空調(diào)管路系統(tǒng)的設(shè)計原則

1、一、空調(diào)管路系統(tǒng)的設(shè)計原那么空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計主要原那么如下：1 空調(diào)管路系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的輸送能力，例如，在中央空調(diào)系統(tǒng)中通過水系統(tǒng)來確保渡過每臺空調(diào)機組或風機盤管空調(diào)器的循環(huán)水量到達設(shè)計流量，以確保機組的正常運行；又如，在蒸汽型吸收式冷水機組中通過蒸汽系統(tǒng)來確保吸收 式冷水機組所需要的熱能動力。2 .合理布置管道：管道的布置要盡可能地選用同程式系統(tǒng)，雖然初投資略有增加，但易于保持環(huán)路的水力穩(wěn)定性； 假設(shè)采用異程系統(tǒng)時，設(shè)計中應(yīng)注意各 支管間的壓力平衡問題。3 .確定系統(tǒng)的管徑時，應(yīng)保證能輸送設(shè)計流量，并使阻力損失和水流噪聲 小，以獲得經(jīng)濟合理的效果。眾所周知，管徑大那么投資多，但流動阻力小，循

2、環(huán) 水泵的耗電量就小，使運行費用降低，因此，應(yīng)當確定一種能使投資和運行費用 之和為最低的管徑。同時，設(shè)計中要杜絕大流量小溫差問題，這是管路系統(tǒng)設(shè)計 的經(jīng)濟原那么。4 .在設(shè)計中，應(yīng)進行嚴格的水力計算，以確保各個環(huán)路之間符合水力平衡 要求，使空調(diào)水系統(tǒng)在實際運行中有良好的水力工況和熱力工況。5. 空調(diào)管路系統(tǒng)應(yīng)滿足中央空調(diào)局部負荷運行時的調(diào)節(jié)要求；6. 空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計中要盡可能多地采用節(jié)能技術(shù)措施；7 .管路系統(tǒng)選用的管材、配件要符合有關(guān)的標準要求；8.管路系統(tǒng)設(shè)計中要注意便于維修管理，操作、調(diào)節(jié)方便。二、管路系統(tǒng)的管材管路系統(tǒng)的管材的選擇可參照下表選用：印亡Wilt村litre')M

3、F1-102oa>200<1 0 <-! 0i yb :口加：、mmi? < X3i3VK)-1.6-J.6上川：J n YB2il X)：.，丄二Ji! 70S06-7M欣阪晶坪1三、供回水總管上的旁通閥與壓差旁通閥的選擇在變水量水系統(tǒng)中，為了保證流經(jīng)冷水機組中蒸發(fā)器的冷凍水流量恒定，在 多臺冷水機組的供回水總管上設(shè)一條旁通管。 旁通管上安有壓差控制的旁通調(diào)節(jié) 閥。旁通管的最大設(shè)計流量按一臺冷水機組的冷凍水水量確定， 旁通管管徑直接 按冷凍水管最大允許流速選擇，不應(yīng)未經(jīng)計算就選擇與旁通閥相同規(guī)格的管徑。當空調(diào)水系統(tǒng)采用國產(chǎn)ZAPB、ZAPC型電動調(diào)節(jié)閥作為旁通閥，末端

4、設(shè)備 管段的阻力為0.2MPa時，對應(yīng)不同冷量冷水機組旁通閥的通徑，可按下表選用:涉嵐飢耶的劃 幷|金1-MJ1£0J5?m700&80HG017JD1400BtO1760赫；0紀$01001«01帥12512515070J0412315b250冷凍水壓差旁通系統(tǒng)的選擇計算在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計中，為方便控制，節(jié)約能量，常使用變流量控制。因 為冷水機組為運行穩(wěn)定，防止結(jié)凍，一般要求冷凍水流量不變，為了協(xié)調(diào)這一對 矛盾，工程上常使用冷凍水壓差旁通系統(tǒng)以保證在末端變流量的情況下，冷水機組側(cè)流量不變。系統(tǒng)圖如圖一。在這種系統(tǒng)設(shè)計中，壓差旁通系統(tǒng)的作用是通過控制壓通旁通閥的開

5、度 控制冷凍水的旁通流量，從而使供回水干管兩端的壓差恒定。根據(jù)水泵特性我們 可得知，泵送壓力恒定時，流量亦保持恒定。顯然旁通閥3的口徑要滿足最大旁通水量的要求。 如一圖，當末端負荷減小 時，電動二通閥5關(guān)小，供水量減小，而旁通水量增加。當旁通水量持繼增加， 直到系統(tǒng)負荷減小到設(shè)計負荷的一半，那么冷水機組 1關(guān)閉一臺，冷凍水泵2同 樣關(guān)閉一臺，供回水壓差減小，旁通閥3再度關(guān)上。因此旁通閥的最大旁通水量 就是系統(tǒng)負荷減小到一臺冷水機組停機時所需的旁通水量。外表上看，最大旁通水量就是一臺冷水機組的額定流量， 其實不然，因為冷 凍水量并不一定會與負荷同比例匹配，而應(yīng)考慮末端設(shè)備的熱特性與控制方式， 如

