4、空调设计方法

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1、 4、空调系统设计方法、空调系统设计方法 4-1 工况设计与过程设计工况设计与过程设计得热量与冷负荷的关系得热量与冷负荷的关系得热得热：某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量：某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得热。如果得热叫做该时刻的得热。如果得热0，意味着房间失，意味着房间失去热量。去热量。4-1 工况设计与过程设计工况设计与过程设计冷负荷冷负荷：维持室内空气热湿参数为某恒定值时，：维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内从室内除去的热量，包括显热负荷在单位时间内从室内除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。和潜热负荷两部分。如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分，如

2、果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分，则又可称作湿负荷。则又可称作湿负荷。得热量和冷负荷相等吗得热量和冷负荷相等吗？负荷的大小与去除热量的方式有关负荷的大小与去除热量的方式有关常规的送风方式空调需要去除常规的送风方式空调需要去除的是进入到空气中的得热量。的是进入到空气中的得热量。各种得热进入空气的途径各种得热进入空气的途径n 潜热得热、渗透空气得热潜热得热、渗透空气得热q 得热立刻成为瞬时冷负荷得热立刻成为瞬时冷负荷n 通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室内显热源散热内显热源散热q 对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷q 辐

3、射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进入空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时间入空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时间上存在延迟。上存在延迟。4-1 工况设计与过程设计工况设计与过程设计以普通玻璃的玻璃窗进入的太阳辐射热为例以普通玻璃的玻璃窗进入的太阳辐射热为例 。热量瞬时得热量瞬时冷负荷需除去的蓄热量蓄热量4-1 工况设计与过程设计工况设计与过程设计由于各围护结构内表面和家具的蓄热作用，冷负荷由于各围护结构内表面和家具的蓄热作用，冷负荷与得热量之间就存在着相位差和幅度差，与得热量之间就存在着相位差和幅度差，冷负荷冷负荷对对得热的响应一般都有得热

4、的响应一般都有延迟延迟，幅度也有所，幅度也有所衰减衰减。4-1 工况设计与过程设计工况设计与过程设计照明得热与实际冷负荷之间的关系照明得热与实际冷负荷之间的关系蓄热量需除去的蓄热量实际冷负荷照明得热量由于灯光照明散热比较稳定，灯具开启后，大部由于灯光照明散热比较稳定，灯具开启后，大部分的热量被蓄存起来，随着时间的延续，蓄存的分的热量被蓄存起来，随着时间的延续，蓄存的热量就逐渐减小。热量就逐渐减小。室内空气得热与冷负荷的关系得热与冷负荷的关系得热与冷负荷的关系得热与冷负荷的关系n 冷负荷与得热有关，但不一定相等冷负荷与得热有关，但不一定相等n 决定因素决定因素q 空调形式空调形式n 送风：负荷对

5、流部分送风：负荷对流部分n 辐射：负荷对流部分辐射部分辐射：负荷对流部分辐射部分q 热源特性：对流与辐射的比例是多少？热源特性：对流与辐射的比例是多少？q 围护结构热工性能：围护结构热工性能：n蓄热能力如何？如果热容为蓄热能力如何？如果热容为0呢？呢？n如果内表面完全绝热呢？如果内表面完全绝热呢？q 房间的构造（角系数）房间的构造（角系数）n 注意：注意：辐射的存在是延迟和衰减的根源！辐射的存在是延迟和衰减的根源！ 4-1 工况设计与过程设计工况设计与过程设计一、空调负荷的特点一、空调负荷的特点空调冷负荷一般包括有建筑围护结构的传热量、室空调冷负荷一般包括有建筑围护结构的传热量、室内照明散热量

6、、人体散热量、动力设备散热量、新内照明散热量、人体散热量、动力设备散热量、新风带入的热量及各类散湿量。风带入的热量及各类散湿量。建筑传热量和新风带入的热量，随着建筑传热量和新风带入的热量，随着室外气象条件室外气象条件的变化而变化的变化而变化。人体散湿量与建筑的使用性质、使。人体散湿量与建筑的使用性质、使用条件等许多因素有关，无时不在变化。用条件等许多因素有关，无时不在变化。对空调系统而言空调房间也对空调系统而言空调房间也不一定同时都使用不一定同时都使用。可以看出可以看出空调负荷变化空调负荷变化的复杂性。的复杂性。某地区旅馆建筑夏季从某地区旅馆建筑夏季从5-9月月2880h的运行中，空调的运行中

