第九章空调水系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,9,章 空调水系统,空调水系统的作用，就是以水作为介质在空调建筑物之间和建筑物内部传递冷量或热量。正确合理地设计空调水系统是整个空调系统正常运行的重要保证，同时也能有效地节省电能消耗。,就空调工程的整体而言，空调水系统包括冷热水系统、冷却水系统和冷凝水系统。,空调水系统分类,冷却水系统,直流式,循环式,混合式,冷冻水系统,开式与闭式,同程式与异程式,一次泵系统与二次泵系统,定流量与变流量,直连与间连,开式循环系统,开式循环系统的特点是：,水泵扬程高（除克服环路阻力外，还要提供几何提升高度和末端资用压头）输送耗电量大；,循环水易受污染，水中总含氧量高，管路和设备易受腐蚀；,管路容易引起水锤现象；,该系统与蓄冷水池连接比较简单（当然蓄冷水池本身存在无效耗冷量）。,闭式循环系统,闭式循环系统的特点是：,水泵扬程低，仅需克服环路阻力，与建筑物总高度无关，故输送耗电量小；,循环水不易受污染，管路腐蚀程度轻；,不用设回水池，制冷机房占地面积减小，但需设膨胀水箱；,系统本身几乎不具备蓄冷能力，若与蓄冷水池连接，则系统比较复杂。,开式循环系统 闭式循环系统,两管制水系统,采暖通风与空气调节设计规范,（,GB 50019-2003,）指出：“全年运行的空气调节系统，仅要求按季节进行供冷与供热转换时，应采用两管制水系统”。,四管制水系统,四管制系统的优点是：,各末端设备可随时自由选择供热或供冷的运行模式，相互没有干扰，所服务的空调区域均能独立控制温度等参数；,节省能量，系统中所有能耗均可按末端的要求提供，不像三管制系统那样存在冷、热抵的问题。,四管制系统的缺点是：,投资较大，运行管理相对复杂,由于管路较多，系统设计变得较为复杂，管道占用空间较大。由于这些缺点，使该系统的使用受到一些限制。,四管制水系统,公共建筑节能设计标准,（,GB 501892005,）规定：全年运行过程中，供冷和供热工况频繁交替转换或需同时使用的空气调节系统，宜采用四管制水系统。,分区两管制水系统,公共建筑节能设计标准,（,GB 501892005,）规定：,当建筑物内有,些空气调节区,需全年供冷水，,有些空气调节,区则冷、热水,定期交替供应,时，宜采用分,区两管制水系统。,同程式与异程式系统,同程式系统,水流通过各末端设备时的路程都相同（或基本相等）的相同称为同程式相同。同程式相同各末端环路的水流阻力较为接近，有利于水力平衡，因此相同的水力稳定性好，流量分配均匀。但这种相同管路布置较为复杂，管路长，初投资相对较大。,同程式系统,垂直（竖向）同程,的管路布置,同程式系统,水平同程的管路布置,同程式系统,垂直同程和水平同程的管路布置,异程式系统,异程式相同中，水流经每个末端设备的路程是不相同的。采用这种相同的主要优点是管路配置简单，管路长度短，初投资低。由于各环路的管路总长度不相等，故各环路的阻力不平衡，从而导致了流量分配不均匀的可能性。在支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，可使流量分配不均匀的程度得以改善。,异程式系统,定流量与变流量系统,定流量系统,所谓定流量水系统是指系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。,变流量系统,所谓变流量系统是指系统中供、回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。,采暖通风与空气调节设计规范,（,GB 50019-2003,）指出，“设置,2,台或,2,台以上冷水机组和循环泵的空气调节水系统，应能适应负荷变化改变系统流量”。也就是说，负荷侧环路应按照变流量运行，为此，该系统必须设置相应的自控设施。