6、下：1、采用比例或比例積分控制的空調(diào)器?？刂破骶_控制二通閥的開度以調(diào) 節(jié)盤管出力。根據(jù)盤管熱特性如圖二，當負荷減小時，所需流量減小速率更 快，當負荷為50%時，水流量僅需13%左右，即旁通水量需87%。2、風機盤管一般均采用二位控制，二通閥全開或全閉，即水流量在設(shè)計工 況下?lián)Q熱。當負荷減小時，水流量同比率減小。甚而小負荷時，風機盤管可能轉(zhuǎn)至小檔運行，風量減小，水溫差減小，水流量增大，而旁通水量減小。在一般系統(tǒng)中，這兩種情況均會出現(xiàn)，此時就需綜合考慮空調(diào)器與風機盤管 水量的比例，局部負荷時間，來選擇旁通閥旁通水量。在一些典型的場合如商場， 旁通水量甚至會超過一臺冷水機組共三臺機組時額定水量的兩

7、倍。旁通閥口徑的選擇計算，在許多文章均有論及，此處簡述如下：圖二：盤管負荷隨水流量變化圖G=Kv X/PG流量，m3/hKv流通能力，與所選擇的閥門有關(guān)。阻力損失。Bar例：一臺制冷量500RT的冷水機組，額定冷凍水量302m3/h ，接管口徑250mm。旁通水量取350m3/h ，供回水計算壓差為 2bar約2x105Pa。DN125旁通閥流通能力250，計算如下：G=250 X2=353 m3/h350所以采用DN125旁通閥即可滿足要求。旁通閥都具有高流通能力，所以一 般其口徑可比冷水機組接管口徑小二個規(guī)格。壓差控制系統(tǒng)的控制方式有比例控制Honeywell，輸出比例變化的電阻 信號，有

8、三位控制Johnson , Erie，輸出進、停、退信號。比例控制的精度 較高，價格也高，需根據(jù)不同的精度要求選配。兩種方式所配套的執(zhí)行器也不同。旁通閥執(zhí)行器與閥門需根據(jù)不同的系統(tǒng)壓差，配套不同系列的閥門，例如某品牌VBG閥門+VAT執(zhí)行器適用的最大工作壓差為 2bar，而DSGA閥門+MVL 執(zhí)行器的最大工作壓差那么為8bar。假設(shè)定貨時未指明，廠商一般均會按較高壓 差配套?？傊?，在壓差旁通系統(tǒng)的選型中，要認真考慮各種因素，閥門特性，壓差， 流通能力，執(zhí)行器都需考量。在有的工程中，只是簡單地按冷水機組口徑選擇旁 通閥徑，往往會造成浪費。四、空調(diào)水系統(tǒng)管徑確實定水管管徑d由下式確定：:戌申叫忒

9、厲5" J 3 14 廿Va.乜 &我們建議，水系統(tǒng)中管內(nèi)水流速按表一中的推薦值選用， 經(jīng)試算來確定 其管徑，或按表二根據(jù)流量確定管徑。表一、管內(nèi)水流速推薦值m/sIt"1$4065M)叭他0 4-C5G.5-X>i064*7010OP-1213 »0 W0 M f)OS 1.04口11*1.4It"100150200r腴wojsa40C1 3-1.8l.t-2211-25IS 24IV-2Pie-2 51 S-2.S1 2-161 11處016*-： i1花：UI1 z 1 表二、水系統(tǒng)的管徑和單位長度阻力損失,:iR；罕 U b>

10、itPi lOvn-r t*>ICKdOjlZLO-tfOG-l 10-4J27low】J-2 9EH-WK10-M2-150l(M0yMz11-1810-MV-帥HAio-«力冊ICH»12SID150115-LS$1(M7330LIMJ陽曲轍4打MW爐"<6032041,J50S-1SJ70-41CS-Ij400©込忙主*4浮曲4放7-1245057X>10(rt7-12MK)跖 20010007 IM1五、冷凍水泵揚程估算方法摘自：全國勘察設(shè)計注冊公用設(shè)備工程師考試復習教材 暖通空調(diào)專業(yè)這里所談的是閉式空調(diào)冷水系統(tǒng)的阻力組成，因為