7、，空调部分负荷时的时间频率，说明了该地区旅馆建筑夏部分负荷时的时间频率，说明了该地区旅馆建筑夏季有季有80以上的时间的空调负荷，只占总设计负荷以上的时间的空调负荷，只占总设计负荷的的50，只需要冷源系统设备的，只需要冷源系统设备的50投入运行，空投入运行，空调负荷在调负荷在90以上的时间还不到以上的时间还不到1。 某地区空调部分负荷时间频率某地区空调部分负荷时间频率负荷（）5102030405060708090100时间（）2.7618.0222.5319.0215.769.626.113.751.490.350.07累积时间（）2.6720.6943.2262.8478.684.2290.3

8、390.0895.5795.93100绝大部分时间段，空调系统在绝大部分时间段，空调系统在部分负荷部分负荷下运行。下运行。二、过程设计二、过程设计暖通空调设计方法一般是以夏季或冬季室外空气设暖通空调设计方法一般是以夏季或冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行设计的。空调冷、热计参数为依据的典型工况进行设计的。空调冷、热负荷是按负荷是按最不利工况最不利工况进行计算的。因此，空调设备进行计算的。因此，空调设备的选型、管道输水系统的能力可以满足最不利工况的选型、管道输水系统的能力可以满足最不利工况空调系统的使用要求。这种设计方法，我们称之为空调系统的使用要求。这种设计方法，我们称之为“工况设计工况

9、设计”，也就是，也就是“静态设计静态设计”。按此设计方法进行工程设计，往往会出现如：空调按此设计方法进行工程设计，往往会出现如：空调负荷变化时，空调系统和设备不能进行相应的调节负荷变化时，空调系统和设备不能进行相应的调节或调节性能比较差，出现或调节性能比较差，出现大马拉小车大马拉小车现象。现象。 cbaedGG2GmmnnHHH0图4.2 水泵工作特性图图4.1 设备连接图某空调系统选择两台同型号的冷水机组，单台机组供冷某空调系统选择两台同型号的冷水机组，单台机组供冷量为量为Q，相应选择两台同型号冷水泵并联运行，单台水，相应选择两台同型号冷水泵并联运行，单台水泵流量为泵流量为G，扬程为，扬程为

10、H，如图所示。，如图所示。cbaedGG2GmmnnHHH0图4.2 水泵工作特性图图4.1 设备连接图“工况设计工况设计”条件下运行时，两台水泵并联工作点条件下运行时，两台水泵并联工作点m，流量，流量为为2G，扬程为，扬程为H。 H=(Rl+Z)a-b-c-d+(Rl+Z)d-e-a图中曲线图中曲线为系统管道特性曲线，图中曲线为系统管道特性曲线，图中曲线为两台水泵为两台水泵并联工作的特性曲线。并联工作的特性曲线。cbaedGG2GmmnnHHH0图4.2 水泵工作特性图图4.1 设备连接图当空调负荷率为当空调负荷率为50时，只需开一台水泵即可，此时系统时，只需开一台水泵即可，此时系统的阻力为

11、的阻力为H。 H =(Rl+Z)a-b-c-d+0.25(Rl+Z)d-e-a设计的水泵性能是：流量为设计的水泵性能是：流量为G时，扬程为时，扬程为H，I为一台水泵工为一台水泵工作时管道的特性曲线。作时管道的特性曲线。cbaedGG2GmmnnHHH0图4.2 水泵工作特性图图4.1 设备连接图如果要满足系统供水量如果要满足系统供水量G时，水泵的实际工作点为时，水泵的实际工作点为n点，则点，则需要对管网进行节流，将特性曲线变成为需要对管网进行节流，将特性曲线变成为。很显然，水。很显然，水泵的工作是很不合理的，因为水泵的扬程为泵的工作是很不合理的，因为水泵的扬程为H 即可，而节即可，而节流损失为

12、流损失为HH段，长期运行则会浪费大量的能量。段，长期运行则会浪费大量的能量。在在低负荷低负荷情况下情况下单位制冷量的耗电量增大单位制冷量的耗电量增大。两台相同的冷水机组，部分负荷时的耗电指标两台相同的冷水机组，部分负荷时的耗电指标负荷率（）制冷量（）耗电量（KW）耗电指标（KW/KW）负荷率（）制冷量（）耗电量（KW）耗电指标（KW/KW）10017443400.195508721730.1989015702940.187406781460.2158013952610.187305231130.2167012212300.18820349850.2446010462010.1921027471

