中央空调系统之空调水循环系统

空调水系统的工艺流程
夏季供冷时
冷水机组1制出的7℃冷冻水， 在冷冻水泵3的作用下送至分水 器7，然后由分水器通过各供水 支管分别送至各空调房间或区 域的空调设备10。 在空调设备中，冷冻水与空气 经热湿交换后，水温升至12℃ 又分别由各回水支管流回至集 水器8，最后，返回至冷水机组 1再被降温处理至7℃，如此反 复循环。
度100m左右的建筑(地下室-10m左右)。
当建筑高度较高，使得水静压大于1.2MPa时，水系统宜按 竖向进行分区以减少系统内的设备、附件、管件及管道承 压。
空调水系统的分区
在100m以上超高
层建筑中，通常
采用以下二种竖
向分区的方法 1)不同分区水系 统合用同一冷热 源，用换热器作
为分界设备。
★一次泵系统、二次泵系统和混合式系统
空调水系统的形式
一、闭式和开式系统 1、 开式系统 开放式管路水循环系统的简称。 通常为用喷水室处理空气的空调 系统或设置蓄冷水池的空调系统。 该系统不是封闭的，有喷水室或 蓄冷水池与空(大)气相通，水在 系统中循环流动时，要与被处理 的空气或大气接触，并会引起水 量变化。
二次泵系统的特点
①用两组(台)水泵来分别保 持冷热源侧一次环路中的 定流量和负荷侧二次环路 中的变流量要求。 ②使用不同的二次泵来适应 各用户环路不同的流量和 扬程要求。
空调水系统的分区
一、水系统的分区方式
按压力分区
按使用时间分区 按空调负荷性质分区
1、按压力分区 由于机械制造和使用材料的原因，空调水系统采用的各种 设备、附件、管件及管道的工作压力是有一定限制的。
水过滤器、弯头、三通等)的(局部阻力)计算。
空调水系统的管路计算
1、空调水系统的水流阻力Δp的基本计算式为
v2 p pm＋z (lR ) Pa 2
式中 ΔPm ——摩擦阻力(或称沿程阻力)，单位为Pa；
Z——局部阻力，单位为Pa； l——管路长度，单位为m； R——比摩阻(单位长度管道的摩擦阻力，又
酒店或写字楼，至少要分为上下两个区。公共区域是否再 分若干个区则要视其使用者的具体情况确定。
空调水系统的分区
3、按空调负荷性质分区
空调负荷的性质与房间使用性质以及房间所处的位置有一 定关系。 从朝向上来说，南北朝向的房间由于日照不同，在过渡季 节时的要求有可能不一致；东西朝向的房间由于出现负荷 最大值的时间不一致，在同一时刻也会有不同的要求。 从内、外区看，建筑外区负荷随室外气候的变化而变化， 有时需要供冷，有时需要供暖；建筑内区的负荷则相对比 较稳定，全年以供冷的时间较多。
出现类似情况。 普通焊接钢管的压力等级一般是2.0MPa。
空调水系统的分区
为了减少投资，空调水系统通常以1.6MPa作为工作压力划 分的界限，即在设计时，使水系统内所有设备、附件、管 件及管道的压力都处于1.6MPa以下。 考虑到水泵扬程大约40m(相当于0.4MPa)左右，因此水系 统的静压应在120m(相当于1.2MPa)以下，这相当于室外高
空调水系统的形式
2）空调设备有两个热交换器 (俗称双盘管)，分别接冷水管 路系统和热水管路系统，使冷、 热两个水系统完全独立。
优点
既可以同时满足各个房间不同
的供冷和供暖要求，还可以满 足同一房间供冷和供暖能随时 转换的要求。
解决了三管制系统存在的回水
管混合热损失等问题。
四管制系统
空调水系统的形式
四管制系统的主要缺点
管道多； 占用空间大； 水管线路复杂； 初投资较高。
使用场合
通常只是在一些同一时间有的房间要供冷，有的房 间却要供暖这种要求很高，且投资允许的高级宾馆或 酒店有少量使用。
空调水系统的形式
三、同程式和异程式系统 按同一并联环 路中，各空调 设备的供回水 管路的管道总 长是否大致相 等划分。 1、同程式系统 各并联环路的 管道总长度基 本相等的水系 统。
同程式系统
a)垂直同程系统 b)水平同程系统
空调水系统的形式
同程式系统特点
系统中有一根同程 管，使得并联的各 支路水阻力相等或 大致相等。 并联管路间不需要 怎么调节很容易实 现阻力平衡。 系统的水力稳定性 好，流量分配均匀。
同程式系统
a)垂直同程系统 b)水平同程系统
同程管
空调水系统的形式
级泵系统、复式泵系统，整个系统可看成 由两个环路组成 一个是 由集水器、一次泵、冷 热源、分水器、旁通管 形成的一次环路，该环 路负责冷热水的制备。
空调水系统的形式
另一个由分水器、二次泵、 空调设备、集水器组成的 二次环路，该环路负责冷 热水的输配。
称压力降)，单位为Pa/m； ζ——局部阻力系数； v——水流速度，单位为m/s； ρ——水的密度，一般取1000kg/m3。
空调水系统的管路计算
空调水系统的管路计算
钢管的分类
低压流体输送用焊接钢管（简称焊接钢管）
分为镀锌钢管、非镀锌钢管（黑铁管）；其中的镀锌钢管又有热镀锌和冷 镀锌之分。按照壁厚的不同又分为普通钢管和加厚钢管，普通钢管适用于 PN≤1.0MPa；加厚钢管适用于PN≤1.6MPa 。焊接钢管的材料通常使用Q195、 Q215和Q235牌号的钢。其规格应符合GB/T3091-2008的要求。
水-空气系统
空调水系统
一、全水系统

