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空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

分享發(fā)布時(shí)間：2018/11/5

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是空氣—水中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)盤(pán)管加新風(fēng)的系統(tǒng)形式。特別是寫(xiě)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(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的使用效果影響也大。因此，在進(jìn)行空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量

考慮周全，在注意減小投資的同時(shí)也不忘為方便日后的運(yùn)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(jì)的步驟

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟如下:

1)根據(jù)各個(gè)空調(diào)房間或區(qū)域的使用功能和特點(diǎn)，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(jī)或中型柜式風(fēng)機(jī)盤(pán)管，還是小型風(fēng)機(jī)盤(pán)管。

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

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

3)選擇水系統(tǒng)形式，進(jìn)行供回水管線布置，畫(huà)出系統(tǒng)軸測(cè)圖或管道布置簡(jiǎn)圖。

4)進(jìn)行管路計(jì)算(含水泵的選擇)。

5)進(jìn)行絕熱材料與絕熱層厚度的選擇與計(jì)算

6)進(jìn)行冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

7)繪制工程圖。

空調(diào)水系統(tǒng)的管路計(jì)算

空調(diào)水系統(tǒng)的管路計(jì)算(又稱(chēng)為水力計(jì)算、阻力計(jì)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(jì)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(jìn)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(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用有關(guān)，過(guò)低或過(guò)高都不經(jīng)濟(jì)。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(jì)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(hào)�？照{(diào)水系統(tǒng)通常使用鋼管，主要是鍍鋅鋼

管和無(wú)縫鋼管，當(dāng)管徑蕊DN 125時(shí)可采用鍍鋅鋼管，當(dāng)管徑>DN 125時(shí)要采用無(wú)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)備阻力通常可以在設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品樣本上查到，因此進(jìn)行空調(diào)水系統(tǒng)水流阻

力計(jì)算的主要內(nèi)容是進(jìn)行直管段的阻力(摩擦阻力)計(jì)算及管道附件(如閥門(mén)、水過(guò)濾器

等)與管件(如彎頭、三通等)的阻力(局部阻力)計(jì)算。

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

式中△Pm—摩擦阻力(或稱(chēng)沿程阻力)，單位為Pa;

z—局部阻力，單位為Pa;

l—管路長(zhǎng)度，單位為m;

R—比摩阻(單位長(zhǎng)度管道的摩擦阻力，又稱(chēng)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(jiàn)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(shí)，可按表7-5的參考值進(jìn)行近似估算。

3.空調(diào)水系統(tǒng)管路計(jì)算的步驟

空調(diào)水系統(tǒng)管路計(jì)算的步驟與空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)阻力計(jì)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(cè)圖或簡(jiǎn)圖上以冷熱負(fù)荷不變?yōu)闇?zhǔn)則劃分管段，標(biāo)注各管段長(zhǎng)

2)選定最不利環(huán)路，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行編號(hào)。一般選組合管段長(zhǎng)度最長(zhǎng)的管路為最不利

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

號(hào)，再對(duì)與最不利環(huán)路并聯(lián)的各分支管路或管段由遠(yuǎn)而近進(jìn)行編號(hào)。編號(hào)數(shù)字標(biāo)注在各管段

或設(shè)備的起始節(jié)點(diǎn)處。

3)計(jì)算管段流量。根據(jù)管段的冷熱負(fù)荷，按下式求出管段的流量

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

段開(kāi)始，逐個(gè)管段順序計(jì)算，然后再計(jì)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(duì)應(yīng)管徑(公稱(chēng)直徑)，查出相應(yīng)的比摩阻值R和動(dòng)壓值Paa

5)計(jì)算管段的摩擦阻力△Pm=lR。

6)計(jì)算管段的局部阻力。根據(jù)管段的實(shí)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(jì)算各管段的局部阻力z=∑ξPd。

7)管段總阻力△P=△pm+z。

8)檢驗(yàn)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(gè)管路的管徑，改變其斷面面積的方法使阻力盡量平衡。

9)計(jì)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(yáng)程(H')依據(jù)。

[例]已知如圖所示的空調(diào)水系統(tǒng)中，每臺(tái)柜式風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供冷量均為50kW，阻力為5m水柱(5 × 9.8kPa)，各管段長(zhǎng)度參見(jiàn)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(zhǎng)度和冷熱負(fù)荷，如圖所示。

2)確定最不利環(huán)路，給各節(jié)點(diǎn)編號(hào)。

3)計(jì)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(tái)柜式風(fēng)機(jī)盤(pán)管的冷凍水流量計(jì)算得

據(jù)此可得各管段流量。

4)從管段1-2開(kāi)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(duì)應(yīng)管徑(公稱(chēng)直徑)，查出相應(yīng)的比摩阻值R和動(dòng)壓值Pd。