Chap 8 空调水系统空调水系统
z 各类空调水系统的工作原理及其特点各类空调水系统的工作原理及其特点重点掌握开式系统、闭式系统;定水量重点掌握开式系统、闭式系统;定水量及变水量系统;冷却水系统及变水量系统;冷却水系统
8.1 空调水系统的分类空调水系统的分类
z 按照水压特性按照水压特性
z 按照冷热管道的设置方式按照冷热管道的设置方式
z 按照末端设备的水流程按照末端设备的水流程
z 按照水量特性按照水量特性
z 按照水的性质按照水的性质
8.2 各种水系统各种水系统
z 7.2.1 开式、闭式系统开式、闭式系统
z 7.2.2 双管制、三管制、四管制双管制、三管制、四管制
z 7.2.3 同程系统、异程系统同程系统、异程系统
z 7.2.4 定水量系统、变水量系统定水量系统、变水量系统
z 7.2.5 冷冻水系统、冷却水系统冷冻水系统、冷却水系统管道与大气相通。
管道与大气相通。
水泵停止供水,管网系统内水泵停止供水,管网系统内水面与水池水面相齐,此高水面与水池水面相齐,此高度以上管道内均为空气。
度以上管道内均为空气。
开式系统开式系统采用蓄水池,夏季可用喷淋采用蓄水池,夏季可用喷淋室冷却空气,且可利用水池室冷却空气,且可利用水池蓄冷,节能。
蓄冷,节能。
水泵扬程较大,耗电量大,管水泵扬程较大,耗电量大,管道容易产生污垢和腐蚀,
道容易产生污垢和腐蚀,
降低传热效率,末端设备的水降低传热效率,末端设备的水力平衡较困难。
力平衡较困难。
系统管道内不与大气相系统管道内不与大气相通,冷冻水或热水在系统通,冷冻水或热水在系统中密闭循环,仅在最高点中密闭循环,仅在最高点设置膨胀水箱以保持高层设置膨胀水箱以保持高层建筑顶部水管充满水。
建筑顶部水管充满水。
闭式系统闭式系统管道系统不易产生污垢和腐管道系统不易产生污垢和腐蚀,水泵扬程只用于克服管蚀,水泵扬程只用于克服管网的循环阻力,耗电量小,
网的循环阻力,耗电量小,
中央机房占地面积小。
中央机房占地面积小。
无蓄冷能力,对冷水机组无蓄冷能力,对冷水机组的制冷量要求高。
的制冷量要求高。
两管制无论冬季、夏季,空无论冬季、夏季,空调的冷(热)媒均为调的冷(热)媒均为一供一回一供一回


三管制冷、热水供水管同时接至冷、热水供水管同时接至末端设备(盘管仍为冷、
末端设备(盘管仍为冷、
热合用),在末端设备接热合用),在末端设备接管处进行冬、夏自动转管处进行冬、夏自动转换。
换。
但回水只有一条回水管混但回水只有一条回水管混合后,分别再回到冷冻机合后,分别再回到冷冻机房或热交换站中。
房或热交换站中。
两供一回两供一回四管制所有末端设备中的所有末端设备中的冷、热盘管均独立工冷、热盘管均独立工作,冷冻水和热水可作,冷冻水和热水可同时独立送至各个末同时独立送至各个末端设备。
端设备。
两供两回两供两回同程系统异程系统水泵容量按建筑的最大设计水泵容量按建筑的最大设计负荷选定,且在全年固定的负荷选定,且在全年固定的水流量下工作,系统水量的水流量下工作,系统水量的变化基本上由水泵的运行台变化基本上由水泵的运行台数决定。
数决定。
定水量系统定水量系统一次泵变水量系统一次泵变水量系统水量的调节依靠设在水量的调节依靠设在回水总管上的压差旁回水总管上的压差旁通阀。
通阀。
旁通阀的作用:
旁通阀的作用:
1、调节流量
、调节流量
2、监控水泵台数的启闭,
、监控水泵台数的启闭,
以达到节能的目的以达到节能的目的旁通阀的最大设计水流量即是一台冷冻水泵的流量。?
二次泵变水量系统二次泵变水量系统系统设置了两级泵及平系统设置了两级泵及平衡管。
衡管。
初级泵随冷水机组联锁初级泵随冷水机组联锁启停,次级泵根据用户启停,次级泵根据用户侧需水量进行台数启停侧需水量进行台数启停控制。当次级泵与初级控制。当次级泵与初级泵总供水量有差异时,
泵总供水量有差异时,
相差部分从平衡管中流相差部分从平衡管中流过,用户侧的供水量调过,用户侧的供水量调节通过次级泵运行台数节通过次级泵运行台数及压差旁通阀及压差旁通阀
V
1
来控来控制。
制。
初级泵用以克服平衡管以初级泵用以克服平衡管以下管路的水流阻力下管路的水流阻力次级泵用以克服平衡管以次级泵用以克服平衡管以上环路的阻力上环路的阻力平衡管的作用:
平衡管的作用:


