空調(diào)冷、熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一、選擇冷、熱水系統(tǒng)的形式1空調(diào)水系統(tǒng)的形式a、雙管制和四管制系統(tǒng)對任一空調(diào)末端裝置，只設(shè)一根供水管和一根回水管，夏季供冷水、冬季供熱水，這樣的冷（熱）水系統(tǒng)，稱為雙管制系統(tǒng)；對任一空調(diào)末端裝置，設(shè)有兩根供水管和兩根回水管，其中一組供回水管用于冷水系統(tǒng)，另外一組用于熱水系統(tǒng)，這樣的冷（熱）水系統(tǒng)，稱為四管制系統(tǒng)。b、閉式和開式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)的水循環(huán)管路中無開口處，而開式系統(tǒng)的末端水管是與大氣相通的。開式系統(tǒng)使用的水泵，除要克服管路阻力損失外，還需具有把水提升到某一高度的壓頭，因此，要求有較大揚(yáng)程，相應(yīng)的能耗也較大。閉式系統(tǒng)管路系統(tǒng)不與大氣相通，水泵所需揚(yáng)程僅需克服管路阻力損失，不需涉及將水位提高所需的位置壓頭，因此，所需揚(yáng)程較開式小，相應(yīng)的能耗也小，并且管路和設(shè)備受空氣腐蝕的可能性也小。c、異程式和同程式系統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管設(shè)在各空調(diào)房間內(nèi)，按照起并聯(lián)于供水干管和回水干管間的各機(jī)組的循環(huán)管路總長是否相等，可分為異程式和同程式系統(tǒng)。異程式管路系統(tǒng)配置簡單，省管材，但各并聯(lián)環(huán)路管長不等，因而阻力不等，流量分配難以均衡，增加了初次調(diào)整的難度。同程式各并聯(lián)環(huán)路管長相等，阻力大致相等，流量分配也較均衡，可減少初次調(diào)整的難度，但初投資較高。d、定水量和變水量系統(tǒng)定水量系統(tǒng)中的系統(tǒng)水量是不變的。它通過改變末端裝置的供水量來調(diào)節(jié)空調(diào)房間的負(fù)荷變化。各空調(diào)末端裝置或各分區(qū)水量，采用手設(shè)在空調(diào)房內(nèi)感溫器控制的電動(dòng)三通閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。變水量系統(tǒng)則保持空調(diào)水系統(tǒng)供、回水的溫度不變，通過改變水系統(tǒng)的水流量來適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化，這種系統(tǒng)各空調(diào)末端裝置的水流量收設(shè)在室內(nèi)的感溫器控制的電動(dòng)二通閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，目前采用變水量調(diào)節(jié)方式的較多。因?yàn)樽兯肯到y(tǒng)負(fù)荷處于變化狀態(tài)，建議在中央機(jī)房內(nèi)的供回水管之間設(shè)置旁通管，并設(shè)置壓差電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。此外，無論是定水量還是變水量系統(tǒng)，空調(diào)末端設(shè)置除設(shè)自動(dòng)控制的電動(dòng)閥外，為了維修方便，前后兩邊必須設(shè)置截止閥，或增加旁通裝置。e、單式水泵系統(tǒng)和復(fù)式水泵系統(tǒng)以中央機(jī)房的供回水集管為界，冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)共用水泵的，叫單式水泵系統(tǒng)；冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分別設(shè)置水泵的，叫復(fù)式水泵系統(tǒng)，也叫二次泵系統(tǒng)。2空調(diào)水系統(tǒng)形式的選擇與分區(qū)a、一般建筑物的舒適性中央空調(diào)，其冷（熱）水系統(tǒng)宜采用單式水泵、變水量調(diào)節(jié)、雙管制系統(tǒng)，并盡可能為同程式或分區(qū)同程式。b、舒適性要求很高的建筑物可采用四管制系統(tǒng)。c、高層建筑，特別是超高層建筑，在每層供水半徑不大時(shí)，常采用豎向總管同程式，水平異程管式。d、如果全系統(tǒng)只設(shè)置一臺空調(diào)主機(jī)時(shí)，宜采用定水量系統(tǒng)；設(shè)置多臺主機(jī)時(shí)，則考慮采用變水量系統(tǒng)。e、大型建筑中一般情況宜采用單式水泵系統(tǒng)，但若各分區(qū)負(fù)荷變化規(guī)律不一，或各分區(qū)供水環(huán)路阻力相差大，或使用功能及運(yùn)行時(shí)間不一，或供水作用半徑相差懸殊等情況，均宜采用復(fù)式水泵系統(tǒng)。二、冷、熱水系統(tǒng)水管管徑的確定空調(diào)水系統(tǒng)的管材有鍍鋅鋼管和無縫鋼管。當(dāng)管徑DN≤100mm時(shí)，可采用鍍鋅鋼管，其規(guī)格用公稱直徑DN表示；當(dāng)管徑DN＞100mm時(shí)，可采用無縫鋼管，其規(guī)格用外徑*壁厚表示。常用鋼管規(guī)格如下表（直徑、壁厚單位mm，質(zhì)量單位kg/m）：常用鋼管規(guī)格表注明：鍍鋅管比不鍍鋅鋼管重3~6%左右。管徑計(jì)算公式一dn=1.13*對應(yīng)管段水流量（立方米/秒）除以水流速（米/秒）的商的平方根；管徑計(jì)算公式二dn=0.48*對應(yīng)管段冷量（冷噸）的平方根。參考表格如下：管內(nèi)水的最大允許水流速冷凍水管速算表水系統(tǒng)的管徑和單位長度阻力損失三、供、回水集管的設(shè)計(jì)供水集管又稱為分水器（分水缸），回水集管又稱為集水器（回水缸），它們都是一段水平安裝的大管徑鋼管。各臺冷水機(jī)組（或熱水器）生產(chǎn)的冷（熱）水送入分水器，再經(jīng)分水器，向各子系統(tǒng)或各區(qū)分別供水；各子系統(tǒng)或各區(qū)的空調(diào)回水，先回流到集水器，然后再由水泵送入各冷水機(jī)組（或熱水器）。分水器和集水器上的各管路均應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥和壓力表，底部應(yīng)設(shè)排污管和排污閥（一般選用DN40）。分水器和集水器的管徑，按其中水的流速為0.5~0.8m/s的范圍內(nèi)確定。分、集水器的管長由所需連接的管接頭個(gè)數(shù)、管徑及間距確定。兩相鄰接頭中心線間距宜為兩管外徑+120mm；兩邊管接頭中心距管端面宜為外徑+60mm。四、水頭損失計(jì)算流體在管道內(nèi)運(yùn)行阻力損失包括兩部分，即沿程阻力損失和局部阻力損失。管路的水頭損失（mH2O）=各管段沿程阻力損失之和（mH2O）+各管段局部阻力損失之和（mH2O）1、沿程阻力計(jì)算方法1)近似估算P（mH2O）=0.025*（L/d）*V2/2gL：管路長度，m；d：管道直徑，m；V：管道內(nèi)水流速，m/s.2)按水力坡降計(jì)算P（mH2O）=I*LmH2OI：水力坡度，即單位管長的水力損失mH2O/m；L：管路長度，m。對舊鋼管和鑄鐵管的水力坡度：當(dāng)V≥1.2m/s時(shí)，I=0.00107*V2/d1.3

