本章主要内容本章主要内容l空调冷冻水系统的类型空调冷冻水系统的类型l冷却水系统冷却水系统l对空调冷冻水系统的设计要求对空调冷冻水系统的设计要求l水系统的定压设备及水泵水系统的定压设备及水泵l管道保温及热补偿管道保温及热补偿l空调系统的消声和减振空调系统的消声和减振l水系统的附属设备水系统的附属设备l水质处理水质处理l思考题思考题第一节第一节 冷冻水系统的类型冷冻水系统的类型o一、概述一、概述o全水系统、空气水系统、全空气系统必备。全水系统、空气水系统、全空气系统必备。o包括冷却水系统和冷冻水系统包括冷却水系统和冷冻水系统o冷冻水系统是连接冷热源与空气处理设备的冷冻水系统是连接冷热源与空气处理设备的环节环节o冷冻水系统对系统性能起决定性作用，对系冷冻水系统对系统性能起决定性作用，对系统能耗有重要影响统能耗有重要影响o冷冻水系统的输配用电占动力用电的约冷冻水系统的输配用电占动力用电的约12%24%12%24%o冬季热水输配用电占动力用电的约冬季热水输配用电占动力用电的约20%25%20%25%二、水系统的基本组成水泵水泵管道管道定压设备定压设备阀门阀门换热器换热器除污器除污器泵与管道系统示意图泵与管道系统示意图冷冻机房与冷冻泵冷冻机房与冷冻泵水系统示意图水系统示意图三、冷冻水系统的类型直接连接、间接连接；直接连接、间接连接；同程系统和异程系统同程系统和异程系统开式和闭式开式和闭式定流量和变流量定流量和变流量双水管、三水管、四水管双水管、三水管、四水管1、直接连接水系统l系统管路中的水与冷热源中的水是系统管路中的水与冷热源中的水是连通连通的系统称为直连系统。直连系统中各设的系统称为直连系统。直连系统中各设备的水压力是备的水压力是相互传递相互传递的。的。l效率较高，但适于效率较高，但适于中小系统中小系统。系统较大。系统较大时，低区设备的承压非常重要；各支路时，低区设备的承压非常重要；各支路的阻力与的阻力与流量平衡流量平衡比较困难比较困难2、间接连接水系统l系统管路中的水与冷热源中的水是不连通的系系统管路中的水与冷热源中的水是不连通的系统称为间连系统，通常采用统称为间连系统，通常采用板式换热器板式换热器隔开。隔开。间连系统间各设备的水压力是各自间连系统间各设备的水压力是各自独立独立的。的。l换热器会产生换热器会产生热损失热损失，效率较低，适合于大型，效率较低，适合于大型系统或不易直接连接的系统（如腐蚀、不同介系统或不易直接连接的系统（如腐蚀、不同介质等）。如高层建筑的高区与低区，供热干网质等）。如高层建筑的高区与低区，供热干网与各用户，冰蓄冷系统。与各用户，冰蓄冷系统。3、开式水系统两处以上开口。水易污染，泵电耗大。可设两处以上开口。水易污染，泵电耗大。可设喷水室。喷水室。（自己总结出系统的优缺点）4、闭式水系统l闭式：只有一处开口。泵电耗小。不能闭式：只有一处开口。泵电耗小。不能设喷水室。系统中的水不与大气直接接设喷水室。系统中的水不与大气直接接触。触。开式、闭式系统的能耗比较开式、闭式系统的能耗比较开式水系统图开式水系统图间接连接示意图5、定流量系统定流量系统（CWV）用户侧总供水流量不可调节，输配耗电用户侧总供水流量不可调节，输配耗电基本不变基本不变用户采用三通阀调节所需流量用户采用三通阀调节所需流量定流量系统定流量系统（CWV）一次泵系统一次泵系统泵与冷水机组联锁泵与冷水机组联锁泵和冷水机组不停，泵和冷水机组不停，输配能耗基本不变输配能耗基本不变FCU冷水机组冷水机组三通阀三通阀定流