13、0.408“过程设计过程设计”也就是也就是“动态设计动态设计”。“过程设计过程设计”就是在就是在“工况设计工况设计”的基础上考虑空调系统的设的基础上考虑空调系统的设计和设备的选型都能满足空调系统运行处于良好计和设备的选型都能满足空调系统运行处于良好的状态，以达到最大程度节约能量的目的。的状态，以达到最大程度节约能量的目的。过程设计是一个比较复杂的设计过程，设计要考过程设计是一个比较复杂的设计过程，设计要考虑虑工程各方面特点及运行方式工程各方面特点及运行方式。同时，还要了解。同时，还要了解暖通暖通空调设备的特性空调设备的特性，工程，工程规模规模，空调，空调负荷的变负荷的变化规律化规律及及运行管理

14、方式运行管理方式，都直接影响到设计方案，都直接影响到设计方案和设备选型和设备选型旅馆建筑旅馆建筑，空调负荷基本上属于全日型的连续负荷。，空调负荷基本上属于全日型的连续负荷。负荷变化范围大负荷变化范围大，低负荷时，可能低于设计负荷的，低负荷时，可能低于设计负荷的10。选择冷水机组时，要求机组能处于高效率下运行。选择冷水机组时，要求机组能处于高效率下运行。因此，许多工程选择了因此，许多工程选择了离心式离心式冷水机组和冷水机组和螺杆式螺杆式冷水冷水机组机组大、小匹配方案大、小匹配方案，充分利用离心机高负荷运行时，充分利用离心机高负荷运行时节能的特点，又发挥了螺杆机低负荷运行时负荷调节节能的特点，又发

15、挥了螺杆机低负荷运行时负荷调节的优势。的优势。对水泵的节能，根据空调负荷变化的特点，考虑运行对水泵的节能，根据空调负荷变化的特点，考虑运行调节的灵活性，水泵选型可以选择调节的灵活性，水泵选型可以选择大、小泵匹配大、小泵匹配。对。对于大型空调系统可采用于大型空调系统可采用二级泵及变频调速二级泵及变频调速形式。形式。4-2 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算在在方案设计和初步设计方案设计和初步设计阶段，一般采用冷负荷阶段，一般采用冷负荷指指标估算标估算空调冷负荷。在空调冷负荷。在施工图设计阶段施工图设计阶段，空调冷，空调冷负荷计算所需的基础资料和数据基本齐全，冷负负荷计算所需的基础资料和数据基本

16、齐全，冷负荷应该进行详细计算。由于围护结构都有一定的荷应该进行详细计算。由于围护结构都有一定的蓄热性，对负荷具有延迟和衰减作用，在进行冷蓄热性，对负荷具有延迟和衰减作用，在进行冷负荷计算时采用负荷计算时采用非稳态计算法非稳态计算法进行。进行。4-2 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算u空调房间或区域空调房间或区域夏季冷负荷夏季冷负荷应包括下列各项内容：应包括下列各项内容：（1） 通过建筑围护结构传入的热量通过建筑围护结构传入的热量（2） 通过外窗进入的太阳辐射热通过外窗进入的太阳辐射热（3） 人体散热量人体散热量（4） 照明散热量照明散热量（5） 设备散热量设备散热量（6） 食品或物料的散热

17、量食品或物料的散热量（7） 新风带入的散热量新风带入的散热量（8） 伴随各种散热量产生的潜热伴随各种散热量产生的潜热4-2 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算u空调房间或区域夏季空调房间或区域夏季散湿量散湿量包括下列各项内容：包括下列各项内容：（1） 人体散湿量人体散湿量（2） 新风带入的湿量新风带入的湿量（3） 液面或湿表面的散湿量等液面或湿表面的散湿量等4-2 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算1、 围护结构的传热量的计算围护结构的传热量的计算u（1） 外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷：外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷：u CL=KF(twi-tn) u（2）外窗内外温差形成的逐时冷负荷：

18、）外窗内外温差形成的逐时冷负荷：u QCL=KCFCC1C2(tc+td)-tn uKC外窗的传热系数（外窗的传热系数（W/）u FC外窗面积（）；外窗面积（）；uC1不同类型窗框的传热系数修正值；不同类型窗框的传热系数修正值；uC2有内遮阳设施的传热系数修正值；有内遮阳设施的传热系数修正值；utc玻璃窗的逐时冷负荷计算温度（玻璃窗的逐时冷负荷计算温度（）；）；u td外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值（外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值（），）， 4-2 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算2、通过外窗进入的太阳辐射热形成的逐时冷负荷、通过外窗进入的太阳辐射热形成的逐时冷负荷uQCZ=C3C