11、這種系統(tǒng)是量常用的系統(tǒng)。1.冷水機組阻力：由機組制造廠提供，一般為 60100kPa 。-2管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中單位長度的磨擦阻力即比摩組 取決于技術(shù)經(jīng)濟比擬。假設(shè)取值大那么管徑小，初投資省，但水泵運行能耗大；假 設(shè)取值小那么反之。目前設(shè)計中冷水管路的比摩組宜控制在150200Pa/m 范圍內(nèi)，管徑較大時，取值可小些。3. 空調(diào)未端裝置阻力：末端裝置的類型有風機盤管機組，組合式空調(diào)器等。 它們的阻力是根據(jù)設(shè)計提出的空氣進、出空調(diào)盤管的參數(shù)、冷量、水溫差等由制 造廠經(jīng)過盤管配置計算后提供的，許多額定工況值在產(chǎn)品樣本上能查到。此項阻 力一般在2050kPa 范圍內(nèi)。4. 調(diào)節(jié)閥的

12、阻力：空調(diào)房間總是要求控制室溫的，通過在空調(diào)末端裝置的水路上設(shè)置電動二通調(diào)節(jié)閥是實現(xiàn)室溫控制的一種手段。二通閥的規(guī)格由閥門全開時的流通能力與允許壓力降來選擇的。 如果此允許壓力降取值大，那么閥門的控制 性能好；假設(shè)取值小，那么控制性能差。閥門全開時的壓力降占該支路總壓力降的 百分數(shù)被稱為閥權(quán)度。水系統(tǒng)設(shè)計時要求閥權(quán)度 S>0.3，于是，二通調(diào)節(jié)閥的允 許壓力降一般不小于40kPa。根據(jù)以上所述，可以粗略估計出一幢約 100m高的高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的 壓力損失，也即循環(huán)水泵所需的揚程：1.冷水機組阻力：取80kPa8m水柱；2管路阻力：取冷凍機房內(nèi)的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力為5

13、0kPa ;取輸配側(cè)管路長度300m與比摩阻200Pa/m，那么磨擦阻力為300*200=60000Pa=60kPa;如考慮輸配側(cè)的局部阻力為磨擦阻力的50%，那么局部阻力為60kPa*0.5=30kPa ;系統(tǒng)管路的總阻力為 50kPa+60kPa+30kPa=140kPa 14m 水柱；3. 空調(diào)末端裝置阻力：組合式空調(diào)器的阻力一般比風機盤管阻力大，故取前 者的阻力為45kPa；4. 二通調(diào)節(jié)閥的阻力：取 40kPa。5于是，水系統(tǒng)的各局部阻力之和為：80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa6水泵揚程：取10%的平安系數(shù)，那么揚程 H=30.5m*1.1=33.55m

14、。根據(jù)以上估算結(jié)果，可以根本掌握類同規(guī)模建筑物的空調(diào)水系統(tǒng)的壓力損失 值范圍，尤其應(yīng)防止因未經(jīng)過計算，過于保守，而將系統(tǒng)壓力損失估計過大，水 泵揚程選得過大，導致能量浪費。靜水壓力應(yīng)該是水泵停止狀態(tài)下，冷卻塔靜止液面到水泵或設(shè)備末端得高 差。水泵揚程=管道沿程阻力+局部阻力+設(shè)備阻力+冷卻塔布水器壓力+布水 器到集水器高差我個人認為水塔揚程確定為：冷凝器60到100KPA，沿程和局部阻力為80 到120PA每米，冷卻塔噴霧壓力50KPA，再加上冷卻塔水的提升高度，再 X 個系K=1.11.2,不知道這樣算出的揚程和實際的有多大的誤差？六、冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計目前最常用的冷卻水系統(tǒng)設(shè)計方式是冷卻塔設(shè)

15、在建筑物的屋頂上，空調(diào)冷凍站設(shè)在建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(shè)水箱。當空調(diào)冷卻水系統(tǒng)僅在夏季使用時， 該系統(tǒng)是合理的，它運行管理 方便，可以減小循環(huán)水泵的揚程，節(jié)省運行費用。為了使系統(tǒng)平安可靠的運行， 實際設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點：1 冷卻塔上的自動補水管應(yīng)稍大一點，有的按補水能力大于2倍的正常補水量設(shè)計；2 在冷卻水循環(huán)泵的吸入口段再設(shè)一個補水管，這樣可縮短補水時間，有 利于系統(tǒng)中空氣的排出；3 冷卻塔選用蓄水型冷卻塔或訂貨時要求適當加大冷卻塔的集水槽的貯水 能力；4 應(yīng)設(shè)置循環(huán)泵的旁通止逆閥，以防止停泵時出現(xiàn)從冷卻塔內(nèi)大量溢水問題，并在突然停電時，防止