量定流量(CWV)系统系统二次泵系统二次泵系统二次泵定流量，二次泵定流量，用户侧总供水流用户侧总供水流量基本不变量基本不变部分负荷时可以部分负荷时可以停部分一次泵，停部分一次泵，冷水机组联锁启冷水机组联锁启停，从而改变用停，从而改变用户侧供水温度户侧供水温度FCU冷水机组冷水机组三通阀三通阀变流量变流量(VWV)系统系统部分负荷时，用户侧总供水量减少，输部分负荷时，用户侧总供水量减少，输配电耗减少配电耗减少用户采用二通阀调节所需流量用户采用二通阀调节所需流量一次泵变水量系统一一次次泵泵变变水水量量系系统统二次泵变水量系统（二次泵变台数控制）二二级级泵泵变变水水量量系系统统（二二次次泵泵变变频频控控制制）二二级级泵泵变变水水量量系系统统（二二次次泵泵变变频频控控制制）变水量系统的控制变水量系统的控制用户流量的控制用户流量的控制用户侧压差控制用户侧压差控制：保证用户侧进出口压差不变，：保证用户侧进出口压差不变，以保证各用户的水力平衡以保证各用户的水力平衡用户侧总供水流量控制用户侧总供水流量控制：在部分负荷时节省输：在部分负荷时节省输配能耗配能耗冷水机组控制冷水机组控制：冷水机组出水温度保持不变；：冷水机组出水温度保持不变；制冷水机与一次泵联锁运行，保证制冷水机流制冷水机与一次泵联锁运行，保证制冷水机流量；在部分负荷时改变冷机运行台数量；在部分负荷时改变冷机运行台数一级泵变水量系统的控制策略一级泵变水量系统的控制策略用户流量控制用户流量控制：二通阀（根据室内温度传感器的信号：二通阀（根据室内温度传感器的信号或手动调节）或手动调节）用户侧供回水压差控制用户侧供回水压差控制：测量压差，调节压差旁通阀：测量压差，调节压差旁通阀流量控制与冷量控制耦合流量控制与冷量控制耦合：联锁启停冷水机组、水泵：联锁启停冷水机组、水泵测量回水温度测量回水温度测量冷量（供回水温差乘以流量）测量冷量（供回水温差乘以流量）测量压差旁通阀的流量与总流量的比例测量压差旁通阀的流量与总流量的比例二次泵二次泵VWV系统系统二次泵台数控制二次泵台数控制二次泵变速控制二次泵变速控制二次泵台数二次泵台数+变速控制（变速泵变速控制（变速泵+定速泵）定速泵）二次泵变水量系统（二次泵变台数控制）一、二次泵串联运行，一次泵克服冷水一、二次泵串联运行，一次泵克服冷水机组阻力，二次泵克服用户侧阻力机组阻力，二次泵克服用户侧阻力一、二泵的旁通管按一台泵的流量设计一、二泵的旁通管按一台泵的流量设计二次泵二次泵VWV系统的控制策略系统的控制策略（二次泵运行台数控制）（二次泵运行台数控制）（二次泵运行台数控制）（二次泵运行台数控制）末端用户末端用户室内恒温器控制二通阀室内恒温器控制二通阀用户侧用户侧用户侧压差控制：测量压差，控制压差旁通阀用户侧压差控制：测量压差，控制压差旁通阀用户侧流量控制：用户侧流量控制：l改变二次泵旁通管流量，测量压差及压差旁通阀位控制二改变二次泵旁通管流量，测量压差及压差旁通阀位控制二次泵启停，次泵启停，冷水机组冷水机组供水温度不变供水温度不变冷量控制（不采用回水温度控制）冷量控制（不采用回水温度控制）测量旁通管水量比例测量旁通管水量比例第二节 冷却水系统l l冷却塔与冷水机组一一对应设置，联锁启停冷却塔与冷水机组一一对应设置，联锁启停冷却塔与冷水机组一一对应设置，联锁启停冷却塔与冷水机组一一对应设置，联锁启停冷却水系统的控制冷却水系统的控制控制冷却水供水温度控制冷却水供水温度控制方式控制方式风机运行台数或者转速风机运行台数或者转速三通阀调节通过冷却塔的水量三通阀调节通过冷却塔的水量冷却水系统温度调节冷却水系统温度调节冷却水系统温度调节冷却水系统温度调节冷却水系统：冷却水系统：Free cooling冷却水系统冷却水系统：Free cooling第三节 对冷冻水系统的设计要对冷冻水系统的设计要求求完成功能完成功能：用户的水量需求得到满足：用户的水量需求得到满足（设（设计状态、偏离设计状态）计状态、偏离设计状态）。