中央空调_第5章水系统设计[高等教学]

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1、第五章 中央空调水系统设计张海涛1高级教育v中央空中央空调调水系水系统统的作用就是的作用就是将将冷冷热热媒水媒水,按空按空调调房房间间冷冷热负热负荷的要求荷的要求,准确准确送至送至空气处理设空气处理设备备,处理房间内的空气处理房间内的空气.水系水系统投资比较多统投资比较多,水水泵能耗泵能耗较较大大,而且水系而且水系统对统对整個整個空调系统空调系统的使的使用效果用效果影响影响大大,是是空调设计空调设计中的一中的一个重要组成个重要组成部分。部分。2高级教育中央空中央空调调水系水系统统3高级教育水系统包括:冷(热)水系统 冷却水系统 冷凝水系统一一 水系统的分类水系统的分类5.15.1中央空调水系统

2、概述中央空调水系统概述4高级教育水系统的分类水系统的分类 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。按原理可分为：开式系统和闭式系统按原理可分为：开式系统和闭式系统按供、回水管道数量分为：双管制、三管制和四管制按供、回水管道数量分为：双管制、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：同程式和异程式按循环水泵的配置方式分为：单式泵和复式泵按循环水泵的配置方式分为：单式泵和复式泵按调节方式可分为：定水量和变水量按调节

3、方式可分为：定水量和变水量5高级教育开式系统的定义开式系统的定义开式系统定义：开式系统定义：开式系统示意图：开式系统示意图：管路之间有贮水箱（或水池）通大气，自流回水时，管路通大管路之间有贮水箱（或水池）通大气，自流回水时，管路通大 气的系统。气的系统。风机盘管风机盘管换热器6高级教育开式系统的优缺点开式系统的优缺点开式系统的优点：开式系统的优点：冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加 能量调节能力，且冷水温度的波动可以小一些。能量调节能力，且冷水温度的波动可以小一些。开式系统的缺点：开式系统的缺点：冷水与大气接触，循环水中

4、含氧量高，宜腐蚀管路。冷水与大气接触，循环水中含氧量高，宜腐蚀管路。末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差 较大时，水泵则须较大时，水泵则须 克服高差造成的静水压力，增加耗电量。克服高差造成的静水压力，增加耗电量。如果喷水池较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水如果喷水池较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水 池和回水泵。池和回水泵。如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。7高级教育闭式系统的定义闭式系统的定义风机盘管风机盘管换热器 闭式系统定义：闭式系统定义：闭式系统示意图：闭式系统示意图：

5、管路不与大气相接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水管路不与大气相接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。装置的系统。8高级教育闭式系统的优缺点闭式系统的优缺点闭式系统的优点：闭式系统的优点：由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。不需为高处设备提供的静水压力，循环水泵的压力低，从而水泵不需为高处设备提供的静水压力，循环水泵的压力低，从而水泵 的功率相对较小。的功率相对较小。由于没有回水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，由于没有回水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投因而投 资省、系统简单。资省、系统简单。闭式系统的

6、缺点：闭式系统的缺点：蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。9高级教育两管制水系统两管制水系统定义：定义：优点：优点：缺点：缺点：冷水系统和热水系统采用相同的供冷水系统和热水系统采用相同的供水管和回水管，只有一供一回两根水管水管和回水管，只有一供一回两根水管的系统。的系统。两管制系统简单，施工方便。两管制系统简单，施工方便。不能用于同时需要供冷和供热的场不能用于同时需要供冷和供热的场所。所。HEAT风机盘管风机盘管COOL10高级教育三管制水系统三管制水系统定义：定义：优点：优

7、点：缺点：缺点：分别设置供冷管路、供热管路、分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；其冷水与热换热设备管路三根水管；其冷水与热水的回水管共用。水的回水管共用。三管制系统能够同时满足供冷和三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，管路系统较四管制简单。供热的要求，管路系统较四管制简单。比两管制复杂，投资也比较高，比两管制复杂，投资也比较高，且存在冷、热回水的混合损失。且存在冷、热回水的混合损失。COOL风机盘管风机盘管HEAT11高级教育四管制水系统四管制水系统定义：定义：优点：优点：缺点：系统复杂，投资大缺点：系统复杂，投资大 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

