制；按供、回水在管道內的流動關系分為：同程式和異程式；按供、回水在管道內的流動關系分為：同程式和異程式；按調節(jié)方式可分為：定水量和變水量。按調節(jié)方式可分為：定水量和變水量。定義：管路系統(tǒng)不與大氣接觸，在系統(tǒng)最高點設膨脹水

2、箱并有排定義：管路系統(tǒng)不與大氣接觸，在系統(tǒng)最高點設膨脹水箱并有排氣和泄水裝置的系統(tǒng)。氣和泄水裝置的系統(tǒng)。 閉式循環(huán)系統(tǒng)閉式循環(huán)系統(tǒng)當空調系統(tǒng)采用風機盤管、誘導器和水冷式表冷器冷卻用時，冷水系當空調系統(tǒng)采用風機盤管、誘導器和水冷式表冷器冷卻用時，冷水系統(tǒng)宜采用閉式系統(tǒng)。高層建筑宜采用閉式系統(tǒng)。統(tǒng)宜采用閉式系統(tǒng)。高層建筑宜采用閉式系統(tǒng)。閉式循環(huán)的優(yōu)點：閉式循環(huán)的優(yōu)點：1.1.管道與設備不易腐蝕；管道與設備不易腐蝕；2.2.不需為提升高度的靜水壓力，循環(huán)水泵壓力低，從而水泵功率?。徊恍铻樘嵘叨鹊撵o水壓力，循環(huán)水泵壓力低，從而水泵功率?。?.3.由于沒有貯水箱、不需重力回水、回水不需另設水泵等，因而

3、投資由于沒有貯水箱、不需重力回水、回水不需另設水泵等，因而投資省、系統(tǒng)簡單省、系統(tǒng)簡單定義：管路之間有貯水箱（或水池）通大氣。自流回水時，管路定義：管路之間有貯水箱（或水池）通大氣。自流回水時，管路通大氣的系統(tǒng)。通大氣的系統(tǒng)。 開式循環(huán)系統(tǒng)開式循環(huán)系統(tǒng)空調系統(tǒng)采用噴水室冷卻空氣時，宜采用開式系統(tǒng)?？照{系統(tǒng)采用噴水室冷卻空氣時，宜采用開式系統(tǒng)。開式循環(huán)的優(yōu)點：開式循環(huán)的優(yōu)點：冷水箱有一定的蓄冷能力，可以減少開啟冷凍機的時間，增加能量調冷水箱有一定的蓄冷能力，可以減少開啟冷凍機的時間，增加能量調節(jié)能力，且冷水溫度波動可以小一些。節(jié)能力，且冷水溫度波動可以小一些。開式循環(huán)的缺點：開式循環(huán)的缺點：1.

4、1.冷水與大氣接觸，易腐蝕管路；冷水與大氣接觸，易腐蝕管路；2.2.噴水室如較低，不能直接自流回到冷凍站時，則需增加回水池和回噴水室如較低，不能直接自流回到冷凍站時，則需增加回水池和回水泵；水泵；3.3.用戶與冷凍站高差較大時，水泵則需克服高差造成的靜水壓力，耗用戶與冷凍站高差較大時，水泵則需克服高差造成的靜水壓力，耗電量大；電量大；4.4.采用自流回水時，回水管徑大，因而投資高一些。采用自流回水時，回水管徑大，因而投資高一些。定義：供冷系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)采用相同的供水管和回水管，只有一定義：供冷系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)采用相同的供水管和回水管，只有一供一回兩根水管的系統(tǒng)。供一回兩根水管的系統(tǒng)。 兩管制水系