安全、稳定安全、稳定：系统承压足够，水泵吸入：系统承压足够，水泵吸入口压力稳定，补水，排气口压力稳定，补水，排气节能节能一、完成功能一、完成功能用户的水量需求得到满足用户的水量需求得到满足（设计状态、偏（设计状态、偏离设计状态）离设计状态）。按最不利环路计算选取水泵按最不利环路计算选取水泵水力平衡水力平衡同程系统同程系统设置平衡阀，使用引流三通、减压平衡阀等设置平衡阀，使用引流三通、减压平衡阀等部分负荷调节时仍保持水力平衡部分负荷调节时仍保持水力平衡二、节能节能系统设计系统设计：合理选择水泵、管路、阀门，减：合理选择水泵、管路、阀门，减小系统阻力；局部需用压头较大时应单设增小系统阻力；局部需用压头较大时应单设增压泵压泵系统运行调节系统运行调节：需用流量减小时，最好通过：需用流量减小时，最好通过减小压头来减小流量，而不是通过增大系统减小压头来减小流量，而不是通过增大系统阻力来减小流量。阻力来减小流量。防止大流量小温差防止大流量小温差三、水系统的承压三、水系统的承压水系统的最大压力点：水系统的最大压力点：水泵出口水泵出口停止运行：停止运行：hA=ho正常运行：正常运行： hA=hoHpump-v2/2g起动瞬间：起动瞬间： hA=hoHpump水泵全压水泵全压水系统的承压水系统的承压水系统中常用设备的承压能力水系统中常用设备的承压能力蒸发器、冷凝器：国产，蒸发器、冷凝器：国产，100m水柱；进口水柱；进口特加强型特加强型，可达可达200m风机盘管：风机盘管： 100m水柱，水柱，175m水柱两种水柱两种管材：低压管材：低压250m，高压，高压10000m阀门：低压阀门：低压160m，高压，高压10000m可能出问题可能出问题可能出问题可能出问题解决水系统的承压方法解决水系统的承压方法解决高层建筑水系统承压问题的办法解决高层建筑水系统承压问题的办法高低区空调系统分开高低区空调系统分开冷源置于顶层冷源置于顶层高低区共用冷源，水系统分开高低区共用冷源，水系统分开使用板式换使用板式换热器热器解决高层建筑水系统承压问题的办法解决高层建筑水系统承压问题的办法板式换热器板式换热器四、水系统的定压四、水系统的定压定压点的位置（掌握各点压力分析）定压点的位置（掌握各点压力分析）压力压力可能可能波动波动定压方式定压方式膨胀水箱：不可同时供冷、供热膨胀水箱：不可同时供冷、供热气体定压罐气体定压罐补水泵补水泵五、水系统的分区五、水系统的分区按压力分区（考虑承压）按压力分区（考虑承压）按负荷性质分区按负荷性质分区使用时间使用时间朝向朝向第四节 水系统的主要设备一、定压设备一、定压设备1、膨胀水箱、膨胀水箱（1）特点：）特点：压力稳定、系统简单、不用管理；必须置于系统最高点，占据一定空间、建筑物要承受水箱质量荷载，一般用于中小型水系统。