mH2O

/m當(dāng)V＜1.2m/s時(shí)，I=0.000912*V2/d1.3*(1+0.867/V)0.3

mH2O/md：管道計(jì)算內(nèi)徑，m；V：管道內(nèi)水流速，m/s.2、局部阻力計(jì)算方法1)常用計(jì)算公式P（mH2O）=局部阻力系數(shù)（可查表）*V2/2gV：管道內(nèi)水流速，m/s.B、按水力坡降計(jì)算P（mH2O）=I*LmH2OI：水力坡度，即單位管長的水力損失mH2O/m；L：局部阻力當(dāng)量長度，m。各種局部阻力損失折合當(dāng)量長度表五、冷、熱水泵的配置與選擇每臺空調(diào)主機(jī)至少應(yīng)該配置一臺水泵，一般要考慮備用泵，以備維修之用。一般空調(diào)水系統(tǒng)的水泵與機(jī)組連接方式是采用壓入式（對機(jī)組而言），只有在水泵的吸入段有足夠的壓頭才能防止水汽化。水泵通常選用比轉(zhuǎn)數(shù)N在30~150的離心式清水泵。1、水泵流量的確定水泵的流量計(jì)算式如下：V=β1*V1m3/s式中：β1------流量儲備系數(shù)，當(dāng)水泵單臺工作時(shí)，β1=1.1，當(dāng)兩臺并聯(lián)工作時(shí)，β1=1.2；V1------冷水機(jī)組額定流量，m3/s。2、水泵揚(yáng)程的確定水泵的揚(yáng)程計(jì)算式如下：H=β2*HmaxmH2O式中：β2------揚(yáng)程儲備系數(shù)，一般β2=1.1；Hmax------水泵所承擔(dān)的供回水管網(wǎng)最不利環(huán)路的水壓降，mH2O。最不利環(huán)路的總水壓降Hmax可按下式計(jì)算：Hmax=P1+P2+P3mH2O式中：P1------冷水機(jī)組蒸發(fā)器的水壓降，mH2O，可從產(chǎn)品樣本中查知。（參考換算1KPa=0.1mH2O）P2------環(huán)路中并聯(lián)的各臺空調(diào)末端裝置中最大的水壓降，mH2O，可從產(chǎn)品樣本中查知。P3------環(huán)路中各種管件的水壓降與沿程壓降之和，mH2O，可從產(chǎn)品樣本中查知。在估算時(shí)，可大致取每100米管長的沿程損失為5mH2O。這樣，最不利環(huán)路的總長（一般為供回水管長度之和為L，則最不利環(huán)路的水壓降可按下式估算：Hmax=P1+P2+0.05（1+K）*LmH2O式中：P1、P2同上K為最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長度總和與該環(huán)路管道總長的比值。當(dāng)最不利環(huán)路較短時(shí)，取K=0.2~0.3；當(dāng)最不利環(huán)路較長時(shí)，取K=0.4~0.6。六、膨脹水箱的配置與選擇閉式水系統(tǒng)，為容納水系統(tǒng)內(nèi)水的熱脹冷縮的變化和補(bǔ)充系統(tǒng)的滲漏水，應(yīng)該設(shè)置膨脹水箱。膨脹水箱一般設(shè)置在高出水系統(tǒng)最高點(diǎn)的2~3米處，且一般連接在水泵的吸入側(cè)。膨脹水管應(yīng)該具備通氣管、溢流管、信號管、排污管、膨脹管、補(bǔ)水管、循環(huán)管總共7個(gè)管口?？照{(diào)水系統(tǒng)的膨脹水量V