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一、水系分类

空调水系统的分类方法很多。 根据管道的布置和工作原理，一般可分为以下主要类型：

(1)按原理可分为：封闭式和开放式；

(2)按管道中供回水的流量关系可分为：同程式和异程式；

(3)按给回水管路数量分为：双控、三控、四控；

(4)按给回水管布置方式分为：卧式和立式；

(5)按调节方式可分为：定水量和变水量。

1.封闭系统与开放系统

密闭系统：管道不与大气接触的系统，在系统的最高点安装膨胀水箱，并有排气、排水装置。

开放式系统：管道之间有储水箱（或水池）向大气排放，当水自行回流时，管道向大气排放的系统。

封闭系统示意图 开放系统示意图

封闭系统和开放系统的优缺点：

类型

优势

缺点

封闭系统

1、由于管道不与大气接触，管道和设备不易腐蚀。

2、无需克服静水压力，循环水泵压力低，水泵功率相对较小。

3、系统简单。

1、冷库容量小压力表球阀型号，负荷低时需要频繁启动冷柜。

2、膨胀水箱的补水有时需要加装加压水泵。

开放系统

冷水箱具有一定的蓄冷能力，可以减少冰箱的开启时间，增加能量调节能力，冷水温度的波动可以更小。

1、冷水与大气接触，循环水中含氧量高，应腐蚀管路。

2.需要增加额外的能量来克服静水压力。

3、运输能耗高。

2、同节目系统和不同节目系统

同一程序系统：通过各并联回路的管道长度基本相等，阻力相近； 如果通过每米管道的阻力损失几乎相等，则管网阻力可以保持平衡，无需调整。

不同的程序系统：通过各并联回路的管道长度不同，管道阻力不同； 需要在每个并联管网中增加相应的调节阀来调节水网的平衡。

同一程序系统和不同程序系统的优缺点：

类型

优势

缺点

同课程体系

在同一程序系统中，系统水力稳定性好，各设备水量分配均衡，调节方便。

由于在同一程序系统中使用回水管，管路长度增加，水阻增加，增加了水泵的能耗，增加了初投资。

工艺体系不同

不同程序系统简单，管材消耗少，施工难度小。

并联回路的长度和阻力不等，流量分布难以平衡。

3、双控系统、三控系统、四控系统

双管系统：冷水系统和热水系统使用同一根供水管和回水管，一供一回只有两根水管。

三管路系统：冷却管路、供热管路、换热设备管路设置三路水管； 冷热水回水管共用。

四管系统：冷热水系统分别设有供水管和回水管，满足高品质空调环境要求。

三种系统各自的优缺点：

类型

优势

缺点

双控制系统

双控系统管网系统简单，占地面积小，初投资低。

不能同时满足制冷和制热要求。

三控系统

三管路系统可同时满足制冷和制热要求，管路系统比四管路系统简单。

比二次控制复杂压力表球阀型号，投资较高，冷热回水混合流失。

四控制系统

四管制系统可同时满足制冷制热需求，配合终端设备实现对室内温湿度的精准控制要求。

管路系统复杂，初投资高，占用建筑空间大。

4、定水量系统和变水量系统

恒水量系统：恒水量系统的水量是恒定的，通过改变供回水温差来适应室内负荷的变化。 本系统各空调末端装置由位于空调室内的温控器控制的电动三通调节阀调节。

变水量系统：变水量系统通过改变空调负荷侧的水流量来适应房间负荷的变化。 本系统各空调末端装置采用电动双向调节阀段，由设在空调室内的温控器控制。

恒流和变流系统的优缺点：

类型

优势

缺点

恒流系统

系统简单易操作； 不需要复杂的控制系统。

管道设计时不能考虑同时使用系数； 传动能耗始终处于额定最大值，不利于节能。

可变流量系统

交通运输能耗随负荷的降低而降低； 可考虑同时使用系数以减小管道尺寸、泵容量和能量消耗。

系统相对复杂； 必须配置自动控制装置； 如果单泵控制不当，可能会发生蒸发器冻结事故。

5、一次泵系统和二次泵系统

一次泵系统：冷热源侧和负荷侧分别使用一套循环水泵。

二次泵系统：冷热源侧和负荷侧分为两个回路。 冷源侧装有恒流循环泵，即一次泵，负荷侧装有变流量循环泵，即二次泵。

一次泵系统和二次泵系统的优缺点：

类型

优势

缺点

主泵系统

系统简单，初期投资低； 运行安全可靠，无蒸发器结冰危险。

不能适应各区域压力损失差异很大的情况； 大部分运行时间，系统处于大流量、小温差状态，不利于节约泵的能耗。

二次泵系统

能适应各地压力损失悬殊较大的情况，有把握降低水泵扬程； 流量可根据负荷侧需求进行调节； 由于通过蒸发器的流量不变，可防止蒸发器结冰事故，保证冷水机组出水温度的稳定； 可节省泵的部分能耗。

