09空调管路系统与消声隔振

第13章管路系统和消声隔振

重点: 空调水系统
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空调水系统主要内容
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一、概述二、水系统的分类三、一次泵水系统百度搜索：99建筑网,查看数百万资料
四、二次泵水系统五、冷却水系统六、空调凝结水系统（重力作用\集中排放）

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一、概述
? 全水系统、空气－水系统、全空气系统必备。
? 包括冷却水系统和冷冻水系统 ? 冷冻水系统是连接冷热源与空气处理设备的环

节（冬季时为热水）
? 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
? ?
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冷冻水系统的输配用电占动力用电的约12%~24%

冬季热水输配用电占动力用电的约20%~25%
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空调水系统的基本组成
? 水泵
? 管道

? 定压设备
? 阀门 ? 换热器 ? 除污器

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冷却水系统的基本组成
冷却水泵冷却塔管道阀门

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二、水系统的分类
按系统内各处的水压是否相互作用，分为直连和间连系统
在直连中，按泵的作用范围和组数分为一次泵和二次泵系统按冷热水供回水管的数量分为两管制和四管制系统按系统中参与流动的水是否与大气接触，分为开式和闭式系统
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直连与间连系统
当系统太大，不便于运行调节时；或当系统太高，下部设备的承压存在问题时，通常不将所有的设备直接连在一起，而是通过换热器将二者的水压力分隔开，前者为直连系统，后者为间连系统思考：什么情况会出现承压问题而需要采用间连方式？

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水系统的承压
? 水系统的最大压力点：

水泵出口
停止运行：hA=ho ? 正常运行： hA=ho＋ Hpump-v2/2g ? 起动瞬间： hA=ho＋ Hpump
?

水泵全压
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水系统的承压
可能出问题

? 水系统中常用设备的承压能力
?

蒸发器、冷凝器：国产，100mh2O；进口, 可能出问题加强型，可达200m ? 风机盘管： 100m水柱，175m水柱两种 ? 管材：低压250m，高压10000m ? 阀门：低压160m，高压10000m
结论：当系统较高时，制冷和空调设备有可能出现承压不够的问题
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水系统的承压
?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（需具备相应的条件）冷源置于顶层（对下部的盘管和空调箱仍可能出现问题）高低区共用冷源，水系统分开—使用板式换热器（即间连系统）被广泛采用的是间连系统方式

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板式换热器

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水系统的定压
? 定压点

压力可能波动
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水系统的定压
?定压方式
?

? ?

膨胀水箱：四管制系统冷、热水膨胀水箱需分开设置气体定压罐补水泵

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两管制与四管制系统
传统的两管制系统
夏季管中走冷水 ? 冬季管中走热水 ? 过

渡季切换
?

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四水管系统

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三水管系统

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开式系统与闭式系统
喷水室系统均为开式系统，表面式换热器系统一般为闭式系统开式系统的自由液面即为定压面，闭式系统需要定压装置

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开式系统（1）

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开式系统（2）

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三、一次泵水系统
主要确定：水泵的流量与扬程分类：一次泵定流量系统一次泵变流量系统
关键：一次泵系统的控制策略
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一次泵系统的流量与扬程
三通阀

流量由设计的温差（通常为 5℃）和制冷/ 热量确定扬程包括设计流量下各部分的阻力

FCU

集水缸

分水缸

冷水机组
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一次泵定流量系统（CWV）
? 用户侧总供水流量不可
三通阀

FCU

调节，输配耗电基本不变 ? 用户采用三通阀调节所需流量 ? 流量的变化采用台数控制（所以不象CAV那样完全不调节）
? ?