16、系統(tǒng)發(fā)生水擊現(xiàn)象；5 設(shè)計時要注意各冷卻塔之間管道阻力平衡問題；按管時，注意各塔至總干管上的水力平衡；供水支管上應(yīng)加電動閥，以便在停某臺冷卻塔時用來關(guān)閉；6 并聯(lián)冷卻塔集水槽之間設(shè)置平衡管。管徑一般取與進水干管相同的管徑，以防冷卻塔集水槽內(nèi)水位上下不同。 防止出現(xiàn)有的冷卻塔溢水，還有冷卻塔在補 水的現(xiàn)象。七、冷卻水系統(tǒng)的補水量現(xiàn)在的資料給出的冷卻水系統(tǒng)的補水量數(shù)據(jù)判別較大，見下表:-.科廉1電砧剳卉吋補朮曇出襦邛療的1$腫磯敢龍制片叫為量的丄坤厲晞詁翼能艸*%中MtJi'芒1*,哦收 冊it: Kt鬥T曠尸*取忡耐沖15m. swEttgwmch苗I|IX】J 141!. V.ffj

17、?*<*)r»-i. . 1 i? i4i s*t經(jīng)對表中資料的分析，從理論上說，如把水冷卻5oC，蒸發(fā)的水量不到被冷卻水量的1%。但是，實際上還應(yīng)考慮排污量和由于空氣夾水滴的飄溢損 失；同時，還應(yīng)綜合考慮各種因素如冷卻塔的結(jié)構(gòu)、冷卻水水泵的揚程、空調(diào) 系統(tǒng)的大局部時間里是在局部負荷下運行等的影響。我們建議：電動制冷時， 冷卻塔的補水量取為冷卻水流量的1%2% ;溴化鋰吸收式冷水機組的補水量取 為冷卻水流量的2%2.5%。八、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題：1 電動冷水機組的冷凝器進、出水溫差一般為 5oC，雙效溴化鋰吸收式冷 水機組冷卻水進、出口溫差一般為 66.5oC

18、，因此，在選用冷卻塔時，電動冷 水機組宜選普通型冷卻塔 t=5oC丨；而雙效溴化鋰吸收式冷水機組宜選中溫 型冷卻塔厶t=8oC丨；2 選用冷卻塔時應(yīng)遵循?工業(yè)企業(yè)噪音控制設(shè)計標準?GBJ87-85丨的 規(guī)定，其噪聲不得超過下表所列的噪聲限制值?：J MU j 1 出池11L 心認乂 it F 1 MM帆窮IS»創(chuàng)3540<3S35S嗎嵋:-訓幣葉界陀1陽十3點吃；山 懂業(yè)輩忸勺昭優(yōu)尿洋P1 1 林M4-0J i A irt Ui'l廠界噪聲限制值/dB(A)3 .空調(diào)冷卻水系統(tǒng)中宜選用逆流式冷卻塔。當處理水量在300m3/h以上時，宜選用多風機方形冷卻塔，以便實現(xiàn)多風機

19、控制。4 .由于冷卻水進水溫度過低將會引起溴化鋰吸收式冷水機組結(jié)晶等故障，因此，設(shè)計溴化鋰吸收式冷水機組的冷卻水系統(tǒng)時，應(yīng)在冷卻塔供、回水管間設(shè)置一旁通管，可以使局部冷卻水不經(jīng)冷卻塔，以保證冷卻水進水溫度不會過低。九、膨脹水箱選型1 .水箱容積計算當 130-70 ° 供暖系統(tǒng) V=0。043VC式中V膨脹水箱的有效容積即相當于檢查管到溢流管之間高度的容積，L;Vc 系統(tǒng)內(nèi)的水容量，L。膨脹水箱選用開式高位膨脹水箱適用于中小型低溫水供暖系統(tǒng)，膨脹水箱規(guī)格見下表，構(gòu)造見國標圖。Ma碎tt咨 創(chuàng)F iz J： 1 san,|*IQf垃H!憐 KVAK1itAltAlt10$041900mOH900TOO20-酣1200TOOOB麗£001 Q1廿IMnw 5*Pw映41.01201400販1100as0 5*100C900S>02.211S001200l?i-：at0.B51O0C120062.廠1440UM1200ae0S1riooI DOO7JO1000t-IM1404toi.L11001JOOe3,0 J曲1秋1(500i on加洌94J1:WO伽15W129和14QQ諭104.Q43718401801500工02.015001JOOUSil2W1剜1500JO1400180011S.022001BOO1-：H丄DJ.4i«oa15