空调风系统与水系统设计课件.ppt

1、2.12.1.12.1.1风道设计的基本知识风道设计的基本知识 外边长（长宽）外边长（长宽）(mm)1201203202005004008006301250630160120320250500500800800125080016016032032063025010003201250100020016040020063032010004001600500200200400250630400100050016006302501204003206305001000630160080025016040040063063010008001600100025020050020080032010001000

2、16001250250250500250800400125040020008003201605003208005001250500200010002.1.22.1.2风风 风管的压力损失风管的压力损失P由沿程压力损失由沿程压力损失Py和局部压力损失和局部压力损失Pj两部分组两部分组成，即：成，即：P=Py+Pj （Pa）（一）沿程压力损失的基本计算公式（一）沿程压力损失的基本计算公式长度为长度为l(m)的风管沿程压力损失可按下式计算：的风管沿程压力损失可按下式计算：Py=pyl (Pa)式中式中 py单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻力损单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻力损

3、失失，单位为，单位为Pa/m，可查阅附录可查阅附录1313以及有关设计手册中风管单位长度以及有关设计手册中风管单位长度沿程压力损失计算表进行计算沿程压力损失计算表进行计算。（二）局部压力损失的基本计算公式（二）局部压力损失的基本计算公式 Pj=2/2 （Pa）式中式中 局部阻力系数；局部阻力系数；与之对应的断面流速。与之对应的断面流速。空气密度，标准状况下（大气压力为空气密度，标准状况下（大气压力为101325 Pa，温温度为度为20），），=1.2kg/m3；附录附录1414以及许多文献资料中，都载有各种各样管件的局部阻力以及许多文献资料中，都载有各种各样管件的局部阻力系数系数计算表，可供设

4、计时选用。计算表，可供设计时选用。一风道水力计算方法一风道水力计算方法 风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。的位置和风量均已确定的基础上进行的。风道水力计算的主要目的是确定各管段的管径（或断面尺寸）和风道水力计算的主要目的是确定各管段的管径（或断面尺寸）和阻力，保证系统内达到要求的风量分配，最后确定风机的型号和动阻力，保证系统内达到要求的风量分配，最后确定风机的型号和动力消耗。力消耗。风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平均法、静压复风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平

5、均法、静压复得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而高速送风系统则采用静压复得法。高速送风系统则采用静压复得法。2.1.3 2.1.3 风风计算的方法与步骤计算的方法与步骤1假定流速法假定流速法假定流速法也称为比摩阻法。先按技术经济要求选定风管的风速，再假定流速法也称为比摩阻法。先按技术经济要求选定风管的风速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。最常用的一种计算方法。2压损平均法压损平均法压损平均法也称为当量阻力

6、法。这种方法以单位管长压力损失相等为压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为前提，在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或压力损失最大的前提，在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或压力损失最大的环路，将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分，再环路，将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分，再根据各部分的风量和所分配的压力损失值，确定风管的尺寸，并结合根据各部分的风量和所分配的压力损失值，确定风管的尺寸，并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间压力损失的差各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间压力损失的差值小于值小于15%。该方

7、法适。该方法适用于风机压头已定，以及进行分支管路压损平用于风机压头已定，以及进行分支管路压损平衡等场合。衡等场合。3 3静压复得法静压复得法静压复得法的含义是，当流体的全压一定时，风速降低，则静压增加静压复得法的含义是，当流体的全压一定时，风速降低，则静压增加，利用这部分，利用这部分“复得复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力，以确定的静压来克服下一段主干管道的阻力，以确定管道尺寸，从而保持各分支前的静压都相等，这就是静压复得法。此管道尺寸，从而保持各分支前的静压都相等，这就是静压复得法。此方法适用于高速空调系统的水力计算。方法适用于高速空调系统的水力计算。二风道水力计算步骤二风道水力计算步骤

8、以假定流速法为例，说明风道水力计算的方法步骤：以假定流速法为例，说明风道水力计算的方法步骤：1确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图，作为水力计算草图。，作为水力计算草图。2在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。）本身的长度。3选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多得环路。选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多得环路

9、。4根据造价和运行费用的综合最经济的原则，选择合理的空气流速根据造价和运行费用的综合最经济的原则，选择合理的空气流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按根据经验总结，风管内的空气流速可按P111表表6 6.3 3确定。确定。5根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸，并使其符合根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸，并使其符合表表6.1所列的矩形风管统一规格。然后根据选定了的断面尺寸和风量所列的矩形风管统一规格。然后根据选定了的断面尺寸和风量，计算出风道内实际流速。，计算出风道内实际流速。通过矩形风管的风量通过矩形风管的风量G可按下式计算：可按下式计算：G=3600ab (m3/h)