8、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。空调环境的要求。四管制系统能够同时满足供冷和供四管制系统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现热的要求，并且配合末端设备能够实现室内温度和湿度精确控制的要求。室内温度和湿度精确控制的要求。由于冷水和热水在管路和末端设备中由于冷水和热水在管路和末端设备中完全分离，有助于系统的稳定运行和减完全分离，有助于系统的稳定运行和减小设备的腐蚀。小设备的腐蚀。HEAT风机盘管风机盘管COOL12高级教育13高级教育定水量系统定水量系统 定水量系统中的水量是不变的，它通过改变供回水温差来适应定水量系统中的水量是不变的，它

9、通过改变供回水温差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控器控制的内的温控器控制的电动三通调节阀电动三通调节阀调节。调节。负荷增加时，供回水温差会适当增大；负荷增加时，供回水温差会适当增大；负荷减小时，供回水温差会适当减小。负荷减小时，供回水温差会适当减小。T风机盘管14高级教育变水量系统变水量系统 变水量系统是通过改变空调负荷侧的水流量来适应房间负荷的变变水量系统是通过改变空调负荷侧的水流量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控器控制化。这种系统各空调末端装置，采用受设

10、在空调房间内的温控器控制的电动的电动二通调节阀二通调节阀调节。调节。风机盘管一般采用双位调节风机盘管一般采用双位调节(即通或断即通或断)的电动二通阀。的电动二通阀。新风机和风柜一般采用比例调节新风机和风柜一般采用比例调节(开启度变化开启度变化)的电动二通阀。的电动二通阀。在负荷减小时，为使供回水能平衡，必须在在负荷减小时，为使供回水能平衡，必须在供回水集管供回水集管间装旁通间装旁通 管，且应在旁通管上设置压差旁通阀。管，且应在旁通管上设置压差旁通阀。风机盘管T15高级教育同程式系统同程式系统定义：定义：优点：优点：缺点：缺点：经过每一并联环路的管长基本相等，阻力相近；若通过每米长管经过每一并联

11、环路的管长基本相等，阻力相近；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。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。同程式系统中系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调同程式系统中系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。节方便。同程式系统由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水同程式系统由于采用回程管，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。泵的能耗增加，并且增加了初投资。回水T风机盘管T风机盘管风机盘管T供水16高级教育异程式系统异程式系统定义：定义：优点：优点：缺点：缺点：经过各并联环路的管长不等，

12、管路的阻力不等；需在各并联管网经过各并联环路的管长不等，管路的阻力不等；需在各并联管网上增加相应的调节阀来调节水网平衡。上增加相应的调节阀来调节水网平衡。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。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。T风机盘管风机盘管T风机盘管T回水供水17高级教育单式泵系统和复式泵系统单式泵系统和复式泵系统18高级教育n单式泵单式泵冷（热）源侧与负荷侧合用一组循环水泵单式泵系统简单，初投资省。但是不能调节系统流量，在低负荷时不能减少系统流量以节约能耗。常用于小型建筑物的空

13、调系统中，不能适应供水半径相差悬殊的大型建筑物的空调系统中n特点：特点：19高级教育n复式泵复式泵冷（热）源测与负荷侧分别配备循环水泵复式泵系统可实现水泵变流量（冷热源侧设置定流量，负荷侧设置二次水泵，可调节流量），节约输送能耗。能过适应空调分区的负荷变化。适用于大型的空调系统。n特点：特点：20高级教育总结论：总结论：v对于一般建筑物的舒适性空调，其冷（热）对于一般建筑物的舒适性空调，其冷（热）水系统宜采用单式水泵供水，变水量调节，水系统宜采用单式水泵供水，变水量调节，双管制的闭式系统，并尽可能采用同程式或双管制的闭式系统，并尽可能采用同程式或分区同程式。分区同程式。21高级教育水系统的组成

14、水系统的组成冷却水系统原理图：冷却水系统原理图：22高级教育水系统的组成水系统的组成电子水处理仪：电子水处理仪：用于处理水质，除去长时间循环的冷用于处理水质，除去长时间循环的冷水，冷却水的重碳酸盐、细菌、藻类等。目前用得最水，冷却水的重碳酸盐、细菌、藻类等。目前用得最多的是高频电子水垢处理仪。多的是高频电子水垢处理仪。传统的是定期向系统中传统的是定期向系统中投入一定量的药物清洗剂。投入一定量的药物清洗剂。23高级教育水系统的组成水系统的组成水流开关：水流开关：当水流开关感应到通过热交换器的水流量当水流开关感应到通过热交换器的水流量过低时，该装置会使机器停止运行。安装时尽量安装过低时，该装置会使

