全面详解空调水系统及其设计

闭式循环和开式循环

闭式循环系统
定义：管路系统不与大气接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。
当空调系统采用风机盘管、诱导器和水冷式表冷器冷却用时，冷水系统宜采用闭式系统。 高层建筑宜采用闭式系统。
闭式循环的优点：
1.管道与设备不易腐蚀；
2.不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小；
3.由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投资省、系统简单。

开式循环系统
定义：管路之间有贮水箱（或水池）通大气。自流回水时，管路通大气的系统。空调系统采用喷水室冷却空气时，宜采用开式系统。
开式循环的优点：
冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调节能力，且冷水温度波动可以小一些。
开式循环的缺点：
1.冷水与大气接触，易腐蚀管路；
2.喷水室如较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵；
3.用户与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗电量大；
4.采用自流回水时，回水管径大，因而投资高一些。

两管制、三管制、四管制

两管制水系统
定义：供冷系统和供暖系统采用相同的供水管和回水管，只有一供一回两根水管的系统。
两管制系统的优点：系统简单，施工方便。
两管制系统的缺点：不能同时供冷供暖。

三管制水系统
定义：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；其冷水与热水的回水管共用。
三管制系统的优点：三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求。
三管制系统的缺点：比两管制复杂，投资也比较高，控制较复杂，且存在冷、热回水的混合损失。

四管制水系统
定义：冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管，可以满足高质量空调环境的要求。
四管制系统的优点：能够同时满足供冷和供热的要求，并且配合末端设备能够实现室内温度和湿度精确控制的要求。
四管制系统的缺点：系统复杂，投资高。

两管制，三管制，四管制：
两管制：供冷和供热采用同一管路。
三管制：分别设置供冷和供热管路到换热器，共用回水管。
四管制：供冷和供热的供回水管各自有独立的管路系统。

同程式与异程式

同程式系统
定义：经过每一并联环路的管长基本相等，阻力相近；若通过每米长管路的阻力损失接近相等，则管网的阻力不需调节即可保持平衡。
同程式系统的优点：系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。

2.管材：低压系统，≤DN50的可用焊接钢管，>DN50的用无缝钢管，高压系统一律采用无缝钢管。管道作保温处理前要刷两道防锈底漆。
3.定水量系统的总水流量按最大负荷计算：

同程式系统的缺点：由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投资。

异程式系统
定义：经过各并联环路的管长不等，管路的阻力不等；需在各并联管网上增加相应的调节阀来调节水网平衡。
异程式系统的优点：异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。
异程式系统的缺点：各并联环路管路长度不等，阻力不等，流量分配难以平衡。

总结：
同程式：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。
异程式：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。

定水量与变水量

定水量系统
定义：系统中循环水量为定值，通过改变供、回水温度来适应房间负荷的变化。这种系统各空调末端装置，采用受设在空调房间内的温控器控制的电动三通调节阀调节。
定水量系统的优点：系统运行稳定。
定水量系统的缺点：水泵无效耗能大。

变水量系统
定义：保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统。这种系统各空调末端装置，采用设在空调房间内的温控器控制的电动二通调节阀调节。
变水量系统的优点：管路和水泵的初投资低。
变水量系统的缺点：需采用供、回水压差进行台数和流量控制，自控系统比较复杂。

定水量和变水量
定水量系统：系统中循环水量为定值，负荷变化时，减少制冷量或制热量，改变供回水温度的系统。
变水量系统：保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统。

空调冷冻水系统与水管路

空调冷冻水系统

水系统中风机盘管进口不能全部安装二通阀，当所有房间温度低于温控器设定值时二通阀关断，整个水路就不循环，造成机组损坏。
建议全部采用三通阀有利于系统的节能。或2/3采用三通阀和1/3二通阀混合安装。
水管路

多台机组并联的水管连接示意图－机组内置水泵
必须在机组出水管至总管之间加装单向阀，避免只有一台机组运转时进回水短路。

多台机组并联的水管连接示意图－机组无内置水泵
必须在机组出水总管上安装水泵，减小机组的承压单靠机组内置水泵不能满足整个水系统的要求－压头、水流量等。

空调水系统的分区

系统的承压
1.系统的最高压力：在系统的最低处或水泵的出口处，设计时应对系统各点的压力进行分析，选择合适的构件和设备。
A.系统停止运行，A点承压最大PA=9.81h
B.系统正常运行时：
PA=9.81h+Pg-HCB-HBA
PB=9.81h1+Pg-HCB
c.系统开始运行时,阀还未打开
PB=9.81h1+P
PA,PB- A点和B点的静压。
HCB，HBA摩擦和局部阻力之和。
Pg，P水泵的静压和全压。

2.设备的承压

(1) 管道，水煤气管