中央空调水系统输配系统简介

空调水系统流程图：

空调系统热平衡图：

空调水系统：

1) 冷热水系统

A. 冷热水系统的分类

a. 按系统形式分类

开式系统：系统回水集中进入建筑物底层、地下室的水池或蓄冷水池，再由水泵送往主机，经冷却或加热后，再输送至整个系统。由于管路系统与大气相通，水中含氧量高，管路与设备的腐蚀机会多；需要增加克服静水压力的额外能量，输送能耗大。近年来除开式冷却塔和喷水室冷水系统外，开式系统已很少采用。

闭式系统：冷水或热水在系统中密闭循环，不与大气接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱，管道与设备的腐蚀机会少；该种系统简单，无须克服静水压力，水泵扬程、功率均小。

b. 按水路流程分类

同程式系统：供、回水干管中的水流方向相同，经过每一环路的管路长度相等。水量分配、调节方便，便于水力平衡；但需设回程管，管道长度增加，初投资稍高。

异程式系统：供、回水干管中的水流方向相反，经过每一环路的管路长度不等。无须回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低；但水量分配、调节较难，水力平衡较麻烦。

水系统立管或水平干管距离较长时，通常采用同程式布置；建筑层数较少、水系统较小时，可采用异程式布置，但所有支管上均应装设流量调节阀以平衡阻力。

c. 按布管方式分类

两管制系统：冬季供应热水与夏季供应冷水都在同一管路系统中进行。管路系统简单，初投资省，但无法同时满足供冷、供热的要求。

三管制系统：分别设置冷、热的供水管和冷、热的换热器，而冷、热水的回水管共用一根。能同时满足供冷、供热要求；但由于冷、热水同时进入一根回水管，造成混合损失大，热效率低，而且冷热环路互相串通，系统水力工况复杂；初投资较双水管系统高。

四管制系统：有分开的冷、热的供、回水管和冷、热的换热器，克服了三管制系统存在的回水管混合损失问题。操作简单，能灵活实现同时供冷和供热；但管路系统复杂、初投资高。

d. 按流量控制分类

定流量水系统：系统循环水量保持定值，负荷变化时改变供回水温度来匹配。定流量水系统负荷侧（空调箱或风机盘管）水流量不调节或采用三通阀进行双位控制，因而系统简单，操作方便，无须复杂的自控设备；但配管设计时不能考虑同时使用系数，输送能耗始终处于设计的最大值。

变流量水系统：系统供回水温度保持定值，负荷改变时通过供水量的变化来适应。变流量水系统负荷侧采用二通阀双位调节，输送能耗随负荷减少而降低，配管设计时考虑同时使用系数，管径可相应减小，水泵容量、耗电相应减少；但系统较复杂，必须配备自控设备。

e. 按循环方式分类

一级泵系统：冷/热源侧与负荷侧合用一组循环水泵。如负荷侧设置三通阀，则通过制冷机的流量是一定的；负荷侧设置二通阀，则系统水流量会减小，为保持制冷机水流量恒定，应在供回水干管间设置旁通管路。一级泵系统简单，初投资省；但不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，不能适应供水分区压降较悬殊的情况。

二级泵系统：冷/热源侧与负荷侧分别配备循环水泵。一般冷热源侧设置定流量一次水泵，以维持一次环路水流量基本不变；负荷侧设置二次泵，组成二次环路。复式泵可实现水泵变流量，节省输送能耗，能适应供水分区不同压降，系统总压力低；但系统较复杂，初投资稍高。

一次泵水系统图：

二次泵水系统图：

三次泵水系统图：

2 ）空调冷却水系统

a. 空调冷却水系统由送回水管路、水泵、调节阀门、除污器、冷却塔、自动补水装置等组成。

b. 冷却水系统在空调系统中的重要作用。

c. 冷却塔应布置在通风良好的场所，尽量避开有尘埃、酸性气体、高温气体和水蒸汽较多的场所。一般布置在地面、机房或裙楼屋顶上。

d. 冷却水系统的系统形式

冷却水系统因冷却塔的型式不同，可分为开式系统和闭式系统。当选用开式冷却塔，系统为开式系统；当选用闭式冷却塔，系统为闭式系统。

开式冷却塔是利用循环水与空气接触直接冷却循环水，其优点是具有换热效率高，体积小，容易管理，能减少初投资；其缺点是由于循环水直接与空气接触而容易受到污染，产生水垢、藻类、生物污泥，使主机性能降低并腐蚀管道。须配置水处理装置对循环水水质进行处理。

闭式冷却塔让循环水在密闭回路的铜盘管内流动，循环水不直接与空气接触，循环水不会出现浓缩、污染而发生水质变化，提高了冷却系统的安全性，是循环水的管理变得容易。其缺点是体积大，初投资高。