1、膨胀水箱（2）接管：）接管：溢流管溢流管泄水管泄水管循环管：循环管：避免箱内水冻结避免箱内水冻结膨胀管：膨胀管：信号管：信号管：膨胀水箱1、膨胀水箱（3）安装高度及压力分析）安装高度及压力分析见课本P302-305（4）水箱容积计算采暖：Vex=tmaxVSY-水的体积膨胀系数tmax-水的最大温度波动值VSY-系统的水容积2、补水泵l补水泵定压原理：补水泵定压原理：l补水泵选择补水泵选择扬程：水系统最高点扬程：水系统最高点+25mH2o流量：系统循环水量的流量：系统循环水量的1%3、气压罐定压原理：定压原理：利用空气或氮气来定压利用空气或氮气来定压气压罐的选择（气压罐的选择（P309）确定下限和上限压力确定下限和上限压力P1、P2确定气压罐的调节容积确定气压罐的调节容积二、其他设备二、其他设备1 1、水泵、水泵水泵选择：流量、扬程及水泵性能曲线水泵选择：流量、扬程及水泵性能曲线2 2、除污器（过滤器、除污器（过滤器-阻力小）阻力小）作用：作用：安装位置：冷热源设备、水泵、调节阀入安装位置：冷热源设备、水泵、调节阀入口处口处选择：立式、角通式。选择：立式、角通式。3、排气装置、排气装置-集气罐和自动排气阀集气罐和自动排气阀作用：排除系统积存空气。作用：排除系统积存空气。安装：系统最高点、坡度保证安装：系统最高点、坡度保证4 4、热补偿装置、热补偿装置（1）补偿器作用：消除管道因热胀冷缩产）补偿器作用：消除管道因热胀冷缩产生的热应力、防止管道变形或破坏。生的热应力、防止管道变形或破坏。（2）补偿器类型（）补偿器类型（掌握各种形式的特点及应用场掌握各种形式的特点及应用场合）合）自然补偿：自然补偿：L型、型、Z型型方型补偿器：方型补偿器：套筒式补偿器：套筒式补偿器：波纹管补偿器：波纹管补偿器：l5 5、管道支架、管道支架（1）作用：支撑和限制管道的热位移）作用：支撑和限制管道的热位移（2）种类：）种类：固定支架固定支架活动支架活动支架（3）安装距离）安装距离6、阀门、阀门（1）种类：关断阀、止回阀、调节阀）种类：关断阀、止回阀、调节阀（2）关断阀：）关断阀：闸阀闸阀：尺寸小、流体阻力小；但严密性不好、大：尺寸小、流体阻力小；但严密性不好、大直径开启困难。（用于小管径）直径开启困难。（用于小管径）截止阀截止阀：严密性较好、阀体长、流动介质阻力大：严密性较好、阀体长、流动介质阻力大（DN200）球阀球阀：有一定的调节性能，关闭较严密：有一定的调节性能，关闭较严密蝶阀：蝶阀：阀体长度小，流动阻力小，价格较高。阀体长度小，流动阻力小，价格较高。（3）止回阀l作用：防止介质倒流，常用于水泵出口、作用：防止介质倒流，常用于水泵出口、疏水器出口等。疏水器出口等。l（4）调节阀）调节阀普通阀门：在开度变化较大时流量变化不大普通阀门：在开度变化较大时流量变化不大 调节阀随开度的变化流量发生变化。调节阀随开度的变化流量发生变化。7、水处理设备（1）软化水处理设备（除硬度、防结垢）：）软化水处理设备（除硬度、防结垢）：锅炉给水、供热管网给水锅炉给水、供热管网给水（2）循环水处理设备（防垢、防腐蚀、防）循环水处理设备（防垢、防腐蚀、防澡类）：澡类）：开式冷却水系统开式冷却水系统（3）电子水处理设备：）电子水处理设备：冷却水系统或空调冷却水系统或空调水系统水系统（4）除氧设备（氧腐蚀）：）除氧设备（氧腐蚀）：锅炉给水、空锅炉给水、空调补水、钢制散热器采暖系统补水调补水、钢制散热器采暖系统补水思考题l试着提出一种最省能的水系统形式及其试着提出一种最省能的水系统形式及其控制策略。假定控制所用计算机、变频控制策略。假定控制所用计算机、变频水泵和阀门的性能和你想象的一样好。水泵和阀门的性能和你想象的一样好。