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中央空調水系統的設計

一．設備間面積及層高與管路布置原則

　　隨著智能建筑及建筑功能的發展，設備布置所需的空間越來越受限制了。設備間的管路管線只有認真合理的進行空間管理，才能節省空間，并避免不必要的返工。

設備層布置原則：

　　20層以內的高層建筑：宜在上部或下部設一個設備層

　　30層以內的高層建筑：宜在上部和下部設兩個設備層

　　30層以上超高層建筑：宜在上、中、下分別設設備層

　　生產廠房宜在其周邊輔房內設空調設備，冷水機組及鍋爐房等設備宜設在獨立的建筑內。

設備層內管道布置原則：

　　離地 h≤2.0 m 　布置空調設備，水泵等

　　h=2.5~3.0 m 　布置冷、熱水管道

　　h=3.6~4.6 m 　 布置空調通風管道

　　h 〉4.6 m 　　布置電線電纜

設備層層高概略：

　建筑面積（m2） 設備層層高（m） 建筑面積（m2） 設備層層高（m）

　　1000                       4.0                    15000                          5.5

　　3000                       4.5                    20000                          6.0

　　5000                       4.5                    25000                          6.0

　　10000                      5.0                    30000                         6.5

　　在實際施工中往往因為機房空間不夠或管線布置不合理，導致沒有空調水閥組的安裝位置，閥門裝設過高，不便操作。

　二．水泵選擇與安裝

　　在設計空調水系統時應進行必要的水力計算，根據設計流量計算出在該流量下管路的阻力，以確保選用水泵的揚程合理。在對流量和揚程乘以一定的安全裕量后，進行水泵的選擇。有些設計人員未進行設計計算，認為揚程大一些保險，導致所選擇的水泵不能滿足要求，或者造成運行費用增加，甚至水泵不能正常工作。

　　一般工程項目中配置的冷水機組都在2至4臺之間，對于規模很大的工程項目，甚至需要5臺以上的冷水機組并聯工作。制冷站內的主機與水泵的匹配一般來說是一機對一泵，以保證冷水機組的水流量及正常運行，因此，目前我國空調水系統大多為有2臺或2臺以上水泵并聯的定流量系統或一次泵變流量系統。

      空調設計時，都是按最大負荷情況來進行設備選擇以保證最不利情況時的需要。在循環水泵采用并聯運行方式時，選擇水泵一定要按管路特性與水泵并聯特性曲線進行選型計算。選型時，除應注意水泵在設計工況時的性能參數外，還應關注水泵的特性曲線，盡量選擇特性曲線陡的水泵并聯工作。運行人員應注意工況轉換時對閥門的調節。 很多空調設計都是冬夏兩用的，即隨著季節的變化，為盤管供應冷水或熱水。冬季熱負荷一般比夏季冷負荷小，且空調水系統供回水溫差夏季一般取5℃，冬季取10℃，根據空調水系統循環流量計算公式G=0.86Q/ΔT（式中Q為空調負荷KW，ΔT為水系統溫差℃，G為水系統循環流量m3/h），則夏季空調循環水流量將是冬季的2-3倍。所以水泵應根據夏季工況參數選型。

　　水泵安裝時，其進出水口均應安裝金屬軟接或橡膠軟接，以減小振動對管路的影響，并保護水泵。重量大于300kg的水泵應安裝慣性基礎和減震器。慣性基礎一般用型鋼框架內填混凝土（C30）制作。慣性基礎的重量一般為水泵自重的1.5—2倍。減震器應根據慣性基礎重量和水泵重量并考慮水泵的動載荷選取。此外還應在水泵慣性基礎上安裝水平限位裝置。 水泵出口聲響異常，一般是系統阻力太大，導致系統缺水來引起的。

　解決方法：

　　1. 再開啟一臺水泵。運行兩臺水泵時，異響消失。 　　

　　2. 適當關小泵出口閥門，異響消失。

　　3．泵前過濾器太臟，吸不上水，拆洗過濾器。

　　4．系統排氣，減小系統阻力。

　三．冷凍水系統設計與施工

　　1．系統冷凍水（或鹽水）流量估算0.14~0.20L/S (0.25~0.40L/S)/冷噸。1RT=3516.91W。 　

　　2．冷凍水系統的補水量（膨脹水箱）  水箱容積計算: Vb=a△tVs m3 （Vb—膨脹水箱有效容積，即從信號管到溢流管之間高差內的容積）m3。 a —水的體積膨脹系數，a=0.0006 L/℃ ，△t—最大的水溫變化值 ℃ ， Vs—系統內的水容量 m3，即系統中管道和設備內總容水量

　　3．冷凍水系統流速規定  DN100及以上管道：2.0m/s~3.0m/s 　　 DN80~DN100管道：1.0m/s~2.0m/s ， DN40~DN80 管道： 1.0m/s 左右 ， DN40以下管道： 1.0m/s以下

　　無論如何，冷凍水系統管路的流速不應大于3.0m/s。

　　系統運行時或剛開機時，水中不可避免混有空氣，所以系統管路上應根據管徑安裝自動放氣閥。特別要注意立管頂端最易積聚空氣，阻礙冷凍水正常流動，必須安裝自動放氣閥。為便于維修，在過濾器及控制閥處應設置旁通管，在水泵的進出口處，系統最低點和局部低點應設排水閥。