平衡初平衡初级泵和次级泵的水量差值级泵和次级泵的水量差值


是冷水机组初启停的桥是冷水机组初启停的桥梁梁


是水泵扬程的分界线是水泵扬程的分界线
§
§
8.3 冷却水系统冷却水系统专为水冷冷水机组或水冷直接蒸发式空调机专为水冷冷水机组或水冷直接蒸发式空调机组设置组设置目的是向冷水机组中的冷凝器提供冷却水目的是向冷水机组中的冷凝器提供冷却水塔却冷压缩机器发蒸器凝冷 冷冻水冷冻水系统冷冻水系统冷却水系统冷却水系统接循环水接循环水下一页下一页冷却水的种类冷却水的种类天然水冷却天然水冷却自来水、地下水、江河、湖泊或水库中的水均自来水、地下水、江河、湖泊或水库中的水均为优良的冷源为优良的冷源


? 直流式直流式冷凝器交换完的热水直接排入天然水源中经自冷凝器交换完的热水直接排入天然水源中经自然冷却后再取用。
然冷却后再取用。
? 混合式混合式水源为深井水,但水量较少,可与其它水源混水源为深井水,但水量较少,可与其它水源混合供给冷凝器,热水则回到另一深井中。
合供给冷凝器,热水则回到另一深井中。
接示意图接示意图接示意图接示意图冷凝器蒸发器压缩机水冻冷系统简单,但对水量的需求较大,浪费水系统简单,但对水量的需求较大,浪费水返回返回冷凝器蒸发器压缩机水冻冷深井 深井另一水源另一水源需水量多,使用极少需水量多,使用极少循环水冷却循环水冷却适用于水资源缺乏地区,冷却水用量也适用于水资源缺乏地区,冷却水用量也较大较大冷却水量的损失冷却水量的损失空气吸湿带走的蒸发部分空气吸湿带走的蒸发部分风机向上排风而吹出的部分风机向上排风而吹出的部分损失水量占总循环水量的损失水量占总循环水量的
0.3~

1%,可补充自来水
%,可补充自来水接示意图接示意图冷冷却却塔塔类型
( 1)逆流式冷却水与空气流向相反冷却原理:
水气相接触时进行热湿交换,利用空气的湿球温度进行冷却,热交换效率高


2)横流式
)横流式冷却原理:
冷却原理:
水气相接触时进行热湿交水气相接触时进行热湿交换,利用空气的湿球温度换,利用空气的湿球温度进行冷却,热交换效率高进行冷却,热交换效率高冷却水与空气流向垂直冷却水与空气流向垂直


3)引射式
)引射式无冷却风机,采用高速水通无冷却风机,采用高速水通过喷水口射出,从而引射一过喷水口射出,从而引射一定量的空气进入塔内进行热定量的空气进入塔内进行热交换达到冷却的目的交换达到冷却的目的冷却原理:
冷却原理:
同逆流式同逆流式特点:
特点:
可靠性高,稳定性好,噪声可靠性高,稳定性好,噪声小,但设备尺寸较大,造价小,但设备尺寸较大,造价昂贵昂贵


4)蒸发式
)蒸发式系统全封闭系统全封闭冷却原理:
冷却原理:
空气与循环水进行热空气与循环水进行热湿交换湿交换循环水蒸发过程中与循环水蒸发过程中与冷却水通过盘管时进冷却水通过盘管时进行间接热交换行间接热交换冷却塔的设置空气流畅,风机出口处无障碍物的地方噪声要求低,允许水滴飞溅的地方设置在屋顶时,应校核结构的承载强度不宜设在厨房等排风口有高温空气出口的地方,并需考虑与烟囱的位置应有足够的距离补给水量一般为循环水量的 1~ 3%,为防止冷凝器及冷却水管路系统的腐蚀,冷却水和补给水的水质需满足要求多台冷水机组并联,且只有部分机组运行时,
需及时关闭停运机组的冷凝器和冷却塔供水管的阀门冷却塔宜采用相同的型号,其台数宜与制冷机台数相同冷却水系统的运行冷却水系统的运行当每组冷却塔中有多个风机当每组冷却塔中有多个风机时,通过回水温度控制风机时,通过回水温度控制风机的运行台数的运行台数当每组只有一个风机时,则当每组只有一个风机时,则在冷却水供、回水总管上设在冷却水供、回水总管上设置旁通电动阀,通过总回水置旁通电动阀,通过总回水温度调节旁通量,保证冷却温度调节旁通量,保证冷却水进水温度不变水进水温度不变改变风机转速,降低冷却能改变风机转速,降低冷却能力力
§
§
8.4 蓄冷蓄冷空调蓄冷系统的基本形式空调蓄冷系统的基本形式按蓄冷量的大小划分按蓄冷量的大小划分全负荷蓄冷全负荷蓄冷部分负荷蓄冷部分负荷蓄冷接下页接下页接下页接下页将白天的全部负荷将白天的全部负荷转移到夜间去,
转移到夜间去,
制制冷机只夜间运行冷机只夜间运行


