第八章 水系统与制冷机房设计

第八章 水系统与制冷机房 第一节 空调水系统 第二节 制冷机房设计

(2013年4月)

基本空调循环 HFC134a空气处理器 风机 盘管

冷却塔输入功率66kW 空气压缩机

吸气

排气室外空气 350C干球 23.90C湿球 29.40C

三通阀 12.80C 7.20C = 15.1升每秒 热力膨胀阀2

35℃ 蒸发器

HFC134a制冷剂

冷凝器

冷冻水 240GPM

冷却水 300GPM = 18.9升/秒

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第一节一、空调水系统概述

空调水系统

由于现代高层建筑空间的限制以及用户调节使用的方便，大 量采用空气——水空调系统方式，室内冷热负荷由冷冻水和热 水承担。在空调用制冷系统中，水管系统包括冷冻水系统和冷 却水系统。9 4 5 6 3 2 7 8 1

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制冷机组的能效比

COP Qe / P

kW/kW

系统能效比 COP Qe /(P P Pw P ) kW/kW s f c,w 系统季节能效比SCOP s 制冷机组在制冷季节制 取的总冷量 空调系统在制冷季节消 耗的总能量 kWh/kWh

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二、冷冻水系统 空调冷冻水系统由：水泵、管道、定压设备、阀门、换 热器、除污器等主要部件构成。 (一) 冷冻水系统的主要形式 冷冻水系统均为 循环水系统；冷冻水系统从管道和设备 的布局上分，可分为开式系统和闭式系统 1. 开式和闭式系统3 1 4 24(2013年4月)

5 1 2

3

25

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(1)开式系统 系统水量大，运行工况稳定，但易污染，且水泵压头较高。 近年来，由于能源的紧张和空调技术的发展，国内外不少工程 中采用蓄冷池蓄冷的空调方式，相应地水系统需采用开式系统。用户端蒸发器 水泵 用 户

用户端用户端 冷水箱

冷 冻 水 泵

回水箱 冷冻水箱 水泵

制冷剂 开式冷冻水系统

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(2)闭式系统

闭式水系统与外界空气接触少，管道腐蚀可能性小， 水泵能耗小。闭式系统必须采用壳管式蒸发器，用户处则应 采用表面式换热设备(表冷器或空调箱),还需增设膨胀水 箱，以适应水系统内的水在温度变化时的体积膨胀。工程设 计中，冷冻水系统多采用闭式水系统。

蒸发器 膨胀水箱 水泵 用 户

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开式与闭式系统的水泵扬程相差较大： 闭式系统中，水泵的扬程为：管道、制冷机组、换热器、 阀门等闭式循环水路中各个部件压力损失的总和。 开式系统中，水泵除承担管道等部件的压力损失外，还要 克服将水从开式水箱提升到管路最高点的高度差。

设计时需注意的事项： 对于开式系统，注意水泵吸水真空高度的问题，应防止水 泵吸入口汽化，必须保证水泵吸入口的水压力大于水的汽 化压力。 对

于闭式系统，在水泵吸入口设置定压水箱，保证水系统 任何一点的最低运行压力为5kPa以上，防止系统中任何 一点出现负压，否则有可能将空气吸入水系统中(抽空) 或造成部分软连接向内收缩等问题。(2013年4月)11

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膨胀水箱的作用与安装位置 其作用是：(1)抵消系统内温度变化时水体积的膨胀和收缩； (2)补充系统内水的损耗； (3)稳定系统内特别是水泵吸入口的压力。 安装位置： 尽量接至水泵吸入口，其连通管道上不要装设任何 阀门；膨胀水箱水位应高于系统最高水位1m以上，冬天要注意 其防冻。目前，膨胀水箱正逐步用设在泵房内的定压罐来代替。 开式系统蓄水箱容量的确定原则： (1)蓄存所有的系统水容量并附加一定的安全系数； (2)按照系统小时循环水量的5%~10%计算。 在实际设计中应取上述两者中较大的值。

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系统规模较大， 用户比较分散， 2.直连系统与间连系统 普遍用于大型建 筑和超高层建筑 根据用户水系统与制冷机组的连接方式不同，冷冻水系统 (高度大于 100m )的空调系 可以分为直连系统和间连系统。 统中。 定压水箱 定压水箱 系统规 模小， 用户比 较集中

阀门 空调用户

阀门 空调用户

换热器

制冷机组

水泵

制冷机组 水泵

图8-4 直连式冷冻水系统

图8-5 间连式冷冻水系统15

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3.异程系统和同程系统 冷冻水系统可分为异程系统和同程系统。定压水箱 阀门 空调用户

定压水箱 阀门 空调用户

制冷机组

水泵

制冷机组

水泵

图8-6 异程冷冻水系统

图8-7 同程冷冻水系统

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4. 两管制、三管制和四管制系统定压水箱

定压水箱

定压水箱

水泵

阀门 空调用户

热水

阀门 空调用户

热水 冷水

阀门 空调用户 水加热器 制冷机组 水泵

冷水水加热器 制冷机组

水加热器 制冷机组 水泵

图8-8

两管制水系统

图8-9

三管制水系统

8-10

四管制水系统

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5. 一次泵和二次泵系统阀门 空调用户 定压水箱

阀门 空调用户 定压水箱

分水缸

集水缸

分水缸

二次泵

集水缸

制冷装置 制冷机组

一次泵

制冷机组 制冷装置

一次泵

8-11 一次泵冷冻水系统(2013年4月)

图8-12 二次泵冷冻水系统18

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