空调水系统的设计原则

1、空调水系统的设计原则
　　空调水系统设计应坚持的设计原则是：
　　l　　★力求水力平衡；
　　l　　★防止大流量小温差；
　　l　　★水输送系数要符合规范要求；
　　l　　★变流量系统宜采用变频调节；
　　l　　★要处理好水系统的膨胀与排气；
　　l　　★要解决好水处理与水过滤；
　　l　　要注意管网的保冷与保暖效果。
　　⑴、水系统设计应力求各环路的水力平衡
　　l　 a、技术要求
　　l　空调供冷、供暖水系统的设计，应符合各个环路之间的水力平衡要求。对压差相差悬殊的高阻力环路，应设置二次循环泵。各环路应设置平衡阀或分流三通等平衡装置。如管道竖井面积允许时，应尽量采用管道竖向同程式。
　　（2）防止大流量小温差
　　l　　a、造成大流量小温差的原因
　　l　　★设计水流量一般是根据最大的设计冷负荷（或热负荷）再按5℃（或10℃）供回水温差确定的，而实际上出现最大设计冷负荷（或热负荷）的时间，即按满负荷运行的时间仅很短的时间，绝大部分时间是在部分负荷下运行。
　　l　　★水泵扬程一般是根据最远环路　、最大阻力，再乘以一定的安全系数后确定的，然后结合上述的设计流量，查找与其一致的水泵铭牌参数而确定水泵型号，而不是根据水泵特性曲线确定水泵型号。因此，在实际水泵运行中，水泵实际工作点是在铭牌工作点的右下侧，故实际水流量要比设计水流量大20%－50%。
　　l★在较大的水系统设计中，设计计算时常常没有对每个环路进行水力平衡校核，对于压差相差悬殊的环路，多数也不设置平衡阀等平衡装置，施工安装完毕之后又不进行任何调试，环路之间的阻力不平衡所引起的水力工况、热力工况失调象现只好*大流量来掩盖。
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　　la、避免大流量小温差的方法
　　l★考虑到设计时难以做到各环路之间的严格水力平衡，以及施工安装过程中存在的种种不确定因素，在各环路中应设置平衡阀等平衡装置，以确保在实际运行中，各环路之间达到较好的水力平衡。
　　l当遇到某个或几个支环路比其它环路压差相差悬殊（如阻力差100kPa以上），就应在这些环路增设二次循环泵。
　　⑶、水系统的膨胀、补水、排水与排气
　　l　 a、水系统的膨胀
　　封闭空调冷冻水系统，应在高于回水管路最高点1－2m处设膨胀水箱。膨胀水箱一般可选标准水箱（T905（一），其容积范围为0．2－4．0m3．膨胀水箱设有膨胀管、补水管、溢水管和泄水管，并应设有水位控制仪表或浮球阀。
　　la、水系统的补水与排水
　　l　水系统的注水与补水均应通过膨胀水箱来实现。因此，应将膨胀管单独与制冷站中的回水总管（或集水器）相接，这样在系统安装调试时的新注水或在平时运转中的补充水，均可通过膨胀水箱注水。使整个水系统的注水从位置较低的回水总管（或集水器）由低向高进行，从而将管路系统中的空气由下往上通过排气阀和膨胀水箱排除。许多工程安装为图省工省料，将膨胀水箱的膨胀管就近与较高处的回水管相接，致使系统中的空气难以排除而招致供水压力长时间不稳定。
　　l水系统的排水阀应设在系统的最低点（集水器或制冷机水管路最低点），以便检修时能将管路系统中的水全部排除。
　　la、水系统的排气
　　l安装在每层建筑物的风机盘管、新风机组回水管路末端最高点，均应装设自动排气阀。如支环路较长而使管路转弯较多时，或某些水管为躲避消防管、新风管和装设在吊顶内的较大断面电缆等而有上下转弯时，均应在转弯的最高点设置自动排气阀。旅馆水系统常见弊并之一就是水中带气，而气又难以排除，究其原因就是自动排气阀设置过少或设置不当所造成。