15、机器停止运行。安装时尽量安装在水泵的出口管段。在水泵的出口管段。24高级教育水系统的组成水系统的组成冷冻水系统原理图：冷冻水系统原理图：空调末端图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P25高级教育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水系统中设置的阀一般有两个作用两个作用：一是起调节用，调节：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

16、冷、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，或设备检修时，用阀门关断。热源转换，或设备检修时，用阀门关断。26高级教育水系统的组成水系统的组成放气阀：放气阀：将水循环中的空将水循环中的空气集中在或在局部位置自气集中在或在局部位置自动排出。它是空调系统中动排出。它是空调系统中不可缺少的阀类。一般安不可缺少的阀类。一般安装在闭式水路系统的最高装在闭式水路系统的最高点和局部最高点。点和局部最高点。空调末端图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压

17、力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P27高级教育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。空调末端图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P水泵停泵时水倒流会形成一种叫水锤现象水泵停泵时水倒流会形成一种叫水锤现象,在有压力管路中，由于某种外界原因在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）使水的流速突然发生变化，从而引起压（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）

18、使水的流速突然发生变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，为种水力现象称为水击或水锤。有可能会把水泵强急剧升高和降低的交替变化，为种水力现象称为水击或水锤。有可能会把水泵的叶片打坏的叶片打坏,一般水泵出水口后一般水泵出水口后,会有止回阀会有止回阀,这样会把这种伤害降到最低这样会把这种伤害降到最低 28高级教育水系统的组成水系统的组成平衡阀平衡阀是一种具有特殊功能的阀门，具有良好的流量特性，能够合理分配是一种具有特殊功能的阀门，具有良好的流量特性，能够合理分配流量，实现流量定量，可以有效地解决供热（空调）系统中存在的室温冷流量，实现流量定量，可以有效地解决供热（空调）系统中存在的室温冷热不匀

19、问题。由于该阀上设有开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定热不匀问题。由于该阀上设有开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀，所以只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用的测压小阀，所以只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用专用智能仪表进行一次性调试后锁定，将系统的总水量控制在合理范围专用智能仪表进行一次性调试后锁定，将系统的总水量控制在合理范围内，从而克服了内，从而克服了“大流量、小温差大流量、小温差”的不合理现象，但由于价格较贵，一的不合理现象，但由于价格较贵，一般般用于末端装置很多的大型系统和精度要求较高的情况。用于末端装置很多的大型系统和精度要求较高的情况。空

20、调末端图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P29高级教育水系统的组成水系统的组成过滤器：过滤器：空调系统安装过程空调系统安装过程中，水管内会流下一些泥砂中，水管内会流下一些泥砂之类的脏物，水系统在长期之类的脏物，水系统在长期运行中，会不断产生一些锈运行中，会不断产生一些锈之类的污物。为了防止空调之类的污物。为了防止空调设备传热管污染及系统局部设备传热管污染及系统局部发生堵塞，要求在冷水机组发生堵塞，要求在冷水机组热源等重

21、要设备水流入口热源等重要设备水流入口处，设置过滤器。处，设置过滤器。空调末端图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P30高级教育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

22、管停止使用时，电动阀随之关闭停止供水。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。空调末端图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P31高级教育水系统的组成水系统的组成当系统阻力增大，水泵扬当系统阻力增大，水泵扬程增高，程增高，a,ba,b两点的压差增两点的压差增大，水流量减少。为保持大，水流量减少。为保持系统内压力稳定，在供、系统内压力稳定，在供、回水总管之间设置带压差回水总管之间设置带压差控制阀的旁通管，当控

23、制阀的旁通管，当a,ba,b两两点间压差超过压差控制阀点间压差超过压差控制阀的整定值时，阀门开启，的整定值时，阀门开启，部分水量返回至冷水机组部分水量返回至冷水机组循环流动，冷水机组定流循环流动，冷水机组定流量运行。另外，对于间断量运行。另外，对于间断使用的空调系统，循环水使用的空调系统，循环水量也可通过压差旁通阀回量也可通过压差旁通阀回流。流。图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P空调末端ab压差控制阀32高级教育水系