5、統(tǒng)兩管制水系統(tǒng)兩管制系統(tǒng)的優(yōu)點：兩管制系統(tǒng)的優(yōu)點： 系統(tǒng)簡單，施工方便。系統(tǒng)簡單，施工方便。兩管制系統(tǒng)的缺點：兩管制系統(tǒng)的缺點： 不能同時供冷供暖。不能同時供冷供暖。H E A T風 機 盤 管風 機 盤 管C O O L定義：定義：分別設置供冷管路、供熱管路、換熱設備管路三根水管；分別設置供冷管路、供熱管路、換熱設備管路三根水管；其冷水與熱水的回水管共用其冷水與熱水的回水管共用。 三管制水系統(tǒng)三管制水系統(tǒng)三管制系統(tǒng)的優(yōu)點：三管制系統(tǒng)的優(yōu)點：三管制系統(tǒng)能夠同時滿足供冷三管制系統(tǒng)能夠同時滿足供冷和供熱的要求。和供熱的要求。三管制系統(tǒng)的缺點：三管制系統(tǒng)的缺點：比兩管制復雜，投資也比較高，比兩管制復

6、雜，投資也比較高，控制較復雜，且存在冷、熱回控制較復雜，且存在冷、熱回水的混合損失。水的混合損失。C O O L風 機 盤 管風 機 盤 管H E A T定義：定義：冷水和熱水的系統(tǒng)完全單獨設置供水管和回水管，可以滿冷水和熱水的系統(tǒng)完全單獨設置供水管和回水管，可以滿足高質量空調環(huán)境的要求足高質量空調環(huán)境的要求。 四管制水系統(tǒng)四管制水系統(tǒng)四管制系統(tǒng)的優(yōu)點：四管制系統(tǒng)的優(yōu)點：能夠同時滿足供冷和供熱的要能夠同時滿足供冷和供熱的要求，并且配合末端設備能夠實求，并且配合末端設備能夠實現(xiàn)室內溫度和濕度精確控制的現(xiàn)室內溫度和濕度精確控制的要求。要求。四管制系統(tǒng)的缺點：四管制系統(tǒng)的缺點：系統(tǒng)復雜，投資高。系統(tǒng)

7、復雜，投資高。H E A T風 機 盤 管風 機 盤 管C O O L定義：定義：經過每一并聯(lián)環(huán)路的管長基本相等，阻力相近；若通過每米經過每一并聯(lián)環(huán)路的管長基本相等，阻力相近；若通過每米長管路的阻力損失接近相等，則管網(wǎng)的阻力不需調節(jié)即可保持平衡。長管路的阻力損失接近相等，則管網(wǎng)的阻力不需調節(jié)即可保持平衡。 同程式系統(tǒng)同程式系統(tǒng)同程式系統(tǒng)的優(yōu)點：同程式系統(tǒng)的優(yōu)點：系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，各設備間的水量分配均衡，調節(jié)方便。系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，各設備間的水量分配均衡，調節(jié)方便。同程式系統(tǒng)的缺點：同程式系統(tǒng)的缺點：由于采用回程管，管道的長度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，由于采用回程管，管道的長度增加

8、，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投資。并且增加了初投資。風機盤管T供水回水T風機盤管風機盤管T定義：定義：經過各并聯(lián)環(huán)路的管長不等，管路的阻力不等；需在各并聯(lián)經過各并聯(lián)環(huán)路的管長不等，管路的阻力不等；需在各并聯(lián)管網(wǎng)上增加相應的調節(jié)閥來調節(jié)水網(wǎng)平衡。管網(wǎng)上增加相應的調節(jié)閥來調節(jié)水網(wǎng)平衡。 異程式系統(tǒng)異程式系統(tǒng)異程式系統(tǒng)的優(yōu)點：異程式系統(tǒng)的優(yōu)點：異程式系統(tǒng)簡單，耗用管材少，施工難度小。異程式系統(tǒng)簡單，耗用管材少，施工難度小。異程式系統(tǒng)的缺點：異程式系統(tǒng)的缺點：各并聯(lián)環(huán)路管路長度不等，阻力不等，流量分配難以平衡。各并聯(lián)環(huán)路管路長度不等，阻力不等，流量分配難以平衡。T風 機 盤 管風 機

