水机机组选型.docx

1、水泵扬程简易估算法
　　暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）：
Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)
　　△P1为冷水机组蒸发器的水压降。
　　△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。
　　L为该最不利环路的管长
　　K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～　0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6
2、冷冻水泵扬程实用估算方法
这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是最常用的系统。
　　1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。
　　2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。
　　3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。
4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。
1.冷水机组阻力：取80 kPa（8m水柱）
2.管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200 Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000 Pa=60 kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60 kPa*0.5=30 kPa；系统管路的总阻力为50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa（14m水柱）；
　　3.空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45 kPa（4.5水柱）；
　　4.二通调节阀的阻力：取40 kPa（0.4水柱）。
　　5.于是，水系统的各部分阻力之和为：80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa（30.5m水柱）
　　6.水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。
3、水泵扬程设计
（1）冷、热水管路系统
　　开式水系统 Hp=hf+hd+hm+hs    （10-12）
　　闭式水系统 Hp=hf+hd+hm       （10-13）
　　式中 hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；
    　　 hm——设备阻力损失，Pa；
    　　 hs——开式水系统的静水压力，Pa。
　　hd/ hf值，小型住宅建筑在1~1.5之间；大型高层建筑在0.5~1之间；远距离输送管道（集中供冷）在0.2~0.6之间。设备阻力损失见表10-5。
六、冷却水系统的设计
目前最常用的冷却水系统设计方式是冷却塔设在建筑物的屋顶上，空调冷冻站设在建筑物的底层或地 下室。水从冷却塔的集水槽出来后，直接进入冷水机组而不设水箱。当空调冷却水系统仅在夏季使用时， 该系统是合理的，它运行管理方便，可以减小循环水泵的扬程，节省运行费用。为了使系统安全可靠的运 行，实际设计时应注意以下几点：
1． 冷却塔上的自动补水管应稍大一点，有的按补水能力大于2倍的正常补水量设计；
2． 在冷却水循环泵的吸入口段再设一个补水管，这样可缩短补水时间，有利于系统中空气的排出；
3． 冷却塔选用蓄水型冷却塔或订货时要求适当加大冷却塔的集水槽的贮水能力；
4． 应设置循环泵的旁通止逆阀，以避免停泵时出现从冷却塔内大量溢水问题，并在突然停电时，防 止系统发生水击现象；
5． 设计时要注意各冷却塔之间管道阻力平衡问题；按管时，注意各塔至总干管上的水力平衡；供水 支管上应加电动阀，以便在停某台冷却塔时用来关闭；
6． 并联冷却塔集水槽之间设置平衡管。管径一般取与进水干管相同的管径，以防冷却塔集水槽内水
位高低不同。避免出现有的冷却塔溢水，还有冷却塔在补水的现象。
1、冷却水系统的补水量
现在的资料给出的冷却水系统的补水量数据判别较大，见下表：
补 水 量
电动制冷时补水量为循环量的 1.53%，吸收式制冷时为循环水量的 2.08%；粗略估算取 2%~3%
取循环水量的 1%~1.5%
取循环水量的 1%~3
吸收制冷时取循环水量的 2%~3%
取循环水量的 0.3~1%
平均补水量为循环水量的 2.5%，当机组运行时间长且运行时需换水 1~2次时，补水量可达 3%~5%
电动冷水机组，补水量约为循环量的 1.4%~1. .6%；吸收式冷水机组时，补水量为循环水量的 2%~3%
电动制冷取循环水量的 1.2%~1.6%；吸收式制冷为 1.4%~1.8%
经对表中资料的分析，从理论上说，如把水冷却5 _C，蒸发的水量不到被冷却水量的1%。但是，实
际上还应考虑排污量和由于空气夹水滴的飘溢损失；同时，还应综合考虑各种因素（如冷却塔的结构、冷 却水水泵的扬程、空调系统的大部分时间里是在部分负荷下运行等）的影响。我们建议：电动制冷时，冷
却塔的补水量取为冷却水流量的1%~2%；溴化锂吸收式冷水机组的补水量取为冷却水流量的2%~2.5%。
2、冷却水循环系统设计中应注意的几个问题：
1．电动冷水机组的冷凝器进、出水温差一般为5 _C，双效溴化锂吸收式冷水机组冷却水进、出口温 差一般为6~6.5 _C，因此，在选用冷却塔时，电动冷水机组宜选普通型冷却塔（Δt=5 _C）；而双效溴化 锂吸收式冷水机组宜选中温型冷却塔（Δt=8 _C）；
2．选用冷却塔时应遵循《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ87-85）的规定，其噪声不得超过下表所
列的噪声限制值》： 厂界噪声限制值/dB(A)
厂界毗邻区域的环境类别
昼间
夜间
备注
特殊住宅区
居民、文教区
一类混合区
商业中心、二类混合区
工业集中区
交通干线道路两侧
45
50
50
60
65
70
35
40
45
50
55
55
高级宾馆和疗养院
学校与居民区
工商业与居民混合区
商业繁华区与居民混合区
工厂林立区域
每小时车流100辆以上
七、冷凝水管道设计
通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径；