24、统的组成水系统的组成一是收集因水加热体积膨一是收集因水加热体积膨胀而增加的水容积，防止胀而增加的水容积，防止系统损坏，另外，还起定系统损坏，另外，还起定压作用。膨胀水箱的连接压作用。膨胀水箱的连接处为定压点，因此，膨胀处为定压点，因此，膨胀水箱接于系统内不同的位水箱接于系统内不同的位置，可以改变水系统内的置，可以改变水系统内的压力分布，这对高层建筑压力分布，这对高层建筑水系统的压力分布分析十水系统的压力分布分析十分重要。分重要。图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球

25、阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P空调末端ab膨胀水箱33高级教育水系统的组成水系统的组成主要设备进、出口，主要设备进、出口，一般需要设置一般需要设置测压装置测压装置，以便了解水系统中的压以便了解水系统中的压力分布情况及设备的阻力分布情况及设备的阻力。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，水温发生变化的地点，应设置应设置测温装置测温装置，如冷、，如冷、热源设备进、出口。热源设备进、出口。图 例名 称冷水机组空调末端L1L2冷冻水供水管冷冻水回

26、水管排气阀水泵止回阀一用一备冷冻水泵接自来水管接排水管L2L1蒸 发 器冷 凝 器F膨胀水箱避震接头图 例F浮球阀温度表压力表过滤器水流开关碟阀名 称膨胀管P空调末端ab34高级教育二、冷却水系统的主要形式v1.直流式冷却水系统v2.混合式冷却水系统v3.循环式冷却水系统35高级教育循环式冷却水系统v1.利用喷水池冷却v2.利用冷却塔冷却v（1）单独配套相互独立的冷却水系统v（2）共用供回水管的冷却岁循环系统 a.下水箱式冷却水系统 b.上水箱式冷却水系统 c.多台冷却塔并联运行的冷却水系统v（3）冷却塔供冷系统36高级教育三、水系统的设计原则37高级教育 (1)(1)分区的原则：空调水系统是

27、否要分区，主分区的原则：空调水系统是否要分区，主要由空调末端设备和制冷设备的允许承压来考虑。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，当建筑总高度一般来说，当建筑总高度H100mH100m时，冷媒水系统宜时，冷媒水系统宜竖向分区竖向分区.5.2水系统的分区、承压和定压水系统的分区、承压和定压38高级教育 1 1）将冷水机组）将冷水机组设在塔楼以外的群房顶设在塔楼以外的群房顶层层 设两个系统分别向塔设两个系统分别向塔楼和群房供水，另一台楼和群房供水，另一台向低区供水。冷却塔设向低区供水。冷却塔设在群房的屋顶上。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

28、案39高级教育 2 2）将冷水机组设在中）将冷水机组设在中部设备层，一台向高区供部设备层，一台向高区供水，另一台向低区供水。水，另一台向低区供水。高区的冷水机组一般设在高区的冷水机组一般设在循环泵的循环泵的吸入段吸入段，而低区，而低区的冷水机组一般设在循环的冷水机组一般设在循环泵的泵的压出段压出段。40高级教育3 3）将冷水机组设）将冷水机组设在地下设备层，而在地下设备层，而在中部设备层布置在中部设备层布置水水水板式换热器水板式换热器，使高区和低区的，使高区和低区的静压分段来承受，静压分段来承受，上下自成系统。上下自成系统。41高级教育2.空调系统的承压空调系统的承压v水系统的最大压力点：水泵

29、出水系统的最大压力点：水泵出口口停止运行：停止运行：h hA=A=h ho o正常运行：正常运行：h hA=A=h ho oH H-hdhd起动瞬间：起动瞬间：h hA=A=h ho oH H水泵全压水泵全压5.2水系统的分区、承压和定压水系统的分区、承压和定压42高级教育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，是保证系统管道及设备内充满水，以避免空气被吸入系以避免空气被吸入系统中。统中。为此，必须保证管道中任何一点的压力都要高于为此，必须保证管道中任何一点的压力都要高于