10、式中式中 a，b分别为风管断面净宽和净高，分别为风管断面净宽和净高，m。6计算风管的沿程阻力计算风管的沿程阻力根据沿程阻力计算公式：根据沿程阻力计算公式：Py=pyl 查风管单位长度沿程压力损失计算表求出单位长度摩擦阻力损查风管单位长度沿程压力损失计算表求出单位长度摩擦阻力损失失py，再根据管长再根据管长l，计算出管段的摩擦阻力损失。计算出管段的摩擦阻力损失。7计算各管段局部阻力计算各管段局部阻力根据局部阻力计算公式：根据局部阻力计算公式：Pj=2/2查查局部阻力系数局部阻力系数计算表取得局部阻力系数计算表取得局部阻力系数值，求出局部阻值，求出局部阻力损失力损失。8计算系统的总阻力，计算系统的

11、总阻力，P=（pyl+Pj ）。9检查并联管路的阻力平衡情况。检查并联管路的阻力平衡情况。10根据系统的总风量、总阻力选择风机。根据系统的总风量、总阻力选择风机。三风道设计计算实例（三风道设计计算实例（P112例例6.1）空调系统推荐的送风机静压值如下，可供估算时参考。空调系统推荐的送风机静压值如下，可供估算时参考。空调系统类别空调系统类别风机静压值风机静压值(Pa)小型空调系统（空调服务面积300m2以内）中型空调系统（空调服务面积2000m2以内）大型空调系统（空调服务面积大于2000m2）高速送风系统（空调服务面积2000m2以内）高速送风系统（空调服务面积大于2000m2）400500

12、60075065010001000150015002500小型通风系统一般通风系统100250300400 一单风机系统一单风机系统 单风机系统是指只设送风机而不设回风机，整个系统内的压力单风机系统是指只设送风机而不设回风机，整个系统内的压力损失全部由送风机来承担的空调系统。损失全部由送风机来承担的空调系统。对于单风机系统来说，要注意到零点的位置，若系统排风位于对于单风机系统来说，要注意到零点的位置，若系统排风位于回风的负压区，则排风不可能通过排风阀排出，必须单设一轴流式回风的负压区，则排风不可能通过排风阀排出，必须单设一轴流式排风机，如图中虚线所示。排风机，如图中虚线所示。2.1.4 2.1

13、.4 风管内的压力分布风管内的压力分布二双风机系统二双风机系统双风机系统是指既设置有送风机而且设置有回风机的空调系统，系统双风机系统是指既设置有送风机而且设置有回风机的空调系统，系统内的压力损失由送风机和回风机共同承担。内的压力损失由送风机和回风机共同承担。对于双风机系统来说，排风必须处于回风机的正压段，而新风和回风对于双风机系统来说，排风必须处于回风机的正压段，而新风和回风必须处于送风机的负压段。如图中所示，必须处于送风机的负压段。如图中所示，段由于回风机的加压段由于回风机的加压作用，处于正压区，排风可以通过排风阀直接排出。而作用，处于正压区，排风可以通过排风阀直接排出。而段由于段由于送风机

14、的抽吸作用，处于负压区，新风和回风均可被抽吸进来。为送风机的抽吸作用，处于负压区，新风和回风均可被抽吸进来。为零位阀，通过该阀处的风压应该为零。零位阀，通过该阀处的风压应该为零。特别需要注意的是：新风、排风、回风的位置。特别需要注意的是：新风、排风、回风的位置。复习思考题复习思考题1简叙风道布置的原则。简叙风道布置的原则。2常用的风管材料由哪些？各适用于什么场合？常用的风管材料由哪些？各适用于什么场合？3为什么说为什么说“矩形风管的高宽比宜小于矩形风管的高宽比宜小于6，最大不小于，最大不小于10”？4风道设计的基本任务是什么？风道设计的基本任务是什么？5试解释下列名词：试解释下列名词：（1）沿

15、程压力损失；）沿程压力损失；（2）单位管长摩擦阻力损失；）单位管长摩擦阻力损失；（3）局部压力损失；）局部压力损失；（4）风管的当量直径。）风管的当量直径。6影响局部阻力系数影响局部阻力系数的因素有哪些？的因素有哪些？7为什么说风管内空气流速对空调系统的经济性有较大的影响？为什么说风管内空气流速对空调系统的经济性有较大的影响？2.2空调水系统包括冷（热）媒水系统和冷却水系统两部分。空调水系统包括冷（热）媒水系统和冷却水系统两部分。冷媒水系统是指夏季由冷水机组向风机盘管机组、新风机组或组冷媒水系统是指夏季由冷水机组向风机盘管机组、新风机组或组合式空调机组的表冷器（或喷水室）供给供水合式空调机组的