全水系统的定义
房间的冷（热）负荷，全部由集中设备处理过的冷（热）
水负担的系统。

特点 优点: 与空气—水系统和全空气系统相比，占建筑空间小。 缺点：无加湿功能，不能引入新风。

组成：冷（热）源、输配管网、末端装置。
空调水系统
二、空气-水系统(风机盘管+新风系统) 房间的冷（热）负荷由冷（热）水和集中处理的空气共同承 担的空调系统。
空调水系统的工艺流程
膨胀水箱12的 主要作用是收 集因水被加热 时体积膨胀而 多出的水量， 防止系统损坏 造成漏水。
膨胀水箱还可 起到补水和定 压作用。
空调水系统的工艺流程
水系统中管道的高处
容易积聚空气。当管 道内存有空气时，会 形成所谓“气堵”， 影响水的流动。
自动排气阀11是为随 时排除系统内的空气 而设置的。
由负荷的大小确定水泵的开启 台数。
空调水系统的形式
五、一次泵和二次泵系统 按有否两组(台)泵串联工作来划分。 1、一次泵系统 又称为一级泵系 统、单级泵系统、 单式泵系统。 这种系统的冷、热 源侧和负荷侧共 用一组(台)水泵。
空调水系统的形式
2、二次泵系统
又称为二级泵系统、双
空调水系统的管路计算
又称为水力计算、阻力计算。 目的 确定水系统的水管管径、水泵扬程，选择水泵。 一 、管径的确定
1)、连接各空调设备的供回水支管管径，宜与空调设备 的进出水接管管径一致，可由相关设备样本查得。
空调水系统的管路计算
2)、供回水干管的管径(内径)d:
空调水系统的管路计算
二、水流阻力的确定（水泵扬程的确定）： 空调水系统的水流阻力一般由设备阻力、管道阻 力以及管道附件阻力三部分组成。 设备阻力通常可以在设备生产厂家提供的产品样 本上查到。 进行空调水系统水流阻力计算的主要内容是进行 直管段的阻力(摩擦阻力)计算及管道附件(如阀门、
空调水系统的工艺流程
冬季供暖时
锅炉2制出的60℃热 水，在热水泵4的作 用下送至分水器7， 然后按夏季供水路线 循环，最后，返回至 锅炉2再重新被加热 处理。
空调水系统的工艺流程
夏季供冷和冬季供
暖的转换，通过冷
水机组和锅炉进出 水管上的阀门启、
闭实现。
空调水系统的工艺流程
当系统中部分空调设备不使 用时，水流量减少，水系统 阻力将增大。 为了保持系统内压力稳定， 当分水器和集水器间压差超 过压差控制阀9的设定值时， 阀门开启，部分水量由分水 器7经旁通管直接流入集水 器8，然后返回至冷水机组 或锅炉, 以保证冷水机组或 锅炉的定流量运行。
空调水系统及设计
学习目标
了解空调水系统的工艺流程 掌握空调水系统的类型、设计与管路计 算方法 重点掌握空调水系统的体系结构
空调水系统
空调工程除采用空气作为热传递的介质外，还常采用 水作为热传递的介质，通过水管路系统将冷、热源产生的 冷、热量输送给各种空调设备，并最终将这些冷、热量提 供给空调房间。 全水系统
空调水系统的工艺流程
• 空调水系统包括：
1、冷媒水系统（空调水系统）
2、冷却水系统 3、冷凝水系统
1-水冷冷水机组 2-锅炉 3-冷冻水泵 4-热水泵 5-冷却水泵 6-冷却塔 7-分水器 8-集水器 9-压差控制阀 10-空调设备 11-自动排气阀 12-膨胀水箱 13-阀门
冷却水系统
空调水系统
空调水系统的形式
1、定流量系统的电动三通阀
空调水系统的形式
2、变流量系统
或称变水量系统。 保持供回水温度为定值，通过 改变系统中的循环水流量来适 应系统负荷变化的水系统。 适用于有2台或2台以上冷热源 设备和水泵分别并联的场合。 系统中的空调设备通常采用电 动二通阀来控制是否供水。
空调水系统的分区
优点 高低两区共用一个集中的冷 热源机房，形式简单，仍保持 闭式循环，运行费用较低。 缺点
与低区相比，高区在供冷时冷
冻水温度要高几度；在供暖时 热水温度要低几度。
同样条件下，高区选用的空调
设备规格要比低区的稍大。
空调水系统的分区
2)不同分区各自设冷热源，自成独立水系统。
空调水系统的工艺流程
水系统中设置阀门的作用
调节作用——调节管道中的水流量； 关断作用——中止水的流动。
水系统中还要设置以下必要仪表和装置 1)在冷热源设备和空调设备的进、出水口设置测温装置， 检测设备与水的换热效果。 2)在主要设备进、出水口设置测压装置，以便了解设备 的水流阻力情况。