30、大气压力。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（俗称二是气压罐方式（俗称落地式膨胀水箱落地式膨胀水箱）。）。43高级教育 4.膨胀水箱的设置膨胀水箱的设置 （1 1）膨胀水箱的作用）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,反之，可以补反之，可以补水；水；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。（2 2）膨胀水箱的容积）膨胀水箱的容积 水箱容积计算水箱容积计算 Vp=Vp=tVctVc-水的体积膨胀系数水的体积膨胀系数t-t-水的最大温

31、度波动值水的最大温度波动值Vc-Vc-系统的水容量系统的水容量44高级教育 （3 3）膨胀水箱的设置及其配管）膨胀水箱的设置及其配管 膨胀水箱的安装高度，应至少高出系膨胀水箱的安装高度，应至少高出系统最高点统最高点1.1.5 5 3.0m3.0m）。）。45高级教育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。信号管信号管用于检查膨胀水箱内是否有水，宜把它安装到容易观察用于检查膨胀水箱内是否有水，宜把它安装到容易观察 的地方的地方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

32、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

33、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。46高级教育 （4 4）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：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，通过浮球阀直接向膨胀水箱补水。顶生活给水水箱，通过浮球阀直接向膨胀水箱补水。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

34、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化水时，应在膨胀水箱内设置高）要求冷媒水必须是软化水时，应在膨胀水箱内设置高低水位传感器来控制软化水补水泵的启动或关停。低水位传感器来控制软化水补水泵的启动或关停。47高级教育4.气压罐装置（闭式低位膨胀水箱）气压罐装置（闭式低位膨胀水箱）气压罐不但能解决系统中水体积的膨胀问题，而且气压罐不但能解决系统中水体积的膨胀问题，而且可实现对系统进行稳压、自动补水、自动排气、自动泄可实现对系统进行稳压、自动补水、自动排气、自动泄水和自动过压保护等功能。与开式高位膨胀水箱相比，水和自动过压保护等功能。与开式高位膨胀水箱相比，它要消耗一定

35、的电能。它要消耗一定的电能。48高级教育隔膜式气压罐49高级教育 （1 1）工作原理）工作原理 采用气压罐装置定压时，通常把定压点放在空调水系统采用气压罐装置定压时，通常把定压点放在空调水系统循环泵的吸入端。循环泵的吸入端。50高级教育1.水系统的设计原则水系统的设计原则 1）保证管路的输送设计流量，避免大流量小温差）保证管路的输送设计流量，避免大流量小温差2）确保各环路之间的水力平衡，保证系统有良好）确保各环路之间的水力平衡，保证系统有良好的水力工况和热力工况的水力工况和热力工况51高级教育2.冷冻水系统的设计冷冻水系统的设计 空调冷（热）水系统水管管径的确定空调冷（热）水系统水管管径的确定

36、1）各空调末端装置的供回水支管的管径，宜与设备）各空调末端装置的供回水支管的管径，宜与设备的进出水接管管径一致，可查产品样本获知。的进出水接管管径一致，可查产品样本获知。2）供回管干管的内径）供回管干管的内径d，计算公式如下：，计算公式如下：334:m:mwwmdvmv式中管内水流量（/s）管内水流量（/s）52高级教育管内冷冻水的最大流速管内冷冻水的最大流速 管公称直径DN(mm)最大允许速度v(m/s)管公称直径DN(mm)最大允许速度v(m/s)15 20 25 32 40 40 0.30 0.65 0.80(0.70)1.00(0.80)1.50(1.00)1.50 50 70 80

37、100 125 150(1.00)(1.20)(1.40)(1.60)(1.90)(2.00)53高级教育水系统的设计计算举例54高级教育 冷却水的水质处理冷却水的水质处理 对于开式冷却塔循环水系统，由于水与大气直接接对于开式冷却塔循环水系统，由于水与大气直接接触进行热、质交换，因而冷却循环水的水质较差，会形触进行热、质交换，因而冷却循环水的水质较差，会形成成水垢，细菌，藻类和腐蚀水垢，细菌，藻类和腐蚀等，如不及时进行水处理，等，如不及时进行水处理，势必影响制冷机的正常运行和损坏冷却设备和管道附件势必影响制冷机的正常运行和损坏冷却设备和管道附件。55高级教育冷却水系统中的水垢是怎样形成的?水垢