19、4C5FCJCCC_+(FC1-FC)JSCCN uC3玻璃窗的遮挡系数；玻璃窗的遮挡系数；uC4窗内遮阳设施的遮阳系数；窗内遮阳设施的遮阳系数；uC5窗的有效面积系数；窗的有效面积系数；uFC窗上受太阳直接照射的面积（）；窗上受太阳直接照射的面积（）；uJC透过标准玻璃窗的太阳总辐射照度（透过标准玻璃窗的太阳总辐射照度（W/）；）；uCC冷负荷系数；冷负荷系数；uCCN北向冷负荷系数，参见有关设计手册或设计措施；北向冷负荷系数，参见有关设计手册或设计措施；uFC1外窗面积（包括窗框）（）；外窗面积（包括窗框）（）；uJS透过标准玻璃窗的太阳散射辐射强度（透过标准玻璃窗的太阳散射辐射强度（W/

20、）。）。4-2 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算3、 热负荷计算热负荷计算u冷负荷须按冷负荷须按非稳态方法非稳态方法计算；计算；u热负荷可以按热负荷可以按稳态方法稳态方法计算。计算。u为什么？为什么？u采暖热负荷计算采暖热负荷计算u采暖热负荷计算应包括：围护结构的传热量、采暖热负荷计算应包括：围护结构的传热量、渗入室内冷空气的加热量及各种修正值和附加值，渗入室内冷空气的加热量及各种修正值和附加值，室内各种稳定散热量应扣除。室内各种稳定散热量应扣除。u围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量按稳态传热计算：按稳态传热计算：u Q=KF（tn-twd） u冷空气渗透耗热量冷空气渗透耗热量按下式

21、计算：按下式计算：u Qs=0.28L（tn-twd） u空调热负荷计算空调热负荷计算u空调热负荷包括：围护结构的传热量和新风的加热量，空调热负荷包括：围护结构的传热量和新风的加热量，室内稳定的散热量应扣除。室内稳定的散热量应扣除。u空调热负荷计算，主要是用于确定空调系统热源容量，空调热负荷计算，主要是用于确定空调系统热源容量，空调房间末端设备的选择，空调房间末端设备的选择，一般是按夏季供冷工况时一般是按夏季供冷工况时选择选择。在南方地区，当末端设备满足供冷工况要求时，。在南方地区，当末端设备满足供冷工况要求时，一般都可以满足供热工况要求。一般都可以满足供热工况要求。u空调热负荷，原则上按采暖

22、热负荷计算方法计算，但空调热负荷，原则上按采暖热负荷计算方法计算，但室外计算参数的选取不同，分别对应于冬季室外计算室外计算参数的选取不同，分别对应于冬季室外计算参数和采暖室外计算参数。外门附加，高度附加一般参数和采暖室外计算参数。外门附加，高度附加一般可以不考虑，冷空气渗透耗热量由新风加热重新考虑。可以不考虑，冷空气渗透耗热量由新风加热重新考虑。 4、空调负荷估算、空调负荷估算u由于空调冷负荷的影响因素繁多，作用方式复杂，由于空调冷负荷的影响因素繁多，作用方式复杂，计算非常繁琐，在不需要或无法非常精确的情况计算非常繁琐，在不需要或无法非常精确的情况下，如对系统进行方案设计，或尚无详细的建筑下，

23、如对系统进行方案设计，或尚无详细的建筑图纸，此时，往往采用图纸，此时，往往采用冷负荷指标冷负荷指标对系统负荷进对系统负荷进行估算。行估算。u冷、热负荷指标：单位建筑面积或单位空调面积冷、热负荷指标：单位建筑面积或单位空调面积的耗冷（或热）量。的耗冷（或热）量。u由于冷负荷的影响因素比较多，通常资料中所推由于冷负荷的影响因素比较多，通常资料中所推荐的冷负荷指标是给出荐的冷负荷指标是给出一个范围。一个范围。5、设计负荷、设计负荷u设计负荷是选择空调系统设备容量、决定设计负荷是选择空调系统设备容量、决定系统能力大小的依据。系统能力大小的依据。u设计负荷要设计负荷要尽可能接近实际负荷值尽可能接近实际负