装机总功率大于单泵系统； 自制控制复杂，初期投资高； 容易造成控制不平衡的问题； 大部分运行时间，系统处于大流量、小温差状态，不利于节约泵的能耗。

一般来说，一般建筑一般舒适型中央空调冷（热）水系统宜采用一次水泵、变水量调节、双重控制的闭式系统，同程序或异区同程序。尽可能多。

二、阀门的分类与选用

一、按用途和功能分类

(1)截止阀主要用于切断或接通介质流。 包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、蝶阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。

(2)调节阀主要用于调节介质的流量和压力。 包括调节阀、节流阀、减压阀等。

(3)止回阀用于防止介质倒流。 包括各种结构的止回阀。

⑷ 分流阀用于分离、分配或混合介质。 包括各种结构的分配阀和蒸汽疏水阀。

⑷安全阀用于介质超压时的安全保护。 包括各类安全阀。

2、按主要参数分类

(1)按压力分类

⑴真空阀的工作压力低于标准大气压。

⑵低压阀公称压力PN小于1.6MPa的阀门。

(3)中压阀公称压力PN为2.5～6.4MPa的阀门。

(4)高压阀门是公称压力为PN10.0～80.0MPa的阀门。

⑷超高压阀门公称压力PN大于100MPa的阀门。

(2)按介质温度分类

(1)高温阀门t大于450C的阀门。

⑵ 中温阀门120℃小于t，阀门小于450℃。

(3) 常温阀门——40℃小于t且阀门小于120℃。

(4)低温阀门-100℃以下t小于-40℃的阀门。

⒂超低温阀门t小于-100℃阀门。

(3)按阀体材料分类

⑴非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。

⑵金属材料阀门：如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。

⑶金属阀体衬里阀门：如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门等。

3. 一般分类

这种分类方法按原理、功能和结构进行分类，是目前国际国内最常用的分类方法。 通用闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、污水阀门等

4、暖通管道阀门选用原则

项目

序列号

选用原则

阀门

门

选择

类型

设置

数数

1个

冷冻水机组、冷却水进出水口设计蝶阀；

2个

水泵前蝶阀和过滤器，水泵后止回阀和蝶阀；

3个

集热器与油水分离器之间的压差旁通阀；

4个

集水器、配水器进、回水管路蝶阀；

5个

卧式干管蝶阀；

6个

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（或加装电动二通阀）

一般使用蝶阀时，直径小于150mm时使用手柄蝶阀（D71X、D41X）； 直径大于150mm时采用蜗轮传动蝶阀（D371X、D341X）。

选用阀门的注意事项

1个

减压阀、平衡阀等必须旁通；

2个

全开全关最好用球阀和闸阀；

3个

尽量减少截止阀的使用；

4个

应注意阀门的阻力计算；

5个

电动阀一定要选好。

供水管道上使用的阀门应按右表要求选用

1个

当需要调节流量和水压时，应使用调节阀和截止阀；

2个

要求水流阻力小的部位（如水泵吸水管上）宜采用闸阀；

3个

安装空间较小的地方宜采用蝶阀和球阀；

4个

水流需要双向流动的管段不允许设置截止阀；

5个

对于口径较大的泵，出水管上应加装多功能阀

止回阀设置要求

止回阀设置要求

1个

入管；

2个

封闭式热水器或水设备进水管；

3个

在水泵出水管上；

4个

水箱、水塔、高地水池出水管段进出水管共用一根管路。

注：装有管道防倒流器的管段可不装止回阀。

止回阀的阀型选择

应根据止回阀的安装位置、阀前水压、关闭后的密封性能要求、关闭引起的水锤大小等因素确定，并应满足下列要求:

1个

对于阀前水压较低的部位，宜采用旋启式止回阀、球式止回阀和梭式止回阀。

2个

对于关闭后要求密封严密的部位，宜选用带关闭弹簧的止回阀。

3个

当需要减弱和关闭水锤时，宜选用速闭消声止回阀或带阻尼装置的缓闭止回阀。

4个

止回阀的阀口或阀芯应能在重力或弹簧力的作用下自动关闭。

给水管道的以下部位应设置排气装置

1个

间歇使用的供水管网，应在管网的末端和最高点设置自动排气阀。

2个

对供水管网中起伏明显、积气的管段，已在该段高点设置自动排气阀或手动阀进行排气。

3个

对于气压供水装置，当采用自动供气式气压水箱时，其配水管网最高点应设置自动排气阀。

3、泵的选择

1、泵流量的计算

泵流量：

L(m3/h)=Q(Kw)×(1.15~1.2)/(Δt×1.163)

在公式

L——冷冻冷却水泵流量，m3/h。

Q----制冷主机的制冷量，KW。

Δt——冷冻冷却水泵的供回水温差，℃； 一般为5℃。

2、水泵扬程的简易估算方法

暖通水泵的选用：通常选用130～150比值的离心清水泵，水泵流量应为冷水机额定流量的1.1～1.2倍（单机1.1，单机1.2）。 1.2 对于两台并联机组，据估算每100米管长的沿程损失可粗略取为5mH2O，则水泵扬程（mH2O）：

Hmax=△P1+△P2+0.05L（1+K）

△P1为冷水机组蒸发器的水压降。

△P2为环内并联的水压降，占空调末端装置最大的水压损失。

L为最不利回路的管长。

K为最不利回路局部阻力当量长度之和与直管总长度之比。 最不利环路长时，K值为0.2-0.3，最不利环路短时，K值为0.4-0.6。

3、水泵扬程的实用估算方法

我们这里说的是闭式空调冷水系统的阻力构成，因为该系统是最常用的系统。

对于封闭水系统：

∑△h=Hf+Hd+Hm

Hf、Hd——水系沿程阻力和局部阻力损失Pa

Hm——设备电阻损耗Pa

1、冷水机阻力：由机组厂家提供，一般为60~100kPa。

2、管道阻力：包括摩擦阻力和局部阻力，其中单位长度的摩擦阻力，即具体的摩擦组，要视技术经济比较而定。 该值大，管径小，可以节省初期投资，但泵的能耗大； 如果该值很小，则相反。 目前设计的冷水管道比摩擦阻力应控制在150~300Pa/m范围内。 当管径较大时，该值可小一些。

3、空调末端装置电阻：末端装置的种类有风机盘管、组合式空调等，它们的阻力由厂家根据空调盘管进出风参数计算盘管配置后提供、制冷量、设计中提出的水温差。 许多额定工作条件值可以在产品目录中找到。 这个阻力一般在20~50kPa范围内。

4、调节阀的阻力：空调房间总是需要控制室温。 在空调末端装置的水路​​上设置电动双向调节阀是实现室温控制的一种手段。 二通阀的规格按阀门全开时的流通能力和允许压降来选择。 允许压降值大，阀门的控制性能好； 值小，控制性能差。 阀门全开时的压降占支路总压降的百分比称为阀权度。 水系统设计要求阀门权威度S>0.3，因此二通调节阀的允许压降一般不小于40kPa。

由上可大致估算出100m左右高层建筑空调水系统的压力损失，即循环水泵所需扬程：

1、冷水机阻力：取80kPa（8m水柱）；

2、管路阻力：取冷藏室内除污装置、集水器、分水器和管路的阻力为50kPa； 取输配侧管道长度为300m，比摩擦阻力为200Pa/m，则摩擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa； 若输配电侧局部阻力为摩擦阻力的50%，则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa； 系统管道总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa（14m水柱）；

3、空调末端装置的阻力：组合式空调的阻力一般大于风机盘管，因此前​​者的阻力为45kPa（4.5水柱）；

4、二通调节阀阻力：取40kPa（0.4水柱）。

5、因此，水系统各部分阻力之和为：80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa（30.5m水柱）。

6、泵扬程：取10%安全系数，则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。

根据以上估算结果，基本可以掌握类似规模建筑物空调水系统的压力损失范围。 尤其应防止因未经计算和过于保守的估计而导致系统压力损失过大，水泵扬程选择过大。 导致能源浪费。

