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空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

分享發(fā)布時間：2018/11/5

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計是空氣—水中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一。由于受到建筑空間和

使用條件的限制，現(xiàn)代民用建筑大都采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)的系統(tǒng)形式。特別是寫字樓、酒店

等高層、綜合性建筑，面積大，層數(shù)和房間多，功能復(fù)雜，使用的空調(diào)設(shè)備數(shù)量和品種也

多，而且布置分散，使得空調(diào)水系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，造成管路系統(tǒng)和設(shè)備投資大，水泵能耗

大，水系統(tǒng)對整個空調(diào)系統(tǒng)的使用效果影響也大。因此，在進行空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)盡量

考慮周全，在注意減小投資的同時也不忘為方便日后的運行管理和減少水泵的能耗創(chuàng)造條

件。

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計的步驟

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟如下:

1)根據(jù)各個空調(diào)房間或區(qū)域的使用功能和特點，確定用水供冷或供暖的空調(diào)設(shè)備形式

采用大型的組合式空調(diào)機或中型柜式風(fēng)機盤管，還是小型風(fēng)機盤管。

2)根據(jù)工程實際確定每臺空調(diào)設(shè)備的布置位置和作用范圍，然后計算出由作用范圍的

調(diào)負荷決定的供水量，并選定空調(diào)設(shè)備的型號和規(guī)格。

3)選擇水系統(tǒng)形式，進行供回水管線布置，畫出系統(tǒng)軸測圖或管道布置簡圖。

4)進行管路計算(含水泵的選擇)。

5)進行絕熱材料與絕熱層厚度的選擇與計算

6)進行冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計。

7)繪制工程圖。

空調(diào)水系統(tǒng)的管路計算

空調(diào)水系統(tǒng)的管路計算(又稱為水力計算、阻力計算)是在已知水流量和選定流速下確

水系統(tǒng)各管段管徑及水流阻力，計算出選水泵所需要的系統(tǒng)總阻力。

1.管徑的確定

1)連接各空調(diào)設(shè)備的供回水支管管徑宜與空調(diào)設(shè)備的進出水接管管徑一致，可由相

設(shè)備樣本查得

2)供回水干管的管徑(內(nèi)徑)d，可根據(jù)各管段中水的體積流量和選定的流速由下式

（7-4）

m一水的體積流量，單位為m3/s

v一水流速度，單位為m/s

在水流量一定的情況下，管內(nèi)水流速的高低既影響水管管徑的大小，又涉及到水流阻力

大小，還分別與投資費用和運行費用有關(guān)，過低或過高都不經(jīng)濟。一般水系統(tǒng)中管內(nèi)水流

速按表7-i中的推薦值選用。

顯然，由式(7-4 )求出的管徑為計算管徑，不是符合管道規(guī)格的管徑，還需以此管徑

值為依據(jù)按管道的規(guī)格選定相近管徑的管道型號。空調(diào)水系統(tǒng)通常使用鋼管，主要是鍍鋅鋼

管和無縫鋼管，當(dāng)管徑蕊DN 125時可采用鍍鋅鋼管，當(dāng)管徑>DN 125時要采用無縫鋼管。

2.水流阻力的確定

空調(diào)水系統(tǒng)的水流阻力一般由設(shè)備阻力、管道阻力以及管道附件和管件阻力三部分組

成。設(shè)備阻力通�？梢栽谠O(shè)備生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品樣本上查到，因此進行空調(diào)水系統(tǒng)水流阻

力計算的主要內(nèi)容是進行直管段的阻力(摩擦阻力)計算及管道附件(如閥門、水過濾器

等)與管件(如彎頭、三通等)的阻力(局部阻力)計算。

由流體力學(xué)知識可知，空調(diào)水系統(tǒng)的水流阻力△P的基本計算式為：

式中△Pm—摩擦阻力(或稱沿程阻力)，單位為Pa;

z—局部阻力，單位為Pa;

l—管路長度，單位為m;

R—比摩阻(單位長度管道的摩擦阻力，又稱壓力降)，單位為Pa/m ;