24、荷值，设备，设备选得偏小满足不了实际需求，选得过大不选得偏小满足不了实际需求，选得过大不仅系统的初投资增大，一些设备如冷热源仅系统的初投资增大，一些设备如冷热源很可能长期在低效率工况下运行。很可能长期在低效率工况下运行。4.3 空调系统设计方法步骤空调系统设计方法步骤1. 仔细阅读原始设计资料、文件，如设计任务书、建筑仔细阅读原始设计资料、文件，如设计任务书、建筑图，充分了解设计对象的特点及室内环境或工艺工程图，充分了解设计对象的特点及室内环境或工艺工程对空调系统的要求；对空调系统的要求；2. 收集相关的设计参考资料，设计手册、设计措施、设收集相关的设计参考资料，设计手册、设计措施、设计规范（

25、标准）、甚至产品样本等；计规范（标准）、甚至产品样本等；3. 查取室内外设计气象参数，计算空调冷、热负荷；查取室内外设计气象参数，计算空调冷、热负荷；4. 选择和确定空调方案：空调方式、冷热源方案、系统选择和确定空调方案：空调方式、冷热源方案、系统控制方案等（需要作经济技术分析、比较）；控制方案等（需要作经济技术分析、比较）；5. 设备选型（主机、末端设备）；设备选型（主机、末端设备）；4.3 空调系统设计方法步骤空调系统设计方法步骤6.系统布置（设备、管路等的布置）；系统布置（设备、管路等的布置）；7.系统水力计算；系统水力计算；8.风机，水泵及附属设备等设备选型；风机，水泵及附属设备等设备

26、选型；9.防、排烟设计；防、排烟设计；10. 施工图绘制。首页图、平面图、剖面图、系统图施工图绘制。首页图、平面图、剖面图、系统图（系统轴测图）、原理图、机房布置图、大样图（系统轴测图）、原理图、机房布置图、大样图（详图）、首页图；（详图）、首页图；11. 整理设计、计算说明书。整理设计、计算说明书。4.4 方案选择方案选择u方案选择的重要性方案选择的重要性:u关系到关系到初投资初投资、能耗能耗、运行管理运行管理等；等；u既要注意既要注意设备性能设备性能、更要注意、更要注意系统性能。系统性能。u冷热源方案冷热源方案：压缩式制冷还是吸收式制冷，是热泵式：压缩式制冷还是吸收式制冷，是热泵式机组还是

27、单冷机加锅炉等机组还是单冷机加锅炉等u空调方式与气流组织形式空调方式与气流组织形式全空气系统全空气系统 风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统房间气流组织形式及末端设备等房间气流组织形式及末端设备等三、空调水系三、空调水系统统1、特点与分类、特点与分类u特点：特点：投资较大、水泵能耗较大、对整个系统性能影投资较大、水泵能耗较大、对整个系统性能影响较大响较大u分类：分类：按供、回水管道数量分为：按供、回水管道数量分为：双管制双管制、三管制和四管制；、三管制和四管制；按水在管道内的流程分为：同程式和异程式；按水在管道内的流程分为：同程式和异程式；按系统是否有与大气直接相通分为：按系统是否有与大气直接

28、相通分为：闭式闭式和开式；和开式；按流量是否可调分为：定流量和变流量按流量是否可调分为：定流量和变流量;按水泵系统设置分为：一次泵系统和二次泵系统按水泵系统设置分为：一次泵系统和二次泵系统序序号号类类 型型特特 征征优优 点点缺缺 点点1双管双管制制供冷、供热合用同一供冷、供热合用同一管路系统管路系统管路系统简单；管路系统简单；初投资省初投资省无法同时满足供无法同时满足供冷、供热的要求冷、供热的要求三管三管制制分别设置供冷、供热分别设置供冷、供热管路与换热器，但冷管路与换热器，但冷热回水的管路共用热回水的管路共用能满足同时供冷、能满足同时供冷、供热的要求供热的要求;管路系统较四管管路系统较四管

29、制简单制简单有冷、热混合损有冷、热混合损失；投资高于两失；投资高于两管制；管路布置管制；管路布置复杂复杂四管四管制制供冷、供热的供、回供冷、供热的供、回水管均分开设置，具水管均分开设置，具有冷、热回水的两套有冷、热回水的两套独立的系统独立的系统能灵活实现同时能灵活实现同时供冷和供热；供冷和供热；没有冷、热混合没有冷、热混合损失损失管路系统复杂；管路系统复杂；初投资高；初投资高；占用建筑空间较占用建筑空间较多多序序号号类类 型型特特 征征优优 点点缺缺 点点2 同程同程式式供、回水干管中的供、回水干管中的水流方向相同，经水流方向相同，经过每一环路的管路过每一环路的管路长度相等长度相等水量分配和调

