中央空调水系统设计资料.pdf

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1、水系统分类 开式循环的优点 : 冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加能量调节能力，且冷水 温度的波动可以小一些。 开式循环的缺点是： 1冷水与大气接触，循环水中含氧量高，宜腐蚀管路。 2末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差较大时，水泵则须克服高差造成的 静水压力，增加耗电量。 3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。 4如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。 闭式循环的优点： 1由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。 2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。 3由于没有回水箱、不需重力回水、回水不需

2、另设水泵等，因而投资省、系统简单。 闭式循环的缺点： 1蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。 2膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。 水系统管制 两管制 ：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的系统。 优点：两管制系统简单，施工方便； 缺点：不能用于同时需要供冷和供热的场所。 三管制 ：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；其冷水与热水的回水关 共用。 优点：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； 缺点：比两管制复杂，投资也比较高，且存在冷、热回水的混合损失。 四管制 ：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

3、质量空调环境的要 求。 优点：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 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完 全分离，有助于系统的稳定运行和减小设备的腐蚀； 缺点：初投资高，管路布置复杂。 水系统同程异程式 同程式系统 ：经过每一并联环路的管长基本相等， 如果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。 优点：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。 缺点：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。 异程式系统：经过每一并联环路的管长均不相等

4、。 优点：异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。 缺点：采用异程式的系统，各并联环路管长不等，常在每一个并联支路上安装流量 调节装置。 冷凝水系统的设计 风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及 时予以排走。 1、冷凝水管的布置 若邻近有下水管或地沟时，可用冷凝水管将空调器接水盘所接的凝结水排放至邻近 的下水管中或地沟内。 若相邻近的多台空调器距下水管或地沟较远，可用冷凝水干管将各台空调器的冷凝 水支管和下水管或地沟连接起来。 2、冷凝水管管径的确定 直接和空调器接水盘连接的冷凝水支管的管径应与接水盘接管管径一致（可从产品 样本中查得）。 需设冷凝水干管时，

5、某段干管的管径可依据与该管段连接的空调器总冷量(KW) 按 下表查得。 3、冷凝水管保温 所有冷凝水管都应保温，以防冷凝水管温度低于局部空气露点温度时，其表面结露滴水。 采用带有网络线铝箔贴面的玻璃棉保温时，保温层厚度可取25mm。 冷凝水干管管径选择 干管承担冷量 (KW) 干管公称直径 DN(mm) 干管承担冷量 (KW) 干管公称直径 DN(mm) 7 7.117.6 17.7 100 101 176 20 25 32 40 177 598 599 1055 1056 1512 1513 12462 50 80 100 125 12462kW 150 说明： DN=15mm 的管道不推荐

6、使用。立管的公称直径，应与同等负荷的水平干管的公称直径相同。 4、冷凝水管设计注意事项 沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。 当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比 凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50左右。水封的出口，应与大气相通。 采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。 采用镀锌钢管时，通常应设置保温层。 冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。 设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设 施。 风管的布置 通过风管可将各个送风口和回风口连接起来，提供一个空气流动

7、的渠道，风管的布置 应在气流组织及风口位置确定下来以后进行。 布置风管要考虑以下因素： 尽量缩短管线，减少分支管线，避免复杂的局部构件，以节省材料和减小系统阻力。 要便于施工和检修，恰当处理与空调水、消防水管道系统及其他管道系统在布置上可能 遇到的矛盾。 下图的 a 和 b 为相同房间、相同送风口的两种风管布置形式。对比可知，a 比 b 的管线 要长，分支管线和局部构件也较多，因此，b 优于 a。 气流组织 房间内合理的气流组织主要取决于送风口的形式和位置。目前，常见的气流组织形式有： 侧送风侧送风如图a 所示，侧板送风是目前常用的气流组织形式。风道位于房 间上部，沿墙敷设，在风道的一侧或两侧

8、开送风口。可以上送风，上回风，也可以 上送风，下回风。 它的特点是风口应贴顶布置，形成贴附式射流，回风区进行热交换。回风口设 在送风口的同侧，风速为25m/s。冬季送热风时，调节百叶窗使气流向斜下方射 出。 散流器送风散流器送风可以进行平送和侧送。它也是在空气回流区进行热交换。 射流和回流流程较短，通常沿顶栅形成贴附式射流时效果较好。它适用于设置顶栅 的房间。 条缝送风通过条缝形送风口进行送风，其射程较短。温差和速度变化较快，适 用于散热量较大只求降温的房间，例如纺织厂、高级公共民用建筑等都有采用条缝 送风。 喷口送风经热、湿处理的空气由房间一侧的几个喷口高速喷出，渡过一定的距 离后返回。工作