16、表冷器（或喷水室）供给供水77、回水、回水1212的冷媒的冷媒水；在冬季由换热站向风机盘管机组、新风机组等供给供水水；在冬季由换热站向风机盘管机组、新风机组等供给供水6060、回水回水5050的热媒水。的热媒水。冷却水系统是指利用冷却塔向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水冷却水系统是指利用冷却塔向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水的系统。的系统。开式系统与闭式系统的比较：开式系统与闭式系统的比较：（1）开式系统所用的循环泵的扬程高，除了克服环路阻力外，开式系统所用的循环泵的扬程高，除了克服环路阻力外，还要提供几何提升高度和末端的资用压头，循环水易受污染，管还要提供几何提升高度和末端的资用压头，循环水易

17、受污染，管路和设备易受腐蚀且容易产生水击等，除非高层建筑的地下室设路和设备易受腐蚀且容易产生水击等，除非高层建筑的地下室设有蓄冷水池，一般用得不多。有蓄冷水池，一般用得不多。（2 2）闭式系统所用的循环泵的扬程比较低，循环水不易受污闭式系统所用的循环泵的扬程比较低，循环水不易受污染而管路的腐蚀程度轻，不用设回水池，而需要设膨胀水箱。染而管路的腐蚀程度轻，不用设回水池，而需要设膨胀水箱。2.按照供、回水制式分：按照供、回水制式分：1）双管制供水方式：）双管制供水方式：一根供水管，一根回水管，供冷、供热合用同一管路系统。一根供水管，一根回水管，供冷、供热合用同一管路系统。2）三管制供水方式：）三管

18、制供水方式：一根供冷水管，一根供热水管，一根公用回水管。一根供冷水管，一根供热水管，一根公用回水管。3）四管制供水方式：）四管制供水方式：一根供冷水管，一根冷水回水管，一根供热水管，一根热水回水管。一根供冷水管，一根冷水回水管，一根供热水管，一根热水回水管。FCUFCUTTFCUT冷热FCUT冷热冷热 我国高层建筑特别是高层旅馆建筑大量建设的实践表我国高层建筑特别是高层旅馆建筑大量建设的实践表明，从我国的国情出发，双管制系统能满足绝大部分旅馆明，从我国的国情出发，双管制系统能满足绝大部分旅馆的空调要求，只有那些全年性空调要求标准的较高的建筑的空调要求，只有那些全年性空调要求标准的较高的建筑方可

19、采用四管制系统。方可采用四管制系统。为了解决管路布置问题，有的设计院提出一种称为为了解决管路布置问题，有的设计院提出一种称为“分区双管系统分区双管系统”。该系统的主要特点是，机房内总管路系。该系统的主要特点是，机房内总管路系统设计成四管制，而建筑物内的所有立管设计成双管制，统设计成四管制，而建筑物内的所有立管设计成双管制，以便按朝向分别供冷或供热。以便按朝向分别供冷或供热。3.3.按照供、回水管路的布置方式分：按照供、回水管路的布置方式分：1 1）同程式系统：供、回水干管中的水流方向相同（顺流），经同程式系统：供、回水干管中的水流方向相同（顺流），经过每一环路的管路总长度相等。过每一环路的管路

20、总长度相等。2 2）异程式系统：供、回水干管中的水流方向相反（逆流），经异程式系统：供、回水干管中的水流方向相反（逆流），经过每一环路的管路总长度不相等。过每一环路的管路总长度不相等。对于闭式循环系统，一般来说，采用同程式布置，便于达到水力对于闭式循环系统，一般来说，采用同程式布置，便于达到水力平衡；平衡；对于开式循环系统，一般来说，采用异程式布置，不需要采用同对于开式循环系统，一般来说，采用异程式布置，不需要采用同程式布置。程式布置。同程式的几种布置方式：同程式的几种布置方式：垂直同程垂直同程 ：水平同程水平同程 垂直同程和水平同程垂直同程和水平同程 异程式的布置方式异程式的布置方式同程式与