30、节水量分配和调节较方便；水力平较方便；水力平衡性能好衡性能好需设回程管，管需设回程管，管道长度增加；道长度增加；初投资稍高初投资稍高异程异程式式供、回水干管中的供、回水干管中的水流方向相反，每水流方向相反，每一环路的管路长度一环路的管路长度不等不等不需回程管，管不需回程管，管道长度较短，管道长度较短，管路简单；路简单；初投资稍低初投资稍低水量分配和调节水量分配和调节较难；较难；水力平衡较麻烦水力平衡较麻烦序序号号类类 型型特特 征征优优 点点缺缺 点点3闭式闭式管路系统不与管路系统不与大气相接触大气相接触（仅在系统最（仅在系统最高点设置膨胀高点设置膨胀水箱）水箱）管道与设备的腐管道与设备的腐蚀

31、少；不需克服蚀少；不需克服静水压力，水泵静水压力，水泵压力、功率均低；压力、功率均低；系统简单系统简单如需与蓄热水池连接，如需与蓄热水池连接，则比较复杂则比较复杂开式开式管路系统与大管路系统与大气相通（设有气相通（设有水池）水池）与水池连接比较与水池连接比较简单简单水中含氧量高，管路水中含氧量高，管路与设备的腐蚀多；与设备的腐蚀多；需要增加克服静水压需要增加克服静水压的额外能量；输送能的额外能量；输送能耗大耗大序序号号类类 型型特特 征征优优 点点缺缺 点点4定定流流量量系统中的循环水系统中的循环水量保持定值（负量保持定值（负荷变化时，通过荷变化时，通过改变供水或回水改变供水或回水温度来匹配）

32、温度来匹配）系统简单，操作方便；系统简单，操作方便；不需要复杂的自控设不需要复杂的自控设备备配管设计时，不配管设计时，不能考虑同时使用能考虑同时使用系统；系统；输送能耗始终处输送能耗始终处于设计的最大值于设计的最大值变变流流量量系统中的供、回系统中的供、回水温度保持定值，水温度保持定值，负荷改变时以供负荷改变时以供水量的变化来适水量的变化来适应应空调空调需要需要输送能耗随负荷的减输送能耗随负荷的减少面降低；配管设计少面降低；配管设计时，可以考虑同时使时，可以考虑同时使用系数，管径相应减用系数，管径相应减少；水泵容量、电耗少；水泵容量、电耗也相应减少也相应减少系统较复杂系统较复杂必须配备自控设必

33、须配备自控设备备序序号号类类 型型特特 征征优优 点点缺缺 点点5一次一次泵泵冷、热侧与负冷、热侧与负荷侧合用一组荷侧合用一组循环水泵循环水泵系统简单；系统简单；初投资省初投资省不能调节水泵流量；不能调节水泵流量；难以节省输送能耗；难以节省输送能耗；不能适用供水分区压不能适用供水分区压降较悬殊的情况降较悬殊的情况二次二次泵泵冷、热源侧与冷、热源侧与负荷侧分别配负荷侧分别配备循环水泵备循环水泵可以实现水泵变流可以实现水泵变流量；能节省输送能量；能节省输送能耗；能适应供水分耗；能适应供水分区不同压降；系统区不同压降；系统总压力低总压力低系统较复杂；系统较复杂；初投资稍高初投资稍高空空调调水水系系统

34、统工工艺艺流流程程图图 2、水系统的压力分布、水系统的压力分布u水系统处于静止状态时，水系统处于静止状态时，系统内各处的压力等于系统内各处的压力等于水的静水压力，其大小水的静水压力，其大小只与该点至膨胀水箱水只与该点至膨胀水箱水面垂直高度面垂直高度h有关。当水有关。当水泵运转时，其系统内水泵运转时，其系统内水压分布除与水泵在系统压分布除与水泵在系统内所处位置有关外，还内所处位置有关外，还与膨胀管与系统连接位与膨胀管与系统连接位置有关。置有关。2、水系统的压力分布、水系统的压力分布ua、b、c点，是工程设计中常见的膨胀水箱连接的位置。点，是工程设计中常见的膨胀水箱连接的位置。在某些情况下，也可能

35、将膨胀水箱连接在在某些情况下，也可能将膨胀水箱连接在d点。点。 2、水系统的压力分布、水系统的压力分布ua点是水系统中工作压力点是水系统中工作压力最低的地方最低的地方，无论在静止，无论在静止状态和工作条件下，状态和工作条件下，a点点的压力均为的压力均为h，即该点的，即该点的静水压力。只要该点保持静水压力。只要该点保持正压，水系统中各个地方正压，水系统中各个地方都不会出现负压，冷水机都不会出现负压，冷水机组入口处压力组入口处压力Pb为：为：babPhP水泵出口处压力水泵出口处压力Pl，为水系统内最大工作压力点，为水系统内最大工作压力点 ：cbalPhHP最低层风机盘管的工作压力最低层风机盘管的工