Q≤7kW
DN＝20mm

Q＝7.1～17.6kW
DN＝25mm

Q＝101～176kW
DN＝40mm

Q＝177～598kW
DN＝50mm

Q＝599～1055kW
DN＝80mm

Q＝1056～1512kW
DN＝100mm

Q＝1513～12462kW
DN＝125mm

Q>12462kW
DN＝150mm
 注：  （1）DN＝15mm的管道，不推荐使用。
   （2）立管的公称直径，就与水平干管的直径相同。
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。排放冷凝水管道的设计，应注意以下事项：
· 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（相当于水柱温度）大50％左右。水封的出口，应与大气相通。
· 为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行防结露验算。
注：（1）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。
（2）采用镀锌钢管时，一般应进行结露验算，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。
· 冷凝水管的公称直径DN（mm），应根据通过冷凝水的流量计算确定。
一般情况下，每1kW冷负荷每1h约产生0.4kg左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1kW冷负荷每1h约产生0.8kg冷凝水。
九、膨胀水箱的容积计算
膨胀水箱型式的分类：分开式和闭式
开式有：密闭板式；隔膜式；球胆式；水泵定压补水一体式
从箱内压力变化考虑：膨胀水箱又可分为定压式和变压式两种。
闭式膨胀水箱容积计算：
=
—膨胀水箱容积；
—系统水容积，（参见下图1）
—低温时水的比容，/Kg;
—高温时水的比容，/Kg
α—线性膨胀系数；钢为11.7×铜为17.1×
△ T—水系统中最大温差：℃（一般为5）
—低温时水压力，Kpa
—高温时水压力，Kpa
；的确定：
=箱体静压头+系统顶部的最小压力值
=运行时最高压力
开式膨胀水箱容积计算方法：
=α△t
---膨胀水箱有效容积，
α---水的体积膨胀系数，α=0.0006,1/℃
△t---系统内最大水温变化值，℃
---系统内的水容量， ，即系统中管道和设备内总容水量（参看图一）
图一： 水系统中总容量（L/ 空调面积）
系统形式
全空气系统
空气-水系统
供冷时
0.40~0.55
0.70~1.30
供热时
1．25~2.00
1.20~1.90
小心单位变换应把L换成
冷冻水系统的补水量（膨胀水箱）
水箱容积计算: Vp=a△tVs m3
Vp—膨胀水箱有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积）m3
a —水的体积膨胀系数，a=0.0006 L/℃
△t—最大的水温变化值 ℃
Vs—系统内的水容量 m3，即系统中管道和设备内总容水量
水系统中总容水量（L/m2建筑面积）
系统型式
全空气系统
空气-水空调系统
供冷时
0.40~0.55
0.70~1.30
供暖时
1.25~2.00
1.20~1.90
供暖系统： 当95-70°C供暖系统   V=0.031Vc
当110-70°C供暖系统   V=0.038Vc
当130-70°C供暖系统   V=0。043Vc
式中V——膨胀水箱的有效容积（即相当于检查管到溢流管之间高度的容积），L；
    Vc——系统内的水容量，L。
《空气调节设计手册》P794：膨胀水箱的底部标高至少比系统管道的最高点高出1.5m，补给水量通常按系统水容积的0.5-1％考虑。膨胀箱的接口应尽可能靠近循环泵的进口，以免泵吸入口内液体汽化造成气蚀。
十三、阀门选用
暖通空调管道阀门选型原则
项目
序号
选型原则
阀
门
选
型
设
计
1
冷冻水机组、冷却水进出口设计蝶阀；
2
水泵前蝶阀、过滤器，水泵后止回阀、蝶阀；
3
集、分水器之间压差旁通阀；
4
集、分水器进、回水管蝶阀
5
水平干管蝶阀；
6
空气处理机组闸阀、过滤器、电动二通或三通阀
7
风机盘管闸阀（或加电动二通阀）
一般采用蝶阀时，口径小于150mm时采用手柄式蝶阀（D71X、D41X）；口径大于150mm时采用蜗轮传动式蝶阀（D371X、D341X）。