白天靠夜间的蓄冷白天靠夜间的蓄冷量来满足供冷需求量来满足供冷需求特点:系统运行费用低,制冷机组及蓄冷装置特点:系统运行费用低,制冷机组及蓄冷装置容量较大,设备投资大,占地面积大容量较大,设备投资大,占地面积大适用范围:只部分时间有空调蓄冷量要求的建筑适用范围:只部分时间有空调蓄冷量要求的建筑返回返回将白天的部分负荷将白天的部分负荷转移到夜间去,
转移到夜间去,
制制冷机冷机
24小时运行小时运行


白天用制冷机的产白天用制冷机的产冷量加上夜间的蓄冷量加上夜间的蓄冷量来满足白天的冷量来满足白天的高峰负荷高峰负荷特点:系统运行费用略高,制冷机组及蓄冷装特点:系统运行费用略高,制冷机组及蓄冷装置容量相对较小,设备投资亦较小置容量相对较小,设备投资亦较小按使用的蓄冷介质划分按使用的蓄冷介质划分水蓄冷水蓄冷冰蓄冷冰蓄冷水水蓄蓄冷冷工作原理工作原理蓄冷泵和制冷机运行,将冷水不断制冷蓄冷泵和制冷机运行,将冷水不断制冷后存入水池中,在空调循环中,由空调后存入水池中,在空调循环中,由空调泵把储存的冷水送至用户。
泵把储存的冷水送至用户。
开式系统开式系统闭闭式式系系统统工况
RP1P2P3V1V2V3V4 V5 V6
蓄冷 开关开关关开关开 关 关制冷机供冷 开 开 关 关 开 关 开 关 关 关蓄冷水池供冷 关 关 关 开 关 关 关 关 调节 调节联合供冷 开 开 关 开 开 关 开 关 调节 调节工况
RP1P2P3V1V2V3V4 V5 V6
蓄冷 开关开关关开关开 关 关制冷机供冷 开 开 关 关调节开开关 开调节蓄冷水池供冷关关关 开调节关开关 关调节联合供冷 开 开 开 开调节开开关 开调节特特点点优点优点可减小制冷设备的装机容量,从而降低初可减小制冷设备的装机容量,从而降低初次投资费用次投资费用可均衡电网负荷可均衡电网负荷制冷设备可经常在满载高效率下运行制冷设备可经常在满载高效率下运行可利用夜间冷却塔冷却能力,降低制冷系可利用夜间冷却塔冷却能力,降低制冷系统的冷凝温度,从而提高产冷量统的冷凝温度,从而提高产冷量可利用夜间廉价的电价,降低运行费用,
可利用夜间廉价的电价,降低运行费用,
从而提高经济效益从而提高经济效益缺点缺点增加了蓄冷水池水泵的输送能耗,占据较增加了蓄冷水池水泵的输送能耗,占据较大的建筑面积和空间大的建筑面积和空间增加了蓄冷池等设备的冷量损失增加了蓄冷池等设备的冷量损失增加了管路系统的复杂程度,给管理带来增加了管路系统的复杂程度,给管理带来一定的问题一定的问题因水池部分开启,容易污染循环水因水池部分开启,容易污染循环水冰冰蓄蓄冷冷利用冰的溶解热进行蓄冷,制冷机是利用冰的溶解热进行蓄冷,制冷机是在在双出水温度双出水温度的状态下运行,蓄冰时出的状态下运行,蓄冰时出水温度为水温度为
-5℃

,直接供冷时为
,直接供冷时为
5~

5.5℃

,供冷不可蓄冰,蓄冰时不可供
,供冷不可蓄冰,蓄冰时不可供冷。
冷。
工况
RP1P2V1V2V3V4RJ
蓄冷 开(低温水) 开 关 关 开 关 开 关制冷机供冷 开(高温水) 开 开 开 关 开 关 开蓄冰槽供冷 关 开 开 开 关 调节 调节 开联合供冷 开(高温水) 开 开 开 关 调节 调节 开特点特点优点优点具有较小的制冷设备装机容量,能经常在满负具有较小的制冷设备装机容量,能经常在满负荷高效率下运行,可均衡电网负荷,利用夜间荷高效率下运行,可均衡电网负荷,利用夜间廉价电力廉价电力蓄冰池容积小,造价低蓄冰池容积小,造价低蓄冰池的热损小蓄冰池的热损小冰蓄冷的温度在冰蓄冷的温度在
0~

4℃

左右,故送风系统可采左右,故送风系统可采用低温送风,风量减小,风机动力减小用低温送风,风量减小,风机动力减小缺点缺点夜间制冷时,设备的夜间制冷时,设备的
COP性能系数有性能系数有所下降所下降设备运行技术条件要求较高设备运行技术条件要求较高总体而言,冰蓄冷是经济性能较高的一种总体而言,冰蓄冷是经济性能较高的一种系统。
系统。