　　生產廠房內冷凍水系統如果系統較大，末端設備較多時，建議采用同程式系統。既可以避免安裝多級平衡閥，節約成本，又容易達到水力平衡。

　　冷凍水系統管路多采用焊接，焊渣等雜物非常容易掉到管道內，堵塞過濾器或盤管。所以安裝完成后，應進行管路清洗，清洗時應敲打管路，除去附著在管內壁的焊渣等雜物。系統初次運行一周后應清洗過濾器。空調水管路焊接應該用氬弧焊打底，電焊蓋面。因為氬弧焊打底不會出現焊渣，且焊縫致密，不易滲漏。

　　冷凍水系統初次運行時，應先打開供水閥，待系統充滿水后，再打開回水閥，以利于去除管路的雜質，防止進入盤管。

四．冷卻水系統設計與施工

　　制冷機冷卻水量估算表 活塞式制冷機(t/kw) 0.215 離心式制冷機(t/kw) 0.258 吸收式制冷機(t/kw) 0.3 螺桿式制冷機(t/kw) 0.193~0.322

　冷卻塔的選擇：

　　1. 現在一般中央空調工程使用較多的是低噪聲或超低噪聲型玻璃鋼逆流式冷卻塔，其國產品的代號一般為DBNL-水量數（m3/h）。如DBNL3-100型表示水量為100 m3/h，第三次改型設計的超低噪聲玻璃鋼逆流式冷卻塔。即：水量數（m3/h）=（主機制冷量+壓縮機輸入功率）÷3.165

　　2. 初先的冷卻塔的名義流量應滿足冷水機組要求的冷卻水量，同時塔的進水和出水溫度應分別與冷水機組冷凝器的出水和進水溫度相一致。再根據設計地室外空氣的濕球溫度，查產品樣本給出的塔熱工性能曲線或說明，校核塔的實際流量是否仍不小于冷水機要求的冷卻水量。

　　3. 校核所選塔的結構尺寸、運行重量是否適合現場安裝條件

　　4. 簡要經驗值計算公式：

　　設備總冷量（KW）×856（大卡）÷3000×(1.2～1.3)=冷卻塔水流量

冷卻水系統的補水量包括：

　　1 蒸發損失2 漂水損失 3 排污損失 4 泄水損失

　　建議冷卻水系統的補水量取為循環水量的1—1.6%,電制冷、水質好時，取小值，溴化鋰吸收式制冷、水質差時，取大值。

冷卻水系統設計應注意的問題

　　1．多臺冷卻塔并聯時，冷卻塔進水管路應設置平衡閥或電動控制閥，平衡管路阻力。

　　2．冷卻水系統水質較差時，應設計旁濾系統，過濾冷卻水。 　　

　　3．在有結凍危險的地區，冷卻塔間歇運行時，為防止冷卻塔水池結冰，應設加熱管線。室外冷卻水管應保溫。 冷卻塔漂水過大是施工調試中經常遇到的問題。其主要原因是冷卻水量超過額定流量。調節冷凝器進出水閥門，觀察出水壓力表，把壓差控制在額定范圍內（一般壓差為0.08MPa左右），一般就可以解決問題。如果不行，再去查看布水器噴口噴射角度是否過于朝下，調節冷卻塔布水器的噴射角度，使其稍有傾斜（15度）。

五．冷凝水系統設計與施工

　　通常，可以根據機組的冷負荷Q（KW）按下列數據近似選定冷凝水管的公稱直徑。 　 Q≤7kW DN＝20mm 　 　 Q＝7.1～17.6kW DN＝25mm 　 Q＝101～176kW DN＝40mm 　 　 Q＝177～598kW DN＝50mm 　 Q＝599～1055kW DN＝80mm 　 　 Q＝1056～1512kW DN＝100mm 　 Q＝1513～12462kW DN＝125mm 　 　 Q>12462kW DN＝150mm 　　

　　注：1. DN＝15mm的管道，不推薦使用。

　　2. 立管的公稱直徑，就與水平干管的直徑相同。

　　3. 冷凝水管的公稱直徑DN（mm），應根據通過冷凝水的流量計算確定風機盤管機組、整體式空調器、組合式空調機組等運行過程中產生的冷凝水，必須及時予以排走。排放冷凝水管道的設計，應注意以下事項：

　　1. 沿水流方向，水平管道應保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位。

　　2. 當冷凝水盤位于機組負壓區段時，凝水盤的出水口處必須設置水封，水封的高度應比凝水盤處的負壓（相當于水柱高度）大50％左右。水封的出口，應與大氣相通。為了防止冷凝水管道表面產生結露，必須進行防結露驗算。

　　3. 冷凝水立管的頂部，應設計通向大氣的透氣管。

　　4. 設計和布置冷凝水管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應設計安排必要的設施。

　　5. 大型電子廠房的MAU機組,AHU機組因冷凝水量大，應考慮回收。回水的冷凝水可以做為冷卻塔的補水。 冷凝水施工中，管道安裝一定注意不能倒坡。很多情況都是因為倒坡使冷凝水不能正常排放，導致凝水盤處溢水。安裝時存水彎的高度應符合設計要求，否則冷凝水不能排出。 冷凝水管在吊頂上敷設時，應認真保溫，防止結露。