选用阀门的注意事项
1
减压阀，平衡阀等必须加旁通;
2
全开全闭最好用球阀、闸阀；
3
尽量少用截止阀；
4
阀门的阻力计算应当引起注意；
5
电动阀一定要选好的。
给水管道上使用的阀门，应根据使用要求按右列原则选型
1
需调节流量、水压时，宜采用调节阀、截止阀；
2
要求水流阻力小的部位（如水泵吸水管上），宜采用闸板阀；
3
安装空间小的场所，宜采用蝶阀、球阀；
4
水流需双向流动的管段上，不得使用截止阀；
5
口径较大的水泵，出水管上宜采用多功能阀
止回阀设置要求
止回阀设置要求
1
引入管上；
2
密闭的水加热器或用水设备的进水管上；
3
水泵出水管上；
4
进出水管合用一条管道的水箱、水塔、高地水池的出水管段上。
注：装有管道倒流防止器的管段，不需在装止回阀。
止回阀的阀型选择
应根据止回阀的安装部位、阀前水压、关闭后的密闭性能要求和关闭时引发的水锤大小等因素确定，应符合下列要求：
1
阀前水压小的部位，宜选用旋启式、球式和梭式止回阀。
2
关闭后密闭性能要求严密的部位，宜选用有关闭弹簧的止回阀。
3
要求削弱关闭水锤的部位，宜选用速闭消声止回阀或有阻尼装置的缓闭止回阀。
4
止回阀的阀掰或阀芯，应能在重力或弹簧力作用下自行关闭。
给水管道的下列部位应设置排气装置
1
间歇性使用的给水管网，其管网末端和最高点应设置自动排气阀。
2
给水管网有明显起伏积聚空气的管段，已在该段的峰点设自动排气阀或手动阀门排气
3
气压给水装置，当采用自动补气式气压水罐时，其配水管网的最高点应设自动排气阀。
三、辅助设备
1、冷却塔
　　　　冷却塔冷却水量可以按下式计算：
   （10-14）
　　式中Q——冷却塔排走热量，kW；压缩式制冷机，取制冷机负荷1.3倍左右；吸收式制冷机，去制冷机负荷的2.5左右；
　　c——水的比热，kJ/（kg· oC），常温时c=4.1868 kJ/（kg·oC）；
tw1-tw2——冷却塔的进出水温差，oC；压缩式制冷机，取4~5 oC；吸收式制冷机，去6~9 oC。
　　2）水泵扬程
　　冷却水泵所需扬程
Hp=hf+hd+hm+hs+ho
　式中hf，hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；
hf，hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；
　　　　hm——冷凝器阻力，mH2O；
　　　　hs——冷却塔中水的提升高度（从冷却盛水池到喷嘴的高差），mH2O；
　 ho——冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约等于5 mH2O。
2、水泵的选型:
冷负荷Q=1112 kw；空调系统水环路带走的热量在此基础上乘以1.3同时使用系数取0.7则水流量为G
G=（Q×A×1.3）÷（1.163×T）
A: 使用系数；G: 水流量；T: 空调水系统供回水温差
G=（1112×0.7×1.3）÷（1.163×10）=87 m一、钢板和铝板的厚度和重量ASHRAE
号
厚度mm
重量Kg/m²
镀锌钢板
铝板
镀锌钢板
铝板
28
26
24
22
20
18
16
14
12
11
10
0.5
0.6
0.7
0.9
1.1
1.3
1.7
2.1
2.6
3.1
3.6
0.5
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
2.0
--
--
--
--
4.02
4.83
5.63
7.24
8.85
10.46
13.68
16.90
20.92
24.94
28.97
1.36
1.64
2.18
2.73
3.83
4.91
5.46
--
--
--
--
二、角钢和角铝的规格和重量ASHRAE
角钢尺寸mm
镀锌角钢
重量Kg/m
高炭角钢
重量Kg/m
相当的角铝
尺寸mm
25x25x1.6
25x25x3
35x35x3
45x45x3
45x45x4
55x55x3
55x55x4
55x55x5
65x65x5
65x65x6
0.65
1.14
1.63
2.12
2.77
2.60
3.41
4.20
5.00
5.93
0.61
1.11
1.58
2.05
2.70
2.52
3.33
4.12
4.91
5.84
32x32x3
40x40x3
50x50x3
50x50x6
50x50x6
60x60x6
80x80x6
80x80x10
80x80x10