36、作压力Pf为：为：4hPPhHPfecbaf2、水系统的压力分布、水系统的压力分布u当膨胀水箱接至当膨胀水箱接至b点时，点时，b点为恒压点，并等于点为恒压点，并等于h。与连接与连接a点比较，系统的点比较，系统的工作压力提高了工作压力提高了Pab。水泵出口处压力水泵出口处压力Pl，为水系统内最大工作压力点，为水系统内最大工作压力点 ：cblPhHP最低层风机盘管的工作压力最低层风机盘管的工作压力Pf为：为：4hPPhHPfecbf2、水系统的压力分布、水系统的压力分布u 膨胀水箱接至膨胀水箱接至c点时，水点时，水泵入口的压力为泵入口的压力为h，水泵出，水泵出口的压力口的压力Pl，Pl=H+h。与

37、。与连接连接b点比较，冷水机组的点比较，冷水机组的工作压力增大，其增加值工作压力增大，其增加值大约等冷水机组的压力降，大约等冷水机组的压力降，同时，最低层风机盘管的同时，最低层风机盘管的工作压力增加到：工作压力增加到：4hPhHPfefPf的工作压力往往会超过盘管的工作压力，设计时，应引起的工作压力往往会超过盘管的工作压力，设计时，应引起注意。对于高层建筑，应尽量降低水系统的工作压力，膨胀注意。对于高层建筑，应尽量降低水系统的工作压力，膨胀水箱连接在水箱连接在a点或点或b点是比较有利点是比较有利的，连接在的，连接在a点，膨胀水箱点，膨胀水箱还可以起到排放空气的作用。还可以起到排放空气的作用。2

38、、水系统的压力分布、水系统的压力分布u膨胀水箱连接在膨胀水箱连接在d点，只点，只是在特定情况下才采用。是在特定情况下才采用。为了保证为了保证a点不产生负压，点不产生负压，应提高膨胀水箱的安装高应提高膨胀水箱的安装高度，从度，从a点的点的h2提高至提高至h3，且满足：且满足：膨胀水增加的高度要大于膨胀水增加的高度要大于da段管道的总压降。很明显，段管道的总压降。很明显，这样这样提高了水系统的静水压力提高了水系统的静水压力。另外。另外Pd-a是随水量变化是随水量变化而改变的，如果该段管道的水量增加，则而改变的，如果该段管道的水量增加，则Pd-a也会增大，也会增大，Pa会降低，也有可能造成该点的会降

39、低，也有可能造成该点的负压负压。adPhh23负压有何不利影响？负压有何不利影响？2、水系统的压力分布、水系统的压力分布u水系统出现负压，会水系统出现负压，会从排气阀或其它不严从排气阀或其它不严密处吸人空气而影响密处吸人空气而影响水系统的正常运行。水系统的正常运行。举例：举例：u某空调系统，两台某空调系统，两台1163kW的冷水的冷水机组，两台空调循环水泵并联使用，机组，两台空调循环水泵并联使用，水泵性能水泵性能Q=200m3/h，H=32m。由。由于回水主立管端土建结构不允许设于回水主立管端土建结构不允许设置膨胀水箱，因而，膨胀水箱的膨置膨胀水箱，因而，膨胀水箱的膨胀管接至水泵出口端的供水主

40、立管胀管接至水泵出口端的供水主立管上，见图所示，膨胀水箱水位高出上，见图所示，膨胀水箱水位高出顶层水平干管顶层水平干管3m。开一台水泵时，。开一台水泵时，系统运行正常，当两台水泵同时运系统运行正常，当两台水泵同时运行时，顶层空调效果不好，什么原行时，顶层空调效果不好，什么原因因?举例：举例：u膨胀水箱的高度，应保证膨胀水箱的高度，应保证a点不出点不出现负压，即定压点现负压，即定压点O处的压力应大处的压力应大于水平管段的压降于水平管段的压降P。u当一台水泵时，水量小，水平管段当一台水泵时，水量小，水平管段压降压降P比较小，即比较小，即P3m时，顶层水平时，顶层水平回水干管出现负压使得风机盘管的回