3 ）卫生热水系统

卫生热水系统由卫生热水泵、热水换热器、膨胀水箱、补水箱、管路、阀门等组成。 换热器及管路须做保温处理。

卫生热水系统分为直接换热系统和间接换热系统。当自来水硬度较低时可用直接换热系统。当自来水硬度≥70mg/L时，应采用间接换热，即主机产生的热媒水通过换热器加热卫生热水，自来水不进入主机，热媒水采用软化水。

4 ）空调系统水质处理

传统方法：电子水处理议、离子棒等物理方法或人工加药。

推荐水处理方法：

冷却水系统：自动加药装置；

冷热水系统：软化水装置＋自动加药装置。

自动加药装置：

自动软化水装置：

5 ）空调系统的定压和补水装置

空调系统采用膨胀水箱作为定压和补水装置，膨胀水箱分为开式和闭式两种类型。

开式膨胀水箱安装于系统的最高处（比最高的末端设备出水管高1.5m以上）；闭式膨胀水箱一般安装于空调机房内。

膨胀管一头与膨胀水箱底部相连，另一头与冷温水泵的入口相接，中间不能安装阀门。

6 ）水系统主要设备、附件选型

水泵：水泵主要性能参数有；流量、扬程、功率、转速等。

选型注意事项：

A. 空调系统常用水泵均为单级离心式清水泵，中小型水泵可选立式泵，大型泵应选用卧式泵；

B. 尽量选用低转速水泵，以减少震动和噪音。

C. 必须同时考虑水泵的承压和耐温能力，注意水泵壳体和填料的承压能力以及轴向推力对密封环和轴封的影响。

D. 循环水泵应具有工作点附近较平缓的流量—扬程特性曲线，并联运行水泵的特性曲线应相同，且并联台数不宜超过3台。

水泵流量的确定

一般根据主机负荷，按大温差、低流量来选择水泵流量，以减少水泵输送功率，降低运行成本。

水泵扬程的确定：

A. 冷却水泵的扬程

a. 构成：主机阻力损失，管路阻力损失，冷却塔所需的进水压头，冷却塔喷头与水盘之间的高差。

b. 估算：根据系统大小，一般在18M～26M之间。

B. 冷温水泵的扬程

a. 构成：主机阻力损失，末端设备的阻力损失，管路阻力损失。

管路阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。

沿程阻力损失与管道的材质、水在管道中的流速以及管道的长度有关；

局部阻力损失是水流经过滤器、阀门、弯头、三通、大小头等处所产生的阻力损失。一般局部阻力损失是沿程阻力损失的三倍以上。

b. 估算：根据系统大小，一般在20M～38M之间。

C. 卫生热水泵的扬程

a. 构成：主机阻力损失，管路阻力损失，换热器的阻力损失。

b. 估算：根据系统大小，一般在15M～25M之间。

减小空调水系统阻力的措施：

减小阻力，除按推荐流速合理选择管径外，应重点减小局部阻力，可采取以下措施：

1 ）选用阻力小的阀门（如蝶阀）代替阻力大的阀门（如截止阀）；

2 ）选用阻力较小的过滤器（过滤器前后安装压力表，以便运行中观察堵塞情况，提醒及时清洗；

3 ）合流三通采用斜接方式；

4 ）采用较大半径的弯头；

5 ）取消管路上不必要的管件、阀门。

水泵与主机的连接方式：

抽吸式：水泵入口与主机出水口相连，此时主机所承受的的压力仅为系统的静压。

压入式：水泵的出水口与主机的入水口相连，此时主机所承受的的压力为系统的静压加水泵的扬程。

膨胀补水装置：

a. 定压补水装置的形式

中央空调系统常用定压补水设备有开式膨胀水箱和闭式膨胀罐两种形式。

b. 开式膨胀水箱的特点

结构简单，投资省，但维护不方便。特别是对于分期建设的小区，因前期建设的建筑，不一定是最高的，因此，随着小区建设的不断进行，须多次变更安装位置，以便使膨胀水箱始终处于系统最高点。

c. 隔膜式和囊式定压补水罐的特点：

自动控制使用方便、运行可靠；

占地面积小、投资省、安装快、操作管理和维修方便；

压力控制精确，供水安全可靠；

省去建筑屋顶上生活及消防用的高位水箱，有利于结构抗震和建筑物美观；

灵活机动，安装位置不受高度限制。

d. 选择定压补水装置注意事项

空调系统补水能力不应小于系统循环水流量的2%，事故补水量不小于4%。

卫生热水补水量不应小于生活热水最大设计流量和系统泄漏量之和。

补水装置的压力不应小于补水点管道压力加30-50Kpa。当补水装置同时用于维持管网静态压力时，其压力应满足静态压力的要求。

水泵位于机组进口段时，应将定压点设在水泵入口段；水泵位于机组出口段时，应将定压点设在机组入口段，以减小机组承压。

直燃机水系统管路图：