四、其他注意事项

水泵并联运行

水泵数量

流动

流量附加值

与单泵运行相比

流量减少

1个

100

/

2个

190

90后

5%

3个

251

61

16%

4个

284

33

29%

5个

300

16

40%

从上表可以看出：水泵并联运行时，流量衰减； 当并联泵数超过3个时，衰减尤为严重。 因此，建议：

1、使用多台泵时，应考虑流量的衰减，一般增加10%～20%的余量。

2、水泵并联不超过3台，即制冷主机选用不超过3台。

3、大中型工程应分别配备冷、热水循环泵。

一般冷冻水泵、冷却水泵的台数应与制冷主机一一对应，并考虑一台备用。 补水泵一般按一用一备的原则选用，以保证系统可靠补水。

4、膨胀水箱的选择

膨胀水箱主要看有效容积选择：

有效容积=膨胀水量+调整水量

①膨胀水量的确定：

方法一：Vp=α·Δt·Vs(m3)

式中，Vp——膨胀水箱膨胀水容积；

α——水的体积膨胀系数，取0.0006/℃；

Δt——考虑系统内水加热和冷却时水温的最大波动值，单位℃，冷却Δt取15℃，加热Δt取45℃；

Vs——系统中的水容量，m3（系统中管道和设备中水的总和，见下表）

水系统总容量（L/m2建筑面积）

系统形式

全空气系统

气水系统

冷却时

0.40~0.55

0.70~1.30

加热时

1.25~2.00

1.20~1.90

注：采暖值是指使用热水锅炉的情况； 如果使用热交换器，则可以使用冷却值。

小心单位转换！ L应该换成m3水量！

方法二：根据机组的冷却水或热水供应量计算膨胀水量

冷水时：按0.1L/KW计算

热水时：按0.3L/KW计算

② 调水量的确定：

调节水量Vt为补水泵流量3分钟，保持水箱调节水位不低于200mm。 估算时，一般取膨胀水量的一半。

③膨胀水箱有效容积：

V=Vp+Vt

一般V取1.5Vp

阐明：

膨胀水箱底部标高至少高于系统管道最高点1.5m。 膨胀水箱接口应尽量靠近循环泵进口，以免泵吸入口液体汽化引起气蚀。

例子：

某建筑面积2万平方米的高层建筑，空调水系统采用数个LSQWRF33A和2个LSQWRF65A模块，总冷负荷2500KW。 夏天制冷冬天用热交换器制热，试估算一下膨胀水箱的型号。

回答：

膨胀水箱的计算按上式的最大值计算（冷热工况）：

Vp＝0.0006×(20000×1.3)×45=702L

V=1.5Vp=1.5×702=1053L=1.053m3

膨胀水箱的实际容积还应考虑上膨胀水位溢流管与水箱顶部的距离；

因此本工程可选用1100×1100×1100的膨胀水箱。

5、水系统配件

1、分水器和分水器

设置集水器和布水器，方便连接多条并联管道通向各回路，也在一定程度上起到均压作用。

分水器和分水器的直径应根据总流量通过的截面流速（0.5-1.0m/s）选择，并应大于最大连接管口直径的2倍.

2、排气阀

水循环系统局部最高点和系统最高点均需安装自动排气阀。

3.过滤

水系统中水泵、换热器、主机、终端等设备的进水管路应安装过滤器，防止杂质进入、污染或堵塞这些设备。

4.平衡阀

平衡阀的作用是解决分支管路间的流量分配，保证各回路的流量满足设计要求。 当各支管路阻力不平衡率较大时，应在各支管路上同时安装平衡阀。

平衡阀应尽可能安装在回水管上，以保证供水压力不下降。

平衡阀的管径可根据连接管的公称通径确定，保持两者相同。

5.压力表

压力表设置在机组的进出水管上，检查水系统的静压和机组的水阻。 压力表设置在水泵的进出水管上，用来检查水泵是否正常工作。

6、截止阀

截止阀设置在机组前后、水泵等需要关闭供水系统进行检修的部位。

7. 温度计

机组进、出水管路应安装温度计，检查进、出水温度。

8、软接头

软接头的作用是对水系统中的运动设备进行阻尼，主要安装在机组进出水管和水泵附近。

9.止回阀

止回阀一般安装在水泵出水管上，防止水泵停机时水回流冲击水泵叶轮。

10.其他

1) 系统最低点应安装泄水阀；

2）清洗水路时，必须先对机组进行旁通，防止冲洗后的污水进入机组系统。

为保证机组的正常运行，必须在冷冻水、冷却水管路上安装水流开关，并与机组控制器联锁； 水流开关安装在机组的冷冻水和冷却水出口处。 流量开关两侧应有至少5倍管径的直管段； 不要安装在弯头、孔板和阀门附近； 水流开关上的箭头方向必须与水管的水流方向一致。

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