21、异程式的比较：同程式与异程式的比较：同程式布置同程式布置水量分配和调节都比较方便，容易达到水力平衡水量分配和调节都比较方便，容易达到水力平衡，但需要设回程管、管路长，初投资稍高，要占用一定的建筑空间。，但需要设回程管、管路长，初投资稍高，要占用一定的建筑空间。异程式布置异程式布置水量分配和调节都比较麻烦，不容易达到水力平水量分配和调节都比较麻烦，不容易达到水力平衡，需要安装平衡阀，无需回程管，管道长度较短。衡，需要安装平衡阀，无需回程管，管道长度较短。同程式和异程式的适用条件：同程式和异程式的适用条件：（1）支管环路的压力降（阻力）较小，而主干管路的压力降支管环路的压力降（阻力）较小，而主干管

22、路的压力降起主导作用者，宜采用同程式起主导作用者，宜采用同程式。（2）支管环路上末端设备的压力降（阻力）很大，而支环路的支管环路上末端设备的压力降（阻力）很大，而支环路的压降（阻力）起主导作用者，或者说支路环路阻力占负荷侧干管压降（阻力）起主导作用者，或者说支路环路阻力占负荷侧干管环路阻力的环路阻力的2/32/34/54/5时，宜采用异程式。时，宜采用异程式。所以：对于由风机盘管机组（或新风机组）组成的供、回水所以：对于由风机盘管机组（或新风机组）组成的供、回水系统，因支管环路的阻力不大且比较接近，而干管环路较长、阻系统，因支管环路的阻力不大且比较接近，而干管环路较长、阻力占的比例较大，故采用

23、同程式布置；力占的比例较大，故采用同程式布置；对于向若干台组合式空调机组的表冷器供水的系统，因支管对于向若干台组合式空调机组的表冷器供水的系统，因支管环路的阻力较之主干管路的阻力大得多，故采用异程式布置。环路的阻力较之主干管路的阻力大得多，故采用异程式布置。（3 3）如果建筑条件允许，可采用垂直同程和水平同程的布置）如果建筑条件允许，可采用垂直同程和水平同程的布置方式，不仅容易达到水力平衡，而且省去大量的调试工作量。方式，不仅容易达到水力平衡，而且省去大量的调试工作量。（4 4）为节管材和建筑空间，也可考虑将空调水系统的总立）为节管材和建筑空间，也可考虑将空调水系统的总立管设计成异程式（其前提

24、条件是，将立管内流速取小，管径放大）管设计成异程式（其前提条件是，将立管内流速取小，管径放大），这样，有利于节省竖井的空间。而对于各分支环路，根据管道的，这样，有利于节省竖井的空间。而对于各分支环路，根据管道的长度和支环路的阻力大小，长度和支环路的阻力大小，设计成设计成同同程式或异程式，并根据管道的程式或异程式，并根据管道的水力计算结果进行压力平衡。水力计算结果进行压力平衡。（5 5）当系统的阻力先天就不平衡时，可通过安装水力平衡）当系统的阻力先天就不平衡时，可通过安装水力平衡阀予以解决。阀予以解决。4.4.按照运行调节方法分：按照运行调节方法分：1 1）定流量系统：系统中循环水量保持不变，当

25、空调负荷变定流量系统：系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。化时，通过改变供、回水的温差来适应。2 2）变流量系统：系统中供回水温差保持不变，当空调负荷变流量系统：系统中供回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。变化时，通过改变供水量来适应。所谓定流量和变流量均指负荷侧环路而言所谓定流量和变流量均指负荷侧环路而言。冷源侧应保持定流量冷源侧应保持定流量，其理由是：，其理由是：（1 1）保证冷水机组蒸发器的传热效率；）保证冷水机组蒸发器的传热效率；（2 2）避免蒸发器因缺水而冻裂；）避免蒸发器因缺水而冻裂；（3 3）保持冷水机组工作稳定。）保持冷

26、水机组工作稳定。（1）定流量系统负荷侧调节方法：定流量系统负荷侧调节方法：定流量系统对风机盘管机组、新风机组等负荷侧末端设备定流量系统对风机盘管机组、新风机组等负荷侧末端设备的能量调节方法，是在该设备上安装电动三通调节阀，并受室温控的能量调节方法，是在该设备上安装电动三通调节阀，并受室温控制器的控制。制器的控制。在夏季，当在夏季，当房间的负荷等于设房间的负荷等于设计值时，电动三通计值时，电动三通调节阀的直通阀座调节阀的直通阀座打开，旁通阀座关打开，旁通阀座关闭，冷媒水全部流闭，冷媒水全部流经末端设备。当房经末端设备。当房间负荷减少时，室间负荷减少时，室温控制器使直通阀温控制器使直通阀座关闭，旁

