空调水系统概述

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。

制冷机组的能效比：

（kW/kW）

系统能效比：

（KW/KW）

系统季节能效比：

（KWh/KWh）

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。

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

（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。

（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。

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。

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。

2.直连系统与间连系统

根据用户水系统与制冷机组的连接方式不同，冷冻水系统可以分为直连系统和间连系统。

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。

4.两管制、三管制和四管制系统

5.一次泵和二次泵系统

一次泵系统组成简单，控制容易，运行管理方便，一般多采用此种系统。

二次泵系统：一次环路负责冷冻水的制备-------定流量运行；二次环路负责冷冻水的输配-------变流量运行。

二次泵系统的最大优点是：能够分区分路供应用户侧所需的冷冻水，适用于大型系统。

6.变水量和定水量系统

1.一次泵定水量系统

2.一次泵变水量系统

3.二次泵变水量系统

冷却水进水温度一般应不高于32℃，冷却水主要指冷凝器和压缩机冷却用水。

（一）直流式冷却水系统

最简单的冷却水系统是直流式供水系统，即升温后的冷却回水直接排除，不循环使用。这种系统只适用于水源水量特别充足的地区，例如靠近江、河、湖泊、海等地方，城市自来水不宜选用。

（二）循环式冷却水系统

1、自然通风冷却循环系统

2、机械通风冷却循环系统

当冷却水系统出现上述现象时：

冷却塔的进水管上安装了电动阀，而回水管上未装；

当出水电动阀关闭而进水电动阀开启时；

冷却塔水量分配不平衡时；

多台大小不同的冷却塔并联设置且集水盘水位不相同时，容易出现“溢流”问题。

避免措施：当冷却塔不运行时，同时严密关闭冷却塔进、出水电动阀。

目前，冷却水系统大多采用循环式冷却水系统，利用冷却塔机械循环。冷却塔中冷却水的终温一般可达到比当地的湿球温度高５℃左右的温度（约为３２℃）。

冷却水系统由冷凝器、冷却塔、水泵等组成，冷却塔是以冷凝器的冷却水流量作为依据，选择低噪音型，安装位置离居住区远，离制冷机近，一般安装在制冷机房屋面上，其出水管比进水管大一号，因出水管是靠重力返回水泵。同型号多台冷却塔并联使用应考虑均压连接和自动（手动）补水，且每台互为备用。

3、冷却水泵扬程的确定

冷却水系统的水力计算

冷却水泵所需扬程：

(mH2O)

hf、hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力（mH2O）；

hm——冷凝器阻力（mH2O）（一般为5~10mH2O）；

hs——冷却塔中水的提升高度（从冷却塔盛水池到喷嘴的高差）（mH2O）；

ho——冷却塔喷嘴喷雾压力（mH2O），3-6mH2O。