9、区处于回流过程中，这种送风方式风速高，射程远，速度、温度 衰减缓慢，温度分布均匀。适用于大型体育馆、礼堂、剧院及高大厂房等公共建筑 中。 孔板送风利用顶栅上面的空间作为静压箱。在压力的作用下，空气通过金属板 上的小孔进入室内。回风口设在房间下部。孔板送时，射流的扩散及室内空气混合 速度较快，因此工作区内空气温度和流速都比较稳定，适用于对区域温差和工作区 风速要求严格，室温允许波动较小的场合。 排风方式 1、自然排风 在卫生条件要求较低的建筑中，可以采用。但这种方式不稳定，易受干扰，有时会 发生倒灌现象，也不能放火。 2、机械排风 在卫生标准要求较高的高层住宅宾馆客房高级写字间等,通常在每一卫生

10、间均装 设排风扇和放火阀，通过风道排到屋顶，在屋顶设一台引风机，排风扇与引风机连 锁，只要有一台排风扇开启，引风机就启动。 3、混合排风 在每一卫生间均装设排风扇和放火阀，通过风道排到排风竖井，然后通过自然排风。 典型场所的排风 公共场所的排风 设置较大风量的排风机或数个小风量的排风机。 宾馆饭店中客房的排风 一般客房卫生间均由土建或装修单位装设排风机排除污浊空气。高级豪华套间的会客室 需单独设置排风装置。 KTV 间的排风 KTV 间一般分隔为较小的单间，并要做好隔音防止产生共鸣，避免宾客演唱时互相干扰。 因此 KTV 间的排风设施一般须安装消声排风管道，并要设有防止倒风装置。 桑拿浴、蒸汽

11、浴室和游泳管的排风 桑拿浴、蒸汽浴室和游泳管的空气潮湿且温度高，必须设置排风装置定期以较大的风量 排放室内空气， 或长期以较小风量排放室内空气。排风装置应选用防潮防爆电机驱动的低噪 音排风机。 厨房与公用卫生间的排风 宜采用机械排风方式，排风装置应具备防止倒流作用。 制冷常用术语标准(三) 1.8 导热系数 (亦称热导率 ) 导热系数是表示一种材料传导热量能力的一个物理量。如两块同样厚的材料，一块是铜 块，一块是软木块，把它们放在比本身温度高的环境中，可立即感觉到铜块温度升高，而对 软木块则在短时间内感受不到。这说明两种材料对热量传导的能力不同，把这种材料对热量 的不同传导能力以数字表示就称为

12、导热系数，其数值等于：当材料层的厚度为l m，两边温 度差为 1 ，在 1 h 内通过l m2 表面积所传导的热量，以符号 l 表示，单位是kcalmh， 国家法定单位是WmK 或用JmhK 表示，它们之间的换算关系是：1W mK = 0.860 kcalmh。 不同材料有不同导热系数，它与材料的成份、密度、分子结构等因素有关。 同一种材料， 影响其导热系数的主要因素是密度和湿度。密度大则导热系数大，湿度大 则导热系数亦大。 1.9 放热系数 当冻结一种物质时，如在表面吹风则它的冻结速度比不吹风时快。表示这种不同物质之 间在不同状态下换热能力的物理量称为放热系数，其数值等于每小时、每平方米面积

13、上，当 流体和固体壁之间的温度差为l 时所传递的热量。以符号a 表示，其单位为kcal (m2h)，国际单位制是W(m2 k)或 J(m2h )、两者之间换算关系为：1W(m2K) 0.860kcal(m2h ) 1.10 传热系数 热量从高温侧流体透过平壁转移到低温侧流体。 这种热量传递的能力除与两侧温差、传热面积的大小有关外，还与平壁的导热系数，平 壁的厚度及壁面两侧的放热系数有关。 把所有因素列成一个方程式，即： QKFD t (kJ h) 式中： Q：传递的热量(kJh)；F：平壁的表面积(m2) ；D t ：温差D tt1-t2()；K： 传热系数kJ (m2h) K 为传热系数，它