27、通阀座座关闭，旁通阀座开启，冷媒水旁流开启，冷媒水旁流过末端设备，直接过末端设备，直接进入回水管网。进入回水管网。（2）变流量系统负荷侧调节方法：变流量系统负荷侧调节方法：变流量系统对风机盘管机组、新风机组等负荷侧末端设备的能量调变流量系统对风机盘管机组、新风机组等负荷侧末端设备的能量调节方法，是在该设备上安装电动二通调节阀，并受室温控制器的控制。节方法，是在该设备上安装电动二通调节阀，并受室温控制器的控制。当房间负荷等于当房间负荷等于设计值时，电动二通设计值时，电动二通调节阀开启，冷媒水调节阀开启，冷媒水流经末端设备。当房流经末端设备。当房间负荷低于设计值时间负荷低于设计值时室温控制器使电动

28、二室温控制器使电动二通调节阀关闭，停止通调节阀关闭，停止向末端设备供水。向末端设备供水。目前，很多宾馆目前，很多宾馆客房实行客房实行“插钥匙牌插钥匙牌”给电的制度，客人给电的制度，客人外出，带走外出，带走“钥匙牌钥匙牌”，客房断电，此时，客房断电，此时，风机盘管机组停止，风机盘管机组停止工作电动二通调节阀工作电动二通调节阀也随之关闭。也随之关闭。变流量系统，整个负荷侧水系统的流量是变化的，这就意味变流量系统，整个负荷侧水系统的流量是变化的，这就意味着可以停开或启动某一台循环泵，以适应水流量变化的情况，达着可以停开或启动某一台循环泵，以适应水流量变化的情况，达到节能的目的。为了保证冷源侧始终是定

29、流量，必须在分水器和到节能的目的。为了保证冷源侧始终是定流量，必须在分水器和集水器之间设置压差控制器。集水器之间设置压差控制器。5.5.按照按照系统中循环泵的配置方式分：系统中循环泵的配置方式分：1）单式泵（一级泵）系统：是指冷源侧与负荷侧合用一组单式泵（一级泵）系统：是指冷源侧与负荷侧合用一组循环泵的系统，它又可分为单式泵定流量系统和单式泵变流量系循环泵的系统，它又可分为单式泵定流量系统和单式泵变流量系统。统。2)复式泵（两级泵）系统：是指冷源侧和负荷侧分别配置循复式泵（两级泵）系统：是指冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的系统，也就是说，冷源侧循环泵和负荷侧循环泵是相互分环泵的系统，也就是说，冷

30、源侧循环泵和负荷侧循环泵是相互分开的。开的。单式泵系统单式泵系统：整个水系统由整个水系统由以下两个环路以下两个环路组成：一是冷组成：一是冷源侧环路，它源侧环路，它是指从集水器是指从集水器经过冷水机组经过冷水机组至分水器这一至分水器这一环路，按定流环路，按定流量运行；一是量运行；一是负荷侧环路，负荷侧环路，它是指从分水它是指从分水器经过空调末器经过空调末端设备至集水端设备至集水器的这一环路器的这一环路按变流量运行按变流量运行 单式泵变流量系统的控制原理：单式泵变流量系统的控制原理：当空调房间负荷下降时，负荷侧各用户的二通调节阀相继关闭，当空调房间负荷下降时，负荷侧各用户的二通调节阀相继关闭，供、

31、回水总管之间的压差超过了设定值，此时，压差控制器动作，让供、回水总管之间的压差超过了设定值，此时，压差控制器动作，让旁通管路上的二通调节阀打开，使部分冷媒水不经末端设备而从旁通旁通管路上的二通调节阀打开，使部分冷媒水不经末端设备而从旁通管直接返回冷水机组，从而确保冷水机组的水量不变。管直接返回冷水机组，从而确保冷水机组的水量不变。只有当供、回水只有当供、回水总管之间的压差到达总管之间的压差到达规定的上限值，也就规定的上限值，也就是说，通过旁通管路是说，通过旁通管路的水量相当于一台循的水量相当于一台循环泵的流量时，可停环泵的流量时，可停止一台循环泵和一台止一台循环泵和一台冷水机组的工作。冷水机组