38、和水渣的形成是一个复杂的物理、化学过程，这个过程分为两步：第一步：盐类杂质在过饱和水溶液中结晶析出；第二步：结晶出来的盐类杂质附着在金属表面上形成水垢，或悬浮在水中成为水渣。冷却水由于不断循环、蒸发浓缩，致使水中盐类杂质超过其溶解度，而从水中结晶析出。返回主要内容界面56高级教育冷却水系统中的菌藻是如何产生的？冷却水系统的温度、PH值和所含营养物非常适宜菌藻的生长，冷却塔集水盘和塔壁是菌藻生存繁殖的良好环境。存在于土壤和水体中的菌藻会随空气和补充水不断进入冷却水系统繁殖，影响水的质量。大部分藻类呈蓝绿色。返回主要内容界面57高级教育水系统为什么会被腐蚀？电化学腐蚀。水系统管道主要材质是碳钢，其

39、表面不均匀，而水中不断有 O2 溶入，当碳钢浸入水中时，在其表面会形成许多微小的腐蚀电池。首先是在水中的铁释放自由电子（阳极反应），自由电子传递到阴极（阴极反应），电子再由阴极传递到溶液中被其他物质吸收。反应过程如下：阳极:Fe Fe2+2e 阴极:O2+2H2O+4e 4OH-水中:Fe2+2OH-Fe(OH)2阳极氧化反应与阴极还原反应是同时进行的（共轭反应)，当阳极不断除去Fe2+，或阴极表面不断充分供给O2，则共轭反应就会加速进行，腐蚀也加速。返回主要内容界面58高级教育水系统为什么会被腐蚀？酸性腐蚀。CO2是水中存在较多的杂质。通常情况下，CO2 在水中以游离状态存在，因此水中存在大

40、量重碳酸根，使水呈酸性。且在 PH 值低时，CO2仍是以游离状态存在的。反应式如下：CO2+H2O H+HCO3-2H+CO32-因此，水中 CO2 越多，生成的 H+就越多(水的 PH 值就越低)，水的酸性就越强，腐蚀性就越强，从而破坏碳钢表面生成的氧化膜引起腐蚀。返回主要内容界面59高级教育水系统为什么会被腐蚀？垢下腐蚀。管道结垢后，将会使污垢层与管壁之间的微生物转化为酸性物质而逐步腐蚀管壁，造成管道局部点蚀穿孔。返回主要内容界面60高级教育 结垢将造成换热管换热效率降低，致使空调效果变差，能耗猛增。结垢、腐蚀的危害水垢的主要成份是重碳酸盐、硫酸盐等。碳酸盐垢的导热系数仅为紫铜导热系数的

41、0.15%，两者相差悬殊。换热管每增加 1mm 水垢，将使制冷量降低2040%,空调能耗增加1530%。返回主要内容界面61高级教育结垢、腐蚀的危害 水垢、锈渣、藻类等杂质，将堵塞过滤器及换热管，导致空调无效果，甚至跳泵、停机。返回主要内容界面62高级教育结垢、腐蚀的危害 系统管道、换热管内壁被腐蚀，甚至穿孔，致使其寿命缩短，增大了运行维护费用。由于系统循环水中存在腐蚀性离子，而管道内壁一般都未做处理，很容易出现内壁腐蚀。返回主要内容界面63高级教育 菌类大量繁殖引起疾病(特别是“军团菌”)，并生成粘泥引起垢下腐蚀和微生物腐蚀。冷却系统中日光照到的部位有藻类繁殖，日光照不到的部位则有菌类繁殖，

42、生成粘泥覆盖在管壁表面降低传热效果，且引起垢下腐蚀和微生物腐蚀。同时，细菌若不及时杀灭清除，也容易引起疾病。结垢、腐蚀的危害军团菌军团菌返回主要内容界面64高级教育结垢案例1河南省平顶山第四煤矿公司，07年05月投入使用一台主机。机组运行 4 个月后频报故障，经检查为机组冷凝器、吸收器铜管结垢严重，厚度达 3mm。在08年04月进行了主机铜管清洗和系统清洗后采用了全年水质管理，全年运行无故障。在制冷停机后，于11月打开主机冷凝器、吸收器端盖，检查铜管基本无结垢。对该系统补充水进行取样分析，发现电导率（反映水中导电离子总数）和总硬度（结垢离子的总和）都非常高，在水质管理中属于结垢倾向明显，也就是