,负荷侧空调末端设备的能量调节方法,一次泵系统与二次泵系统,在冷源侧和负荷侧合用一组循环泵的称为一次泵或称单式泵）系统；在冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的称为二次泵（或称复式泵）系统。,一次泵系统,一次泵定流量系统 一次泵变流量系统,一次泵系统,冷水机组与循环水泵一一对应布置，并将冷水机组设在循环泵的压出口，使得冷水机组和水泵的工作较为稳定。只要建筑高度不太高（,100m,），系统静压大，则将循环泵设在冷水机组蒸发器出口，以降低蒸发器的工作压力。,当空调负荷减小到相当的程度，通过旁通管路的水量基本达到一台循环泵的流量时，就可停止一台冷水机组的工作，从而达到节能的目的。旁通管上电动两通阀的最大设计水流量应是一台循环泵的流量，旁通管的管径按一台冷水机组的冷水量确定。,一次泵系统,压差旁通控制法 恒定用户处两通阀前后压差的旁通控制法,一次泵系统,一次泵变流量系统的特点是简单、自控装置少、初投资较低、管理方便，因而目前广泛应用。但是它不能调节泵的流量，难以节省系统输送能耗。特别是当各供水分区彼此间的压力损失相差较为悬殊时，这种系统就无法适应。因此，对于系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大的中小型工程，宜采用一次泵系统。,二次泵变流量系统,二次泵变流量系统,该系统用旁通管,AB,将冷水系统划分为冷水制备和冷水输送两个部分，形成一次环路和二次环路。一次环路由冷水机组、一次泵，供回水管路和旁通管组成，负责冷水制备，按定流量运行。二次环路由二次泵、空调末端设备、供回水管路和旁通管组成，负责冷水输送，按变流量运行。设置旁通管的作用是使一次环路保持定流量运行。旁通管上应设流量开关和流量计，前者用来检查,水流方向,和控制冷水机组、一次泵的启停；后者用来检测管内的流量。旁通管将一次环路与二次环路两者连接在一起。,二次泵变流量系统的控制方法,二次泵采用压差控制、一次泵采用流量盈亏控制,二次泵变流量系统的控制方法,二次泵采用流量控制、一次泵采用负荷控制,水系统的分区与定压,水系统分区原则,按承压能力分区,按负荷特性分区,节能与调节,按承压能力分区,建筑总高度,H,100m,即系统静压大于,1.0MPa,时，冷水系统应竖向分区。对于,100m,以上的超高层建筑，制冷机也可以集中设置不分区，在制冷机承压范围内可直接供冷，超过制冷机承压允许范围部分的高区采用板式换热器，利用换热后的二次水降温。高区冷热源设备布置在中间设备层或顶层时，应妥善处理设备噪声及振动的问题。,冷水机组的可能布置方式,空调水系统的定压,高位开式膨胀水箱,容积计算,附件：膨胀管、信号管、溢水管、排水管、循环管、补水管等,定压气罐,原理,功能：自动补水、自动排气、自动泄水、自动过压保护,补给水泵定压,高位开式膨胀水箱定压,空调水系统的定压点（即膨胀水箱的膨胀管与系统的连接点），宜设在循环水泵吸入口前的回水管路上，这是因为该点是压力最低的地方，使得系统运行时各点的压力均高于静止时的压力。在空调工程设计中，常将膨胀管接到集水器上，因为集水器就处在循环泵的吸入侧，便于管理。膨胀水箱通常设置在系统的最高处，其安装高度应比系统的最高点至少高出,0.5m,（,5kPa,）为宜。,高位开式膨胀水箱定压,气压罐定压,气压灌定压俗称低位闭式膨胀水箱定压。气压灌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、自动泄水和自动过压保护等功能。与高位开式膨胀实现相比，它要消耗一定的电能。,工程上用来定压的气压灌是隔膜式的，灌内空气和水完全分开，对冷水的水质有保证。气压灌的布置比较灵活方便，不受位置高度的限制，可安装在制冷机房、热交换站和水泵房内，也不存在防冻的问题。,气压罐定压,补给水泵定压,补给水泵定压适用于大中型空调冷热水系统。氮气加压落地膨胀水箱的容积一般为系统每小时泄漏量的,1,2,倍。