32、的工作。旁通管的管径按旁通管的管径按一台冷水机组的水流一台冷水机组的水流量确定，通常为一台量确定，通常为一台冷水机组流量的冷水机组流量的110%110%单式泵变流量系统的设计和应用单式泵变流量系统的设计和应用 ：1 1）在冷源侧，单式泵的配置与冷水机组相对应，采取在冷源侧，单式泵的配置与冷水机组相对应，采取“一泵一泵对一机对一机”的方式。的方式。2 2）单式泵的扬程是按克服负荷侧最不利环路上的各种阻力与）单式泵的扬程是按克服负荷侧最不利环路上的各种阻力与冷源侧环路上的各种阻力之和来确定的。不能适应各供水分区压力冷源侧环路上的各种阻力之和来确定的。不能适应各供水分区压力降相差较悬殊的情况。对于负

33、荷侧压力降较小的环路来说，循环泵降相差较悬殊的情况。对于负荷侧压力降较小的环路来说，循环泵的压力对该环路有较多的富余，此时只好利用分水器上通向该环路的压力对该环路有较多的富余，此时只好利用分水器上通向该环路的阀门节流掉，形成无效的能量消耗。的阀门节流掉，形成无效的能量消耗。3 3）当空调冷媒水系统的规模和总压力损失均不太大、各分区）当空调冷媒水系统的规模和总压力损失均不太大、各分区供水环路彼此间的压力损失相差不太悬殊时，冷媒水循环泵宜采用供水环路彼此间的压力损失相差不太悬殊时，冷媒水循环泵宜采用单式泵。单式泵。复式泵系统复式泵系统：由冷水机组、由冷水机组、供回水总管、供回水总管、一次泵和旁通一

34、次泵和旁通管组成一次环管组成一次环路，也称冷源路，也称冷源侧环路；由二侧环路；由二次泵、空调末次泵、空调末端设备、供回端设备、供回水管路与旁通水管路与旁通管组成二次环管组成二次环路，也称负荷路，也称负荷侧环路。侧环路。复式泵变流量系统的控制原理：复式泵变流量系统的控制原理：1 1）一次环路按定流量运行，采用）一次环路按定流量运行，采用“一泵对一机一泵对一机“的方式，一次泵的方式，一次泵的扬程为冷水机组的蒸发器阻力与一次环路个部件阻力之和再乘以的扬程为冷水机组的蒸发器阻力与一次环路个部件阻力之和再乘以1.11.11.21.2的安全系数。的安全系数。2 2）二次环路按变流量）二次环路按变流量运行，

35、二次泵的台数，不运行，二次泵的台数，不必与一次泵相对应，主要必与一次泵相对应，主要满足供水分区的需要。二满足供水分区的需要。二次泵的台数必须大于或等次泵的台数必须大于或等于设计所划分的二次供水于设计所划分的二次供水环路数。二次泵的扬程为环路数。二次泵的扬程为空调末端设备的阻力与二空调末端设备的阻力与二次环路各部件阻力之后，次环路各部件阻力之后，再乘以再乘以1.11.1 1.21.2的安全系数。的安全系数。复式泵变流量系统的应用复式泵变流量系统的应用 ：复式泵变流量系统的特点是，系统较复杂、自控要求高、初投资复式泵变流量系统的特点是，系统较复杂、自控要求高、初投资大，可以实现水泵的变流量运行，能

36、节省输送能耗并能适应供水分区大，可以实现水泵的变流量运行，能节省输送能耗并能适应供水分区的不同压力降等。因此，当系统规模和总压力损失均大、各分区之间的不同压力降等。因此，当系统规模和总压力损失均大、各分区之间压力损失的差额较为悬殊时，冷媒水的循环泵宜采用复式泵。压力损失的差额较为悬殊时，冷媒水的循环泵宜采用复式泵。根据我国的工程实践，除了根据我国的工程实践，除了“系统较大，负荷侧环路多，且压差相系统较大，负荷侧环路多，且压差相差悬殊，各环路的负荷变化较大差悬殊，各环路的负荷变化较大”等条件外，还要考虑等条件外，还要考虑“资金、机房和资金、机房和管理都有条件者管理都有条件者”才可以采用复式泵系统

37、才可以采用复式泵系统。2.2.2 2.2.2 高层建筑空调水系统设计中若干问题高层建筑空调水系统设计中若干问题1.空调水系统的分区空调水系统的分区 (1)(1)分区的原则：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，当建筑总高度制冷设备的允许承压来考虑。一般来说，当建筑总高度H100mH100m时，冷时，冷媒水系统不宜竖向分区，可以媒水系统不宜竖向分区，可以“一泵到顶一泵到顶”。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承压能力