/h；即：泵的流量为87 m

/h。
1) 阻力计算
管径长约300，比摩阻选200Pa/m
则H1=300×200 Pa=6mH2O
局部阻力取0.5则H2=0.5×6=3mH2O
制动控制阀 H3=5mH2O
机组压降 H4=50Kpa=5mH2O
换热器压降 H5=4mH2O
总扬程 h=1.2H=(6+3+5+5+4)=28.8 mH2O
故选择循环泵 G=87 m

/h H=32 mH2O N=17.5Kw n=1450rpm
2) 定压泵的选择：
定压点为最高点加5m H2O
H=32+5=37m H2O
建筑物水容量取1.3L /建筑平米
Vc=11000×1.3=14300L=14.3 m3
小时流量取Vc之10%
则G=0.10×14.3=1.43m

/h
故定压泵取2 m

/h H=37m n=1450rpm
3、热泵中央空调系统水量计算
（1） 夏季中央空调系统水量的计算：
根据热力学定律，可以从以下公式中获得水源水量和冷冻水量。
Gr＝0．86（QL＋N）／△Ty
G2＝0．86QL/△TL
说明：Gr水源水量，m3/h； GL：冷冻水量，m3/h： QL：中央空调系统主机制冷量， kw：
N：中央空调主机电功率，kw； △Ty：水进出中央空调主机温差，℃；
△TL ：冷冻水进出中央空调主机温度℃。
（2） 冬季热泵中央空调系统水量的计算：
根据热力学定律，亦可得冬季时的水量和热水量，从以下公式中便可获得。
Gy＝0．86（Qr-N）／△Ty
Gr＝0．86Qr/△Tr
说明：Gy水源水量，m3/h； Gr：热水水量，m3/h： Qr：水源中央空调系统主机制热量，kw；
N：水源中央空调主机电功率，kw； △Ty：水源水进出中央空调主机温差， ℃；
△TL ：冷冻水进出中央空调主机温度，℃。
（3） 热水量计算
热水量计算有下述两种计算方法。
① 根据热水用水定额和用水计算单位
Qh=K*n*m*Qr/T
说明：Qh最大小时热水用量L/H
Qr热水用水定额L/H，
M用水计算单位数，人数或床数。
T一天内热水供应的时间，H；
Kh热水小时变化系数，全日供应热水。
4、冷冻水和冷却水流量估算
水量
冷冻水（或盐水）
冷却水
冷冻水
盐水
制冰
冷却水
自来水
海水
l/s
0.14-0.20
0.25-0.40
0.64-1.25
0.20-0.25
0.13
0.20
 5、设备水压力降 估算（日本）                  
设备
离心式冷水机组
吸收式冷水机组
冷却塔
热交换器
冷热水排管
风机排管
调节阀
蒸发器
冷凝器
蒸发器
冷凝器
压力降KPa
50-100
50-100
60-160
60-160
20-80
20-50
20-50
10-20
30-50
6、制冷机冷却水量估算表
活塞式制冷机(t/kw)
0.215
离心式制冷机(t/kw)
0.258
吸收式制冷机(t/kw)
0.3
螺杆式制冷机(t/kw)
0.193~0.322