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空调水系统的设计原则

空调水系统的设计原则

水系统
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:
★力求水力平衡;
★防止大流量小温差;
★水输送系数要符合规范要求;
★变流量系统宜采用变频调节;
★要处理好水系统的膨胀与排气;
★要解决好水处理与水过滤;
 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
 a、技术要求
 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
  a、造成大流量小温差的原因
  ★设计水流量一般是根据*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*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。
  ★水泵扬程一般是根据*远环路  、*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%。
 ★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。
a、避免大流量小温差的方法
★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。
 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
 a、水系统的膨胀
  封闭空调冷冻水系统,应在高于回水管路*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。
 a、水系统的补水与排水
 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。
 水系统的排水阀应设在系统的*低点(集水器或制冷机水管路*低点),以便检修时能将管路系统中的水全部排除。
 a、水系统的排气
 安装在每层建筑物的风机盘管、新风机组回水管路末端*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*高点设置自动排气阀。旅馆水系统常见弊并之*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
 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
 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。
 A、空调供冷水管的经济保冷厚度
  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
[mm]
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
  选择水泵所依据的流量 和压头(或扬程)P如下确定:
  式中  —设计的*大流量,[m3/h]  
 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。
 式中  —管网*不利环路总阻力计算值,[kPa];
 1. 1~1.2—附加系数。
 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。
 一般对于空调:对*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
 (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。
  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。
  (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。
 (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。
 (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。
 (5)在制冷空调设备上加设防振措施,以减小噪声。
 (6)在风管内或弯头处加设消声设施,如消声器、消声弯头等。
 (7)在机房或空调机内增加消声材料、吸收噪声。
  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)。