41、水干管出现负压使得风机盘管的排空气阀不但不能排除空气，反而排空气阀不但不能排除空气，反而有可能会吸入空气，使风机盘管内有可能会吸入空气，使风机盘管内存有空气而影响水流畅通，造成房存有空气而影响水流畅通，造成房间空调效果不佳。间空调效果不佳。3、水系统的竖向分区、水系统的竖向分区为什么要进行分区？为什么要进行分区？u系统中的系统中的管路和设备均有承压极限管路和设备均有承压极限。系统的压力不。系统的压力不能超过设备的承压能力。如果层高不高，系统压力能超过设备的承压能力。如果层高不高，系统压力小，可仅有一个区，冷热源放在底层或地下室内。小，可仅有一个区，冷热源放在底层或地下室内。震动和噪声均易于处理

42、。震动和噪声均易于处理。u高层建筑高层建筑水系统内所承受的水压比较大，通过系统水系统内所承受的水压比较大，通过系统水压分布分析，考虑到各种综合因素影响，当所选水压分布分析，考虑到各种综合因素影响，当所选用设备和构件不能承受系统水压时，水系统竖向应用设备和构件不能承受系统水压时，水系统竖向应该进行分区。该进行分区。3、水系统的竖向分区、水系统的竖向分区u（1）中间设置）中间设置二次换热装置二次换热装置u为了减小底层设备的承压，中间设置二次换热装置。为了减小底层设备的承压，中间设置二次换热装置。将系统分成低区将系统分成低区I和高区和高区两个独立的水系统。两个独立的水系统。3、水系统的竖向分区、水系

43、统的竖向分区n缺点缺点：高区系统：高区系统供、回水温度升高供、回水温度升高，空气处理设备也要求相应增大，空气处理设备也要求相应增大，增增加工程投资加工程投资，部分（高区）循环水，部分（高区）循环水重复扬送，增加了电能消耗。另外，重复扬送，增加了电能消耗。另外，大楼内另增加了水泵大楼内另增加了水泵噪声源噪声源和管理和管理上的不方便。有些情况下也可以将上的不方便。有些情况下也可以将中间换热装置和高区水泵也设在中间换热装置和高区水泵也设在空空调制冷机房调制冷机房，因为板式换热器承压，因为板式换热器承压一般比较高，只需要提高水泵的承一般比较高，只需要提高水泵的承压能力。压能力。3、水系统的竖向分区、水

44、系统的竖向分区n（2）分别设置冷源分别设置冷源n为了减小下部设备的承压，将空调水系为了减小下部设备的承压，将空调水系统竖向分成统竖向分成两个或两个以上的完全独立两个或两个以上的完全独立的系统的系统。a. 低区冷源设备选择水冷冷水机组，一般低区冷源设备选择水冷冷水机组，一般设在大楼的地下层。高区选风冷热泵机设在大楼的地下层。高区选风冷热泵机组布置在屋面层。组布置在屋面层。b.低区冷水机组布置在大楼的地下层，高低区冷水机组布置在大楼的地下层，高区选择水冷冷水机组布置在大楼中间部区选择水冷冷水机组布置在大楼中间部位的设备层。位的设备层。c. 高、低区冷水机组均设置在大楼的地下高、低区冷水机组均设置在

45、大楼的地下层，或均设置在大楼中间设备层。层，或均设置在大楼中间设备层。设备投资相对高些，设备的备用率相设备投资相对高些，设备的备用率相对较低，管理也相应不方便。对较低，管理也相应不方便。3、水系统的竖向分区、水系统的竖向分区n设计中，考虑到综合影响因素，一般将水系统设计中，考虑到综合影响因素，一般将水系统垂直高度垂直高度100m（最大静水压力约（最大静水压力约1MPa）作为竖向分区的界线。）作为竖向分区的界线。n在实际工程中，为了系统简单、节省投资和运行费，水在实际工程中，为了系统简单、节省投资和运行费，水系统虽然超系统虽然超100米，竖向也不必进行分区，采用米，竖向也不必进行分区，采用一泵到一泵到顶顶的系统。提高低区设备的承压等级的做法，它在一些的系统。提高低区设备的承压等级的做法，它在一些工程中得到了应用。工程中得到了应用。n水系统的竖向分区方案，应该考虑到建筑特点、使用性水系统的竖向分区方案，应该考虑到建筑特点、使用性质、设备选型及其吊装条件、运行管理和噪声影响等因质、设备选型及其吊装条件、运行管理和噪声影响等因素，并进行技术经济比较后确定。素，并进行技术经济比较后确定。