补水定压点安全阀的开启压力宜为连接点的工作压力加上,50kPa,的富裕量。,空调冷热水系统的设计,方案选择,水泵配置,管道保温,注意事项,水系统附件,2009-3-29,39,2009-3-29,40,水系统附件,2009-3-29,41,管道配件,2009-3-29,42,2009-3-29,43,流体输送设备,20093-29,44,压力表,2009-3-29,45,2009-3-29,46,2009-3-29,47,2009-3-29,48,2009-3-29,49,2009-3-29,50,2009-3-29,51,2009-3-29,52,自动排气阀,空调冷却水系统,冷却水系统的型式,下水箱（池）式冷却水系统,上水箱式冷却水系统,冷水机组的冷却水系统示例,冷却水系统通常由,冷却塔,、,冷却水泵,和,管路,组成,冷却塔(1),冷却塔通过热水在塔内,喷淋,，与周围空气进行,热交换,（包括显热交换和水蒸发引进的潜热交换），使水的温度降低。,一般设置在,屋顶,上，占地面积约为总建筑面积的,0.51.0%,基础载荷是：,横式,冷却塔为1,t/m,2,；,立式,冷却塔为23,t/m,2,注意飞溅,水滴,冷却塔(2),噪声干扰,对本栋建筑：放置在裙房上的问题最大,措施：建筑隔声，冷却塔风机变频运行、下置风机,对环境：选择合适的位置，特殊要求时选用静音型,通风效果与美观,必须保证冷却塔的通风；与美观冲突时可采取装饰措施，遮挡视线，保证通风,冷却塔示例（1）,冷却塔示例（2）,冷却塔示例（3）,冷却塔示例（4）,冷却塔示例（5）,冷却塔示例（6）,冷却塔安装位置示例（1）,冷却塔,冷却塔,冷却塔安装位置示例,冷却塔,冷却水系统设计中的几个问题,1.,冷却水泵的选择,2.,冷却水箱,3.,冷却水补充水量,4冷却水的水质要求,空调水系统的水力计算,空调冷凝水系统,1.,水封的设置,2.,泄水支管,3.,冷凝水管材,4.,冷凝水水管管径,5.,冷凝水的排放,6.,冷凝水排水系统常遇到的问题及解决办法,上海广播电视大厦空调水系统图,上海广播电视大厦空调水系统简介,冷源为,2,台,离心式,冷水机组，,1,台,活塞式,冷水机组；冬季热源由原有锅炉房供应的,蒸汽,，经汽水,换热器,换热后得到,60,温水供冬季采暖用。,水系统为,冷,/,热两管制,，,直连,系统，,一次泵,系统；供回水管分二路，一路供主楼，一路供裙房,冷冻机房、水泵房等均放在,地下层,，冷却塔放置于,裙楼屋顶,，共,4,台（,3,用,1,备）,上海港务大厦,上海港务大厦空调水系统图,上海港务大厦空调水系统简介,根据当时浦东新区政府有关部门规定，“陆家嘴地区允许设置燃油、燃气、燃煤锅炉房和裙房屋顶不允许设置空调设备”，冷热源采用,12,台,风冷热泵机组,，放置于地面上，,夏季制冷水,，,冬季制热水,；,设置,8,台水泵（,6,用,2,备），每台水泵负责,2,台风冷热泵机组,直连,系统，,一次泵,系统；系统分为四支：裙楼,A,、,裙楼B、主楼北区、主楼南区,上海海贸中心大厦,上海海贸中心大厦空调水系统图,上海海贸中心大厦空调水系统简介,选用,2,台,离心冷水机组,和,9,台,风冷热泵,机组，风冷热泵冬天产生热水供热，夏天离心机组与风冷热泵机组一起供冷；,离心机组,3,台（,2,用,1,备）,一次泵,，风冷热泵机组每台设置,1,台,一次泵,；设置,5,台,二次泵,（,4,用,1,备）；,直连,系统，,二次泵,系统；系统分为四支立管：,B2,、,B1和16F、78F、925F,上海新金桥大厦,上海新金桥大厦空调水系统图,上海新金桥大厦空调水系统简介,选用,离心式冷水机组,2,台作冷源，采用,城市热力网,作热源（热网入口为,0.8MPa,蒸汽，采用汽水换热器换出,60,热水）,采用,冷,/,热两管制,，,一次泵,系统，,低区,（,22F,以下）为,直连,系统，,高区,（22F39F）为,间连,系统,系统为一根主立管，,冷热站在地下层,，,冷却塔,放置在发电机房,屋顶,