9、盤 管T風 機 盤 管T回 水供 水定義：定義：系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，通過改變供、回水溫度來適應房間系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，通過改變供、回水溫度來適應房間負荷的變化。這種系統(tǒng)各空調末端裝置，采用受設在空調房間內的溫負荷的變化。這種系統(tǒng)各空調末端裝置，采用受設在空調房間內的溫控器控制的電動三通調節(jié)閥調節(jié)?？仄骺刂频碾妱尤ㄕ{節(jié)閥調節(jié)。 定水量系統(tǒng)定水量系統(tǒng)定水量系統(tǒng)的優(yōu)點：定水量系統(tǒng)的優(yōu)點：系統(tǒng)運行穩(wěn)定。系統(tǒng)運行穩(wěn)定。定水量系統(tǒng)的缺點：定水量系統(tǒng)的缺點：水泵無效耗能大。水泵無效耗能大。T風 機 盤 管定義：定義：保持供水溫度在一定范圍內，當負荷變化時，改變供水量的保持供水溫度在一定范圍內，當負荷變

10、化時，改變供水量的系統(tǒng)。系統(tǒng)。這種系統(tǒng)各空調末端裝置，采用設在空調房間內的溫控器控制這種系統(tǒng)各空調末端裝置，采用設在空調房間內的溫控器控制的電動二通調節(jié)閥調節(jié)的電動二通調節(jié)閥調節(jié)。 變水量系統(tǒng)變水量系統(tǒng)變水量系統(tǒng)的優(yōu)點：變水量系統(tǒng)的優(yōu)點：管路和水泵的初投資低。管路和水泵的初投資低。變水量系統(tǒng)的缺點：變水量系統(tǒng)的缺點：需采用供、回水壓差進行臺數(shù)和流量控制，自控系統(tǒng)比較復雜。需采用供、回水壓差進行臺數(shù)和流量控制，自控系統(tǒng)比較復雜。風 機 盤 管T冷凍水系統(tǒng)原理圖冷凍水系統(tǒng)原理圖 水系統(tǒng)組成水系統(tǒng)組成P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā) 器L1

11、L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端冷卻水系統(tǒng)原理圖冷卻水系統(tǒng)原理圖 水系統(tǒng)組成水系統(tǒng)組成水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)的組成放氣閥：放氣閥：將水循環(huán)中的空氣集中在或在局部位置自動排出。它是空調系統(tǒng)中不可缺少的閥類。一般安裝在閉式水路系統(tǒng)的最高點和局部最高點。P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā) 器L1L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)的組成止回閥：止回閥：主要

12、用于阻止介質倒流。主要安裝在水泵的出水段。P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā) 器L1L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)的組成過濾器：過濾器：空調系統(tǒng)安裝過程中，水管內會流下一些泥砂之類的臟物，水系統(tǒng)在長期運行中，會不斷產生一些銹之類的污物。為了防止空調設備傳熱管污染及系統(tǒng)局部發(fā)生堵塞，要求在冷水機組熱源等重要設備水流入口處，設置水質處理裝置。P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā)

13、 器L1L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)的組成溫控電動二通閥或三通閥：溫控電動二通閥或三通閥：根據(jù)負荷控制溫度，如果夏季室溫低于整定值時，通過電動閥調節(jié)或關斷來調節(jié)水量。另外，電動閥與風機盤管的風機電源連鎖，當風機盤管停止使用時，電動閥隨之關閉停止供水。 P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā) 器L1L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端水系統(tǒng)的組成水

14、系統(tǒng)的組成一是收集因水加熱體積膨脹而增加的水容積，防止系統(tǒng)損壞，另外，還起定壓作用。膨脹水箱的連接處為定壓點，因此，膨脹水箱接于系統(tǒng)內不同的位置，可以改變水系統(tǒng)內的壓力分布，這對高層建筑水系統(tǒng)的壓力分布分析十分重要。膨脹水箱膨脹水箱P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā) 器L1L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)的組成主要設備進、出口，一般需要設置測壓裝置，以便了解水系統(tǒng)中的壓力分布情況及設備的阻力。水系統(tǒng)儀表：水系統(tǒng)儀表：為了空調為了空