38、为1.01.0MPaMPa，特殊要求可以达到特殊要求可以达到1.61.6MPaMPa；对于压缩式冷水机组对于压缩式冷水机组，一般承压能力为，一般承压能力为1.01.0MPaMPa，加强型可达加强型可达1.71.7MPaMPa，特别加强型可达特别加强型可达2.02.0MPaMPa对于溴化锂吸收式冷温水机组，一般承压能力为对于溴化锂吸收式冷温水机组，一般承压能力为0.80.8MPaMPa，特殊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力为2.02.0MPaMPa，阀门等配件一般也在阀门等配件一般也在1.6 1.6

39、 MPaMPa以下。以下。根据以上分析，当建筑中高度根据以上分析，当建筑中高度H H小于小于7070m m时，设备工作压力时，设备工作压力1.01.0MPaMPa就可满足要求；当建筑总高度为就可满足要求；当建筑总高度为7070110m110m时，设备工作压力时，设备工作压力1.6 1.6 MPaMPa可可满足要求。所以凡高度在满足要求。所以凡高度在110110m m以下的建筑，完全可以以下的建筑，完全可以“一泵到顶一泵到顶”，不必分区。当建筑总高度在不必分区。当建筑总高度在110110m m以上时，空调冷媒水系统竖向必须分以上时，空调冷媒水系统竖向必须分区。区。1 1）将冷水机组）将冷水机组设

40、在塔楼以外的群房顶设在塔楼以外的群房顶层层 设两个系统分别向设两个系统分别向塔楼和群房供水，另一塔楼和群房供水，另一台向低区供水。冷却塔台向低区供水。冷却塔设在群房的屋顶上。设在群房的屋顶上。()空调水系统竖向分区的可能方案空调水系统竖向分区的可能方案 2 2）将冷水机组设在）将冷水机组设在中部设备层，一台向高区中部设备层，一台向高区供水，另一台向低区供水供水，另一台向低区供水。高区的冷水机组一般设。高区的冷水机组一般设在循环泵的吸入段，而低在循环泵的吸入段，而低区的冷水机组一般设在循区的冷水机组一般设在循环泵的压出段。环泵的压出段。3 3）冷水机组设）冷水机组设在塔楼的顶层，冷在塔楼的顶层，

41、冷水机组处于循环泵水机组处于循环泵的压出段的压出段,向下供向下供水。水。4 4）将冷水机组设在地）将冷水机组设在地下设备层，而在中部设下设备层，而在中部设备层布置水备层布置水水板式换水板式换热器，使高区和低区的热器，使高区和低区的静压分段来承受，上下静压分段来承受，上下自成系统。利用供水自成系统。利用供水77、回水、回水1212的一次冷媒的一次冷媒水，通过板式换热器交水，通过板式换热器交换成供水换成供水8.58.5、回水、回水13.513.5的二次冷媒水，的二次冷媒水，供应高区的末端设备使供应高区的末端设备使用。需注意，在冷负荷用。需注意，在冷负荷相同的条件下，高区的相同的条件下，高区的风机盘

42、管机组的型号要风机盘管机组的型号要比低区的约加大一号。比低区的约加大一号。5 5）当建筑总高度在当建筑总高度在100100120120m m时，对高区的若干时，对高区的若干层可采用自带冷（热）源的空调器，而将冷水机组设层可采用自带冷（热）源的空调器，而将冷水机组设在地下设备层。在地下设备层。2.空调水系统冬季、夏季循环泵要不要分开设置的问题空调水系统冬季、夏季循环泵要不要分开设置的问题 从节省循环泵运行能耗出发，只要机房面积足够、布置得下，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：应尽量将冬、夏季的循环泵分开设置。理由是：（1 1）夏季供、

43、回水温差为夏季供、回水温差为55，而冬季供、回水温差为，而冬季供、回水温差为1010，冬季的温差是夏季的冬季的温差是夏季的2 2倍；倍；（2 2）冬季热负荷往往小于夏季冷负荷，冬季热水流量比夏季少）冬季热负荷往往小于夏季冷负荷，冬季热水流量比夏季少得多；得多；（3 3）冬季通常采用换热器来制备热媒水，而热媒水通过换热器）冬季通常采用换热器来制备热媒水，而热媒水通过换热器时的阻力要比冷媒水通过冷水机组蒸发器时的阻力要小得多，因此时的阻力要比冷媒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小。冬季循环泵的扬程要比夏季小。综上所述，将冬、夏的循环泵分开设置有利于节能。综上所述，