43、说该补充水作为冷却水循环非常容易结垢，具体数据见下表。经过一年多的水质管理，结垢速度明显降低，运行能耗明显减少，设备维护成本也大幅下降。单位名称送样时间PH值电导率浊度总硬度总碱度总铁氯离子平煤四矿2009-6-238.025412.1347.55.10.3945参考标准/7-9.23000508006.01.01000返回主要内容界面65高级教育什么是“全年水质管理”？通过对空调水系统进行专业化学清洗、杀菌灭藻、系统药剂等处理后，以年为单位，定期对空调水系统进行投药、检测、排污、清洗，以保证空调水系统中的水符合国家标准，以达到“设备寿命更长，能源消耗更少，空调效果更好”的目的。返回主要内容界

44、面66高级教育全年水质管理 常年保养项目巡查加药冷温系统 每半月投药1次，全年共24次冷却系统 制冷阶段，每周投药1次 全年制冷5个月，共计20次取 水 样冷 水 每季度取样1次冷却水 制冷阶段，每月取样1次水质化验冷 水 全年提供4份水质化验报告冷却水 全年提供5份水质化验报告全年共9份水质化验报告水箱清洗全年对膨胀水箱清洗1次，并做防锈处理洗冷却塔每月清洗一次，全年制冷5月，共计5次停机阶段对冷却系统进行湿保处理，保证该阶段冷却系统不会腐蚀水 质 检 验取 水 样返回主要内容界面67高级教育1.全年每半月投药 1 次，每季度取水样化验 1 次。根据水样化验结果及时调整投加的药剂。2.在秋冬

45、换季不运行时期，对膨胀水箱做清洗、做油漆。常年保养项目 冷水系统的保养返回主要内容界面68高级教育在制冷运行阶段：1.每周投药 1 次、排污 1 次；2.每月取水样化验 1 次；3.每月清洗冷却塔 1 次。在不制冷阶段：1.南方地区不排冷却水，投加湿保剂，确保管道不腐蚀。2.北方地区排尽冷却水，以防冻管。3.对主机铜管进行通炮处理。常年保养项目 冷却水系统的保养清 洗 冷 却 塔主 机 铜 管 通 炮通炮：即打开主机蒸发器、吸收器、冷凝器水盖，用特制尼纶刷对每根铜管进行逐一清洗，将铜管内的软垢、泥沙统统清洗干净。返回主要内容界面69高级教育冷却塔清洗清 洗 前清 洗 后冷却水系统保养 冷却塔清

46、洗返回主要内容界面70高级教育出 风 口 拆 洗水过滤器拆洗丫型过滤器拆洗冷水系统保养 末端清洗返回主要内容界面71高级教育水质管理设备 自动加药装置自动加药装置是与中央空调水质管理相匹配的一组先进自动设备。由自动加药控制箱、在线检测仪器、加药泵、加药桶等部分组成，它可使系统内的水质获得有效的监控，使水系统内保持均衡的药剂浓度，实现科学管理，减少人力成本。返回主要内容界面72高级教育水质管理前期处理 新系统清洗根据中央空调设计和工艺的要求，系统内所有部位清洁无污是确保今后正常运行的关键。依照国际惯例，新安装的中央空调系统在投入运行前必须进行水侧全系统的化学清洗，以清除系统设备在制造、运输、存放

47、、安装过程中所产生的轧制鳞片、铁锈、红丹底漆、焊渣、油污、泥砂、灰尘及其它沉淀物，并在系统内表面形成完整的钝化膜，以减少系统投入运行后的腐蚀。返回主要内容界面73高级教育水质管理前期处理 运行系统清洗未进行全年水质管理的中央空调系统使用数年后，在水系统内会聚集大量的水垢和锈垢，影响空调的正常运行。此时，就需用化学方法将系统内污垢清除，并在系统内表面形成完整钝化膜，以减少系统再次投入运行后的腐蚀。主机铜管清洗前主机铜管清洗后清洗出来的水垢返回主要内容界面74高级教育中央空调水处理后效果v(1)明显改善制冷效果，减少事故发生明显改善制冷效果，减少事故发生：中央：中央空调水处理可杀菌灭藻，去除污泥，