15、調系統(tǒng)調試和運行管理方系統(tǒng)調試和運行管理方便，水系中要求設置一便，水系中要求設置一些必要的儀表，如：些必要的儀表，如：水溫發(fā)生變化的地點，應設置測溫裝置，如冷、熱源設備進、出口。P膨脹管名 稱碟閥水流開關過濾器壓力表溫度表浮球閥F圖 例避震接頭膨脹水箱F冷 凝 器蒸 發(fā) 器L1L2接排水管接自來水管冷凍水泵一用一備止回閥水泵排氣閥冷凍水回水管冷凍水供水管L2L1空調末端冷水機組名 稱圖 例空調末端水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)的組成水系統(tǒng)閥門：水系統(tǒng)閥門：閘閥閘閥截止閥截止閥蝶閥蝶閥蝶閥蝶閥水系統(tǒng)中設置的閥一般有兩個作用：一是起調節(jié)用，調節(jié)管網(wǎng)中的水水系統(tǒng)中設置的閥一般有兩個作用：一是起調節(jié)用，調節(jié)管網(wǎng)中

16、的水量，另外是起關斷作用，如變換季節(jié)時的冷、熱源轉換，或設備檢修量，另外是起關斷作用，如變換季節(jié)時的冷、熱源轉換，或設備檢修時，用閥門關斷。時，用閥門關斷。 暖通空調管道閥門選型原則暖通空調管道閥門選型原則項目項目序序號號選型原則選型原則閥門選型設計1冷凍水機組、冷卻水進出口設計蝶閥；2水泵前蝶閥、過濾器，水泵后止回閥、蝶閥；3集、分水器之間壓差旁通閥；4集、分水器進、回水管蝶閥5水平干管蝶閥；6空氣處理機組閘閥、過濾器、電動二通或三通閥7風機盤管閘閥（或加電動二通閥）一般采用蝶閥時，口徑小于150mm時采用手柄式蝶閥（D71X、D41X）；口徑大于150mm時采用蝸輪傳動式蝶閥（D371X、

17、D341X）。暖通空調管道閥門選型原則暖通空調管道閥門選型原則選用閥門的注意事項1減壓閥，平衡閥等必須加旁通;2全開全閉最好用球閥、閘閥；3盡量少用截止閥；4閥門的阻力計算應當引起注意；5電動閥一定要選好的。給水管道上使用的閥門，應根據(jù)使用要求按右列原則選型1需調節(jié)流量、水壓時，宜采用調節(jié)閥、截止閥；2要求水流阻力小的部位（如水泵吸水管上），宜采用閘板閥；3安裝空間小的場所，宜采用蝶閥、球閥；4水流需雙向流動的管段上，不得使用截止閥；5口徑較大的水泵，出水管上宜采用多功能閥暖通空調管道閥門選型原則暖通空調管道閥門選型原則止回閥設置要求止回閥設置要求1引入管上；2密閉的水加熱器或用水設備的進水管

18、上；3水泵出水管上；4進出水管合用一條管道的水箱、水塔、高地水池的出水管段上。注：裝有管道倒流防止器的管段，不需在裝止回閥。止回閥的閥型選擇應根據(jù)止回閥的安裝部位、閥前水壓、關閉后的密閉性能要求和關閉時引發(fā)的水錘大小等因素確定，應符合下列要求：1閥前水壓小的部位，宜選用旋啟式、球式和梭式止回閥。2關閉后密閉性能要求嚴密的部位，宜選用有關閉彈簧的止回閥。3要求削弱關閉水錘的部位，宜選用速閉消聲止回閥或有阻尼裝置的緩閉止回閥。4止回閥的閥掰或閥芯，應能在重力或彈簧力作用下自行關閉。給水管道的下列部位應設置排氣裝置1間歇性使用的給水管網(wǎng)，其管網(wǎng)末端和最高點應設置自動排氣閥。2給水管網(wǎng)有明顯起伏積聚空

19、氣的管段，已在該段的峰點設自動排氣閥或手動閥門排氣3氣壓給水裝置，當采用自動補氣式氣壓水罐時，其配水管網(wǎng)的最高點應設自動排氣閥。冷凍水水流速度冷凍水水流速度壓力水管的水流速主要是經濟和噪聲兩個因素。管內的水速太大，對環(huán)壓力水管的水流速主要是經濟和噪聲兩個因素。管內的水速太大，對環(huán)路的平衡不利，故總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，故總管流速可以取得大一些，而分支管路可以小一些。管徑(mm)152025324050閉式系統(tǒng)0.40.50.50.60.60.70.70.90.81.00.91.2開式系統(tǒng)0.30.40.40.50.50.60.60.80.70.90.81.0