集水缸

分水缸

泵与冷水机组联锁泵和冷水机组不停，输配能耗基本不变

冷水机组
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一次泵变水量系统（VWV）

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一次泵变水量系统

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百度搜索：99建筑网,查看数百万资料
四、二次泵系统
一次泵仅负责冷机部分的阻力，用户侧的阻力由另外一组泵承担的系统称为二次泵系统

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二次泵定流量(CWV)系统
三通阀

? 二次泵定流量，

FCU

用户侧总供水流量基本不变 ? 部分负荷时可以停部分一次泵，冷水机组联锁启停，从而改变用户侧供水温度
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集水缸

分水缸

冷水机组
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二次泵变流量(VWV)系统
? 部分负荷时，用户侧总供水量减少，输

配电耗减少 ? 用户采用二通阀调节所需流量

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二次泵变水量系统
（二次泵变台数控制）
? 部分负荷时，用户

侧总供水量减少，输配电耗减少 ? 用户采用二通阀调节所需流量 ? 两种调节方式
? ?

二次泵变台数控制二次泵变频控制

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二级泵变水量系统
（二次泵变频控制）

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变水量系统的控制
? 用户流量的控制
?

?

用户侧压差控制：保证用户侧进出口压差不变，以保证各用户的水力平衡用户侧总供水流量控制：在部分负荷时节省输配能耗

? 冷水机组控制：冷水机组出水温度保持

不变；制冷水机与一次泵联锁运行，保证制冷水机流量；在部分负荷时改变冷机运行台数
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二次泵VWV系统
? 二次泵台数控制 ? 二次泵变速控制 ? 二次泵台数+变速控制（变速泵+定速泵）

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二次泵变水量系统
（二次泵变台数控制）
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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 ? 二次泵的旁通管按一台泵的流量设计
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二次泵

VWV系统的控制策略
（二次泵运行台数控制）
? 末端用户 ? 室内恒温器控制二通阀 ? 用户侧 ? 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：
?

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，

? 冷水机组 ? 供水温度不变 ? 冷量控制（不采用回水温度控制） ? 测量旁通管水量比例
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二次泵系统泵台数控制：

一次泵流量控制，二次泵压差
控制

流量计

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二级泵系统泵台数控制：

一次泵冷量控制，二次泵流量控制

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二次泵为什么节省输配能耗
?根据用户侧的冷量改变二次泵的台

数或转速进行调节，节省了二次泵的输送能耗 ?部分负荷时，冷水机组的水流量大于用户侧，多出部分流量经过旁通管分流。这部分流量输配耗能小，二次泵系统小于一次泵系统。
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二级泵VWV系统的控制策略
（二次泵变频控制）
? 末端用户 ? 室内恒温器控制二通阀
? 用户侧 ? 用户侧压差、流量控制：二次泵变频保证压差不变 ? 冷水机组 ? 供水温度不变 ? 测量冷量，控制冷水机组运行台数 ? 测量旁通管流量比例，控制冷水机组运行台数
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二级泵VWV系统的控制策略
（二次泵变速+定速控制）
?为节约初投资，很多系统只采用一

台变频泵，其余均用定速泵，是一种变形的变频调节方案

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不同水系统输配能耗比较

1. CWV 2.二通阀＋定速泵3. 台数控制 4. 5. 不同变速方式
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二级泵VWV系统的其它控制策略
（二次泵变速控制）
? 变速控制二次泵系统存在更好的控制策略
?

?

不控制用户侧供回水压差，但需注意水力平衡可以在一定范围内改变供、回水温度

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五、冷却水系统
冷却塔与冷水机组一一对应设置，联锁启停

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本章主要掌握: 水系统的定压方式及其设备选型计算
重点：膨胀水箱的作用及设计计算

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膨胀水箱的作用
1.系统定压。如系统缺水，即压力降低时，膨胀水箱就会自动向系统补水。反之，如系统压力增大（比如说水的体积膨胀）时，膨胀水箱可自动排除多余的水量，直至压力保持平衡为止。
2.排除系统内的空气。

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膨胀水箱的定压作用
闭式膨胀水箱一般叫做定压罐，而膨胀水箱一般都指开式的水箱。都有膨胀和定压的作用。闭式膨胀定压罐的控制可以有两种方式，一般常用的是压力控制。也可用水位控制，但不如用压力简单。系统的定压作用：无论是采暖还是空调，水循环系统都是闭式的，系统需要一个恒压点，也就是定压系统的定压点。定压点压力的高低要