48、使管路空调水处理可杀菌灭藻，去除污泥，使管路畅通，水质清澈。同时提高中央空调冷凝器，畅通，水质清澈。同时提高中央空调冷凝器，蒸发器的热交换效率，从而避免了高压运行，蒸发器的热交换效率，从而避免了高压运行，超压停机现象，提高了冷冻水流量，改善了超压停机现象，提高了冷冻水流量，改善了制冷效果。制冷效果。75高级教育v(2)大幅度节约能源，减少成本大幅度节约能源，减少成本：由于沉积物：由于沉积物的存在会大大降低热交换器的效率，电力消的存在会大大降低热交换器的效率，电力消耗增加。一台冷水机组，冷凝器热交换效率耗增加。一台冷水机组，冷凝器热交换效率降低致使冷凝压力升高将导致压缩机的功耗降低致使冷凝压力升

49、高将导致压缩机的功耗明显增加，制冷系数大大降低。明显增加，制冷系数大大降低。76高级教育在中央空调的冷冻水、冷却水、冷凝水三个水系统中，在中央空调的冷冻水、冷却水、冷凝水三个水系统中，一般设计对冷冻水及冷却水系统相当重视，施工时对施工一般设计对冷冻水及冷却水系统相当重视，施工时对施工质量的管理及试压等环节也做得比较周到，运行一段时间质量的管理及试压等环节也做得比较周到，运行一段时间后所出的问题较少，而对冷凝水系统的关注则相对差一些，后所出的问题较少，而对冷凝水系统的关注则相对差一些，酒店类建筑大部分空调末端安装在天花上，由于冷凝水排酒店类建筑大部分空调末端安装在天花上，由于冷凝水排放所出问题的

50、滞后性，往往在打湿天花板造成损失后才能放所出问题的滞后性，往往在打湿天花板造成损失后才能发现问题，因而对冷凝水的排放也应引起足够的重视。发现问题，因而对冷凝水的排放也应引起足够的重视。77高级教育定义v冷凝水：冷凝水：指的是空调室内机换热器由于表面指的是空调室内机换热器由于表面温度低，房间空气当中的水蒸气凝结而成的温度低，房间空气当中的水蒸气凝结而成的水。从室内机蒸发器下面的集水盘流出，通水。从室内机蒸发器下面的集水盘流出，通过冷凝管排出。过冷凝管排出。78高级教育坡度：坡度：为了保证冷凝水的顺利排出，冷凝水管在安为了保证冷凝水的顺利排出，冷凝水管在安装时需要一定的坡度，水平泄水干管的坡度一般

51、取装时需要一定的坡度，水平泄水干管的坡度一般取2%，水平泄水支管的坡度一般取，水平泄水支管的坡度一般取1%。坡度设计坡度设计79高级教育管径的选材：管径的选材：通常选用聚氯乙烯塑料管通常选用聚氯乙烯塑料管（PVC）或者镀锌钢管。）或者镀锌钢管。选材选材80高级教育水封设计水封设计正常运转状态下的冷凝水系统A的水封高度是系统中的负静压C的水封高度至少是系统最大负静压的2倍A和C的差值至少是正常运转的负静压按照经验差值要高于正常运转的负静压原因是肮脏的过滤网或风机启动时水封的跳跃引起的负静压升高。AC负压风机运转中冷凝水盘81高级教育管径设计冷凝水一般采用自流排放，故一般不需要进行管路的冷凝水一般采用自流排放，故一般不需要进行管路的水力计算，只需要确定坡度和管径。水力计算，只需要确定坡度和管径。一般情况下，每小时每千瓦的冷负荷产生一般情况下，每小时每千瓦的冷负荷产生0.4Kg的冷的冷凝水，在潜热负荷较高的环境下，每小时每千瓦的冷负凝水，在潜热负荷较高的环境下，每小时每千瓦的冷负荷产生荷产生0.8Kg的冷凝水。根据冷负荷来选择合适的管径。的冷凝水。根据冷负荷来选择合适的管径。82高级教育本章小结v本章主要介绍了水系统的分类，水系统的分区，水系统管径的计算，冷却塔的选型，水质处理等。83高级教育