14、数值上等于当两侧温差l时、 l h 通过l m2 传热面积，从一侧热流 体传到另一侧冷流体所传递的热量。单位是kJ (m2h)或 W(m2k) 。 1.11 比容和密度 单位容积的湿空气所具有的质量称为密度。用符号r 表示，即： 而单位质量的湿空气所占有的容积称为比容，用符号V 表示，即： 式中：m：湿空气的质量，单位为kg； v：湿空气占有的容积，单位为m3。 两者互为倒数，因此，只能视为一个状态参数。 1.12 湿度 湿度是表示湿空气中含有水蒸汽量多少的物理量，有三种表示方法。 a绝对湿度 l m3 湿空气中含水蒸汽的质量。符号为Z，单位为kgm3，即： 式中： mq：水蒸汽质量，单位为k

15、g； V：水蒸汽占有的容积，即湿空气的容积，单位为m3。 绝对湿度使用起来不方便。它不能直接反映出湿空气的干湿程度。 b. 含湿量 每公斤干空气所含有水蒸汽量称为含湿量，符号为d，单位为kg kg(干)，即： 式中： mq：湿空气中水蒸汽质量，单位为kg； mg：湿空气中干空气质量，单位为kg。 b相对湿度湿空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比，称为相对湿度。 用 符号 j 表示，即： 式中： Pq：水蒸汽分压力Pqb；同温度下饱和水蒸汽分压力从式中可知， j 值小，表示空气较干燥，反之，空气较潮湿。当j 0 时，为干空气；j 100时，为饱 和空气。从j 值大小可直接看出空气的干

16、湿程度。j 和 d 都是表示空气的湿度参数，含意 却不同， d 表示水蒸汽的含量多少，却不能表示空气接近饱和的程度；而j 能表示空气接近 饱和程度，却不能表示水蒸汽的含量多少。 1.13 露点温度 在一定大气压力下，含湿量不变时空气中的水蒸汽凝结为水(凝露 )的温度。在d 不变时， 空气温度下降，由未饱和状态变为饱和状态，此时空气的相对湿度j = 1O0 。在空调技术 中，把空气降温至露点温度，达到除湿干燥空气的目的。 1.14 焓 焓是湿空气的一个重要参数。是一个内能与压力位能之和的复合状态参数。 在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。湿空气的变

17、 化过程是定压过程，焓差等于热交换量，即： t D h=D Q=cmD t 式中：D h： 焓差kJkg(干) D Q ： 热交换量kJkg m： 湿空气的质量kg c：湿空气的定压比热kJ(kg)1.15 静压、动压、全压 在选择空调或风机时，常常会遇到静压、动压、全压这三个概念。根据流体力学知识，流体作用在单位面积 上所垂直力称为压力。当空气沿风管内壁流动时，其压力可分为静压、动压和全压，单位是mmHg或kgm2 或 Pa，我国的法定单位是Pa。 a. 静压 (Pi) 由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压。计算时，以绝对真空为计算零点的静压称为 绝对静压。 以大气压力为零

18、点的静压称为相对静压。空调中的空气静压均指相对静压。静压高于大气压时为正值， 低于大气压时为负值。 b. 动压 (Pb) 指空气流动时产生的压力，只要风管内空气流动就具有一定的动压，其值永远是正的。 c. 全压 (Pq) 全压是静压和动压的代数和：PqPi 十 Pb 全压代表l m3 气体所具有的总能量。若以大气压为 计算的起点，它可以是正值，亦可以是负值。 制冷常用术语标准(二) 1.4 显热 对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量加进去后，物质的温度就升高，加进热量的多 少在温度上能显示出来，即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。如对液态的水加热，只要它还 保持

19、液态，它的温度就升高；因此，显热只影响温度的变化面不引起物质的形态的变化。例如机房中、其计算机 或程控交换机的发热量很大，它属于显热。 1.5 潜热 对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的加入，但水的温度不升高，一直停留在沸 点，加进的热量仅使水变成水蒸气，即由液态变为气态。这种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变 )的热 量称为潜热。 如计算机房中、工作人员人体发热以及换气带进来的空气含湿量，这些热量称为潜热。(全热等于显 热与潜热之和。) 1.6 压力 气体由分子组成，亿万分子在无规则的运动中，频繁撞击容器内壁，在内壁单位表面积上垂直产生的力称为 压力。在工程中测量