20、管徑(mm)6580100125150200閉式系統(tǒng)1.11.41.21.61.31.81.52.01.62.21.82.5開式系統(tǒng)0.91.21.11.41.21.61.41.81.52.01.62.3管徑(mm)250300350400450500閉式系統(tǒng)1.82.61.92.92.02.82.02.82.12.82.12.8開式系統(tǒng)1.72.41.72.41.62.11.82.51.92.51.92.5管內水流速推薦值管內水流速推薦值(m/s)(m/s)冷凍水管管徑確定冷凍水管管徑確定連接各空調末端裝置的供回水支管的管徑，宜與設備的進出水管接連接各空調末端裝置的供回水支管的管徑，宜與設備

21、的進出水管接 管管徑一致，可查產品樣本獲知。管管徑一致，可查產品樣本獲知。管徑計算公式如下：管徑計算公式如下： d= 4000Q/3.14vd= 4000Q/3.14v Q(L/s) Q(L/s)：管段內流經的水流量：管段內流經的水流量 d(mm)d(mm)：管道內徑：管道內徑 v(m/s)v(m/s)：假定的水流速：假定的水流速鋼管管徑（mm)閉式水系統(tǒng)開式水系統(tǒng)流量m3/hKPa/100m流量m3/hKPa/100m1500.5060200.51.010602512106001.3043322410601.321140404610602410405061110604810406511181

22、0608141040801832106014221040100326510602245104012565115106045821040水系統(tǒng)的流量和單位長度阻力損失表水系統(tǒng)的流量和單位長度阻力損失表鋼管管徑（mm)閉式水系統(tǒng)開式水系統(tǒng)流量m3/hKPa/100m流量m3/hKPa/100m15011518510478213010432001853801037130200102425038056092620034010183005608208233404708153508209508184706108134009501250817610750712450125015908157501000712

23、5001590200081310001230711水系統(tǒng)的流量和單位長度阻力損失表水系統(tǒng)的流量和單位長度阻力損失表冷凝水管道設計冷凝水管道設計 通常，可以根據(jù)機組的冷負荷通常，可以根據(jù)機組的冷負荷Q Q（kWkW）按下列數(shù)據(jù)近似選定冷凝水）按下列數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱直徑。管的公稱直徑。負荷冷凝水管管徑負荷冷凝水管管徑Q7KWDN20mmQ7.117.6kW DN25mmQ17.7100kW DN32mmQ101176kW DN40mmQ177598kW DN50mm Q5991055kW DN80mm 風機盤管機組、整體式空調器、組合式空調機組等運行過程中產生的冷凝水，必須風機盤管機組、

24、整體式空調器、組合式空調機組等運行過程中產生的冷凝水，必須及時予以排走。及時予以排走。排放冷凝水管道的設計，應注意以下事項：排放冷凝水管道的設計，應注意以下事項：沿水流方向，水平管道應保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位。沿水流方向，水平管道應保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位。 采用聚氯乙烯塑料管時，一般可以不必進行防結露的保溫和隔汽處理。采用聚氯乙烯塑料管時，一般可以不必進行防結露的保溫和隔汽處理。采用鍍鋅鋼管時，通常應設置保溫層。采用鍍鋅鋼管時，通常應設置保溫層。冷卻水系統(tǒng)的設計冷卻水系統(tǒng)的設計 目前最常用的冷卻水系統(tǒng)設計方式是冷卻塔設在建筑物的屋頂上，目前最常用的冷卻水系統(tǒng)設計方式是冷卻塔設在建筑物的屋頂上，空調冷凍站設在建空調冷凍站設在建 筑物的底層或地下室。水從冷卻塔的集水槽出筑物的底層或地下室。水從冷卻塔的集水槽出來后，直接進入冷水機組而不設水箱。當空調冷卻水系統(tǒng)僅在夏來后，