ξ—局部阻力系數(shù);

v—水流速度，單位為m/s;

P—水的密度，一般取1000kg/m3

比摩阻R可根據(jù)水流量和流速查表7-2確定。管路中各種管道附件和管件的局部阻力

系數(shù)夸見表7-3和表7-4。水流經(jīng)各設(shè)備的阻力可由所選產(chǎn)品的樣本查取，當(dāng)缺乏這方面的

資料時，可按表7-5的參考值進行近似估算。

3.空調(diào)水系統(tǒng)管路計算的步驟

空調(diào)水系統(tǒng)管路計算的步驟與空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)阻力計算的步驟相仿，以閉式兩管制一次泵

系統(tǒng)為例介紹如下:

1)劃分管段。在系統(tǒng)軸測圖或簡圖上以冷熱負荷不變?yōu)闇?zhǔn)則劃分管段，標(biāo)注各管段長

2)選定最不利環(huán)路，對整個管路進行編號。一般選組合管段長度最長的管路為最不利

環(huán)路，先對其組成管段從離分水器最近的一段開始，逐段由近至遠(最后到集水器)順序編

號，再對與最不利環(huán)路并聯(lián)的各分支管路或管段由遠而近進行編號。編號數(shù)字標(biāo)注在各管段

或設(shè)備的起始節(jié)點處。

3)計算管段流量。根據(jù)管段的冷熱負荷，按下式求出管段的流量

從本步驟開始，可參考表7-6的形式列表計算，從選定的最不利環(huán)路最靠近分水器端管

段開始，逐個管段順序計算，然后再計算各并聯(lián)管路或管段。

4)選流速，確定管徑。根據(jù)管段性質(zhì)(主管、立管還是一般管道)，查表7-1選定水的

流速范圍。然后根據(jù)管段流量和該流速范圍查表7-2，選擇最接近管段流量，且流速值在選

定流速范圍內(nèi)的對應(yīng)管徑(公稱直徑)，查出相應(yīng)的比摩阻值R和動壓值Paa

5)計算管段的摩擦阻力△Pm=lR。

6)計算管段的局部阻力。根據(jù)管段的實際情況，由表7-3和表7-4可查得各種管道附件和

管件的局部阻力系數(shù)夸(可參考表7-7的形式列出)，然后計算各管段的局部阻力z=∑ξPd。

7)管段總阻力△P=△pm+z。

8)檢驗各并聯(lián)管路的阻力平衡情況。并聯(lián)管路之間的阻力不平衡偏差值應(yīng)不大于15%，

如果大于15%，則可采取調(diào)整其中一個管路的管徑，改變其斷面面積的方法使阻力盡量平衡。

9)計算最不利環(huán)路的阻力。該環(huán)路的阻力即為系統(tǒng)總阻力H，考慮一定的安全因數(shù)

(一般為1.1～1.2)后就可以作為選擇水泵所需要的揚程(H')依據(jù)。

[例]已知如圖所示的空調(diào)水系統(tǒng)中，每臺柜式風(fēng)機盤管的供冷量均為50kW，阻力為5m水柱(5 × 9.8kPa)，各管段長度參見表7-6。求各管段管徑和系統(tǒng)總阻力。

【解】

1)劃分管段，標(biāo)注各管段長度和冷熱負荷，如圖所示。

2)確定最不利環(huán)路，給各節(jié)點編號。

3)計算管段流量。設(shè)冷凍水供水溫度為7 ℃，回水溫度為12 ℃，則流經(jīng)每臺柜式風(fēng)機盤管的冷凍水流量計算得

據(jù)此可得各管段流量。

4)從管段1-2開始，分管段根據(jù)管段的性質(zhì)(主管、立管還是一般管道)，查表7-1選定水的流速范圍。然后根據(jù)管段流量和該流速范圍查表7-2，選擇最接近管段流量，且流速值在選定流速范圍內(nèi)的對應(yīng)管徑(公稱直徑)，查出相應(yīng)的比摩阻值R和動壓值Pd。