20、气体压力的常用单位是：千克厘米2、或为 mmHg( 毫米汞柱 )，我国的法定单位是Pa(帕斯 卡)。 a. 大气压力包围地球的空气层对单位地球表面积形成的压力称为大气压力。通常用B 表示。单位用帕Pa 或千帕kPa 表示。 大气压力随各地海拔高度不同而存差异。还因季节、气候的变化稍有高低。由于大气压力不同，空气的物理 性质和反映空气物理性质的状态参数均要发生变化。所以， 在空气调节的设计和运行中，要考虑当地气压的大小， 否则会造成一定的误差。 压力分三种：用仪表测定的压力(称工作压力，即表压力)、当地大气压和绝对压力。其相互关系： 绝对压力当地大气压十工作压力 只有绝对压力才是湿空气的状态参数

21、。 b水蒸汽分压力与饱和水蒸汽分压力 在湿空气中，水蒸汽单独占有湿空气的容积，并且有与湿空气相同温度时所产生的压力，称为水蒸汽分压力， 用 Pq 表示。 湿空气是干空气和水蒸汽组成的混合气体，因此湿空气的总压力应由干空气分压力Pg；与水蒸汽的分压力 Pq迭加而成。 即 PPg十 Pq 或 BPg 十 Pq 在空调工程中所考虑的湿空气就是大气，所以湿空气的总压力P 就是当地大气压力B。 在一定温度下，空气越潮湿，其水蒸汽含量就越多，水蒸汽分压力就越大。当水蒸汽含量超过某一限量时， 多余的水蒸汽就会凝成水析出。这说明，此时，湿空气中的水蒸汽含量达到最大限度、该湿空气处于饱和状态， 称饱和空气； 此

22、时相应的水蒸汽分压力称为饱和水蒸汽分压力。该压力仅取决于温度，温度越高， 其压力值越大。 于此同时，压力和沸点的关系也很大，降低压力能使液体的沸点降低，增加压力则使沸点升高。因此每一个 作用于液体的压力就有一个对应的沸点。例如1.0133 l05Pa 下。水在100时沸腾；若压力升高到2.41 105Pa， 水的沸点为138；若压力降低到0.43 105Pa，水的沸点为845。在制冷系统中，用控制蒸发压力来达到控 制蒸发温度的目的。 1.7 蒸发与沸腾 蒸发是指在液体自由表面进行气化的过程。例如，水的蒸发。衣服的凉干过程。蒸发是由于液体表面上具有 较高能量的分子克服液体分子的引力、穿出液面到达

23、空间而形成的。在相同环境下、 液体温度越高，则蒸发越快。 制冷工程中，许多问题都涉及到蒸发过程，例如冷却塔及空调中的加湿与干燥过程等。红外加湿器的加湿属表面 蒸发过程。 沸腾是指液体内部产生气泡形式的剧烈气化过程。例如，水的烧开过程。在一定压力下，液体加热到一定的 温度才开始沸腾。在整个沸腾过程中，液体吸收的热量全部用于自身的容积膨胀与相变，故气液温度保持不变。 如电极加湿器属于沸腾过程。 制冷常用术语标准(一) 制冷是指用机械方法，从一个有限的空间内取出热量，使该处的温度降低到所要求的程度。这个过程是*热传递 来完成的。有关制冷的一些常用名词术语简单介绍如下： 1.1 温度 温度被用来表示物

24、质冷与热的程度，温度的高低的程度可用温度计来度量，如玻璃温度计，管内的液体受热 后膨胀，液面升高，冷却收缩后，液面降低，液面的高低表示温度的高低程度。下面简要介绍表示温度值的几种 标准。 a摄氏温标在标准大气压下，把水的冰点作为0 度，沸点作为100 度，在 0 度与 100 度之间均衡的刻成100 格，每格为l 度，以符号表示。 b华氏温标在标准大气压下，把水的冰点定为32 度，而沸点定为212 度、二者之间均衡的刻成180 格，每 格为 l 度，以符号oF 表示。 c开氏温标 (又称绝对温标) 它以摄氏温标为基础、把水的冰点定为273.16 度，水的沸点定为37316 度， 理论上把物质中分子全部停止运动之点作为0 度，以符号K 表示。 常用温标是摄氏、华氏、开氏。它们之间的换算公式如下：