44、将冬、夏的循环泵分开设置有利于节能。3.空调水系统的定压问题空调水系统的定压问题 在闭式循环的水系统中，需要给系统定压，其目的是保证系统在闭式循环的水系统中，需要给系统定压，其目的是保证系统管道及设备内充满水，以避免空气被吸入系统中。为此，必须保证管道及设备内充满水，以避免空气被吸入系统中。为此，必须保证管道中任何一点的压力都要高于大气压力。管道中任何一点的压力都要高于大气压力。目前，空调水系统的定压方式有两种，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；一是高位开式膨胀水箱方式；二是气压罐方式（俗称落地式膨胀水箱）。二是气压罐方式（俗称落地式膨胀水箱）。在工程中，应优先采用高

45、位开式膨胀水箱，因为它运行时无需在工程中，应优先采用高位开式膨胀水箱，因为它运行时无需消耗电能，工作稳定可靠。只有当建筑物无法设置高位开式膨胀水消耗电能，工作稳定可靠。只有当建筑物无法设置高位开式膨胀水箱时，采用气压罐方式。箱时，采用气压罐方式。4.膨胀水箱的设置和配管中的几个问题膨胀水箱的设置和配管中的几个问题 在闭式循环的空调水系统中，膨胀水箱的作用在闭式循环的空调水系统中，膨胀水箱的作用 容纳水受热膨胀后多余的体积；容纳水受热膨胀后多余的体积；解决系统的定压问题；解决系统的定压问题；向系统补水。向系统补水。（1 1）膨胀水箱的容积和选型）膨胀水箱的容积和选型 对于普通的高层民用建筑，如果

46、以系统的设计冷负荷对于普通的高层民用建筑，如果以系统的设计冷负荷QoQo为基为基础，则系统的单位水容量大约为础，则系统的单位水容量大约为2 23 3升升/kWkW。当采用双管制系统时，当采用双管制系统时，若取水的最低工作温度为若取水的最低工作温度为77，最高工作温度为，最高工作温度为6565，则膨胀水箱的，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：有效膨胀容积，可采用简化的估算方法按下式计算：V=0.006V=0.006（65-765-7）（2 23 3）QoQo =（0.070.070.10.1）Qo Qo （升）升）（2 2）膨胀水箱的设置及其配管）膨胀水箱的设置及其配管

47、膨胀水箱的安装高度，应至少高出系统最高点膨胀水箱的安装高度，应至少高出系统最高点0.50.5m m（通通常取常取1.0 1.0 1.51.5m m）。）。安装水箱时，下部应作支座，支座长度应超安装水箱时，下部应作支座，支座长度应超出底板出底板100 100 200200mmmm，其高度应大于其高度应大于300300mmmm，支座材料可用方木、支座材料可用方木、钢筋混凝土或砖，水箱间外墙应考虑安装用予留空洞。钢筋混凝土或砖，水箱间外墙应考虑安装用予留空洞。膨胀水箱上的配管有膨胀管、信号管、溢水管、排水管膨胀水箱上的配管有膨胀管、信号管、溢水管、排水管和循环管等。从信号管至溢出水管之间的膨胀水箱容

48、积，就是有和循环管等。从信号管至溢出水管之间的膨胀水箱容积，就是有效膨胀容积。效膨胀容积。膨胀管膨胀管原则上应接至循环水泵吸入口前的回水管路上，通常接原则上应接至循环水泵吸入口前的回水管路上，通常接 到到“集水器集水器”上。上。信号管信号管应将它接至制冷机房内的洗手盆处，信号管上应安装阀应将它接至制冷机房内的洗手盆处，信号管上应安装阀 门。门。溢流管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。自动溢出。溢出管上不许安装阀门。排水管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。在清洗水箱并将水箱放

49、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。屋面上。循环管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。特别在高层建筑中内没有结冻可能时，可不设循环管。特别在高层建筑中 膨胀水箱和生活给水水箱通常设在屋顶水箱间内，并将膨胀水箱和生活给水水箱通常设在屋顶水箱间内，并将 水箱保温，因此无结冻可能。水箱保温，因此无结冻可能。（3 3）膨胀水箱的补水方式）膨胀水箱的补水方式 膨胀水箱的补水方式有两种：膨胀水箱的补水方式有两种

50、：1 1）浮球阀自动补水）浮球阀自动补水当所在地区生活给水水质较软、且制冷当所在地区生活给水水质较软、且制冷装置对冷媒水水质无特殊要求时，可利用屋顶生活给水水箱，通过装置对冷媒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。一定的高度。2 2）高低水位控制器补水）高低水位控制器补水当所在地区生活给水水质较硬、且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）要求冷媒水必须是软制冷装置（例如，溴化锂吸收式冷温水机组）要求冷媒水必须是软化水时，应在膨