　　⑷、水系统的水处理与水过滤
　　l　民用建筑空调水系统的水质处理，尚未引起一些设计人员的重视。长时间循环使用的冷冻水和冷却水往往由于重碳酸盐、细菌和藻类杂物等因素，使冷水机组中的蒸发器和冷凝器等热交换设备结垢或腐蚀，从而增大设备热阻、降低制冷量和机组寿命。
　　水处理：效果较好的有药物水处理法和电子水处理法。药物水处理多用于冷却水系统的水质处理，有通用型、缓蚀型和阻垢型。而电子水处理不但适用于冷却水系统，而且也可用于冷冻水（冷媒水）系统的水质处理，不同规格的电子水处理仪可安装在管径为DN12－DN300的管路上，水处理效果非常明显，目前在一些工程上已广泛应用。
　　水过滤：在水系统中设置水过滤器滤除循环水中的粉尘纤维、砂石砖块、植物性啐屑等极为重要。常用的过滤装置有金属网、尼龙网状过滤器，Y型管道式过滤器等。在水系统运转期间过滤器要定期清结，以保证水路畅通无阻。
　　⑸、管网的保冷与保温
　　l制冷空调管网往往由于保冷（保温）材质和厚度设计或施工不当，而造成冷（热）量损失，并在夏季可能产生大量冷凝水而影响环境。
　　lA、空调供冷水管的经济保冷厚度
　　l 冷水管道的经济保冷厚度按国标GB50189－93的规定，不应小于下表所列数据。
　　保温层厚度选用参考表
　　冷水管（或热水管）的公称直径
　　Dg[mm] ≤32 40～55 80～150 200～300 >300
　　保温层厚度
　　聚苯乙烯（自熄型） 40～45 45～50 55～60 60～65 70
　　玻璃棉 35 40 45 50 50
　　2、水系统热稳定性问题（待完善）
　　3、冷凝水系统设计（待完善）
　　4、水泵的选择
　　l 选择水泵所依据的流量L和压头（或扬程）P如下确定：
　　l 式中　—设计的最大流量，[m3/h]
　　l　 1．1或1．2—附加系数，当水泵单台工作时取1．1；两台并联工作时取1．2。
　　l　式中　—管网最不利环路总阻力计算值，[kPa]；
　　l　 1． 1～1．2—附加系数。
　　l一般对于供暖：管路阻力为80～200Pa/m，总管路阻力为60kPa，考虑到末端装置、阀门、除污器、换热器等局部阻力，其总阻力约为190～30kPa。
　　l一般对于空调：对最远环路全长及为60～200m，一般按200～500Pa/m的比摩阻确定管径，总阻力约为100～350kPa
　　六、噪声控制的措施
　　1、空调系统噪声降低应采取以下几种措施
　　l　（1）主要考虑降低产生噪声的声源，选用空调设备时应选用振动小，噪声低的产品，如低噪声压缩机、电机、风机、水泵、空调机、风机盘管等。
　　l　　当空调系统中的风量一定时，选用风机压头安全系数不宜过大，必要时选用送风机和回风机共同负担系统的总阻力。
　　l　　（2）在设计空调风道系统时风道应尽量减少阻力，管道的局部阻力不可过大，尽量减少变阻管、弯头、三道、风阀等的个数。每个送风系统的总风量和阻力不宜过大，必要时把大风量系统分成几个小风量系统。
　　l（3）尽量减小送风温差以减少送风量，风量减少了，风机也可能相应减小号数，噪声降低。
　　l（4）风道内风速应尽量在合理的范围内减少，风速降低，噪声会减弱。
　　l（5）在制冷空调设备上加设防振措施，以减小噪声。
　　l（6）在风管内或弯头处加设消声设施，如消声器、消声弯头等。
　　l（7）在机房或空调机内增加消声材料、吸收噪声。
　　l 8）根据风道内的风量以及流速来确定消声器的有效流通截面积。（通过室内消声器的风速不宜大于5m/s，通过消声弯头的风速不宜大于8m/s，通过其他类型的消声器风速不宜大于10m/s）。