暖通空调——空调水系统的各种管件与阀件

学术   2024-12-25 10:31   上海  
    空调水系统主要涵盖三大组成部分:一是冷却水系统,该系统包括冷却水管、泵、冷却塔、冷凝器以及各种阀门等关键设备;二是冷冻水系统,该系统则包含冷冻水管、泵、末端设备、阀门、保温材料以及膨胀水箱等重要部件;三是冷凝水系统。


一、空调水系统的优缺点

1、优势特点:

① 该系统具备高精度的温控能力,能够确保温度恒定,避免了忽冷忽热的不适感,从而为用户带来极佳的舒适性体验。

② 在运行过程中,其产生的噪音极低,能够为用户营造一个宁静安逸的环境,提升居住品质。

③ 该设备在运行费用上表现出色,即使仅有一个房间使用,也能通过水温控制开关实现长时间的停机,有效节约电能。

2、不足之处:

① 该系统对水系统的安装和保温要求较为严格,必须由专业团队进行操作,以防止可能出现的漏水问题,确保系统的稳定运行。

② 在选择水管材质时,需要选用高质量的材质,如PP-R管,以满足系统的运行需求。

③ 该系统在后期维护方面相对繁琐,由于辅助部件较多,可能导致系统故障率上升。若未能及时进行维护,将可能导致换热效率降低,进而大幅增加运行费用。



二、空调水系统管件附件的安装


1、水泵于系统设计中的布局位置

    水流在管道内移动时会遇到摩擦阻力(也称为沿程阻力或长度引起的阻力),以及流经各种部件(例如弯头、阀门、三通以及设备等)时产生的阻力(称为局部阻力)。水泵所提供的压力(即扬程)需足够克服这些阻力。

    通常情况下,冷冻水泵被配置在冷水机组的前端,负责将从末端设备返回的冷冻水加压后送回冷水机组;冷却水泵则设置在冷却水进入机组的水路上,负责将从冷却塔流出的冷却水加压后送回机组;而热水循环泵则安置在回水干管之上,其任务是将从末端设备返回的热水加压后送回板式换热器。



2、冷却塔阀门设计的考量

冷却塔是一种利用自然通风或机械通风机制,对热水进行冷却降温的热交换设备。它属于混合式热交换器的范畴,塔内冷却水主要通过水的蒸发散热和空气与水之间的对流换热来实现降温效果。

在设计冷却塔的阀门时,需要注意以下几点:

① 进水管上建议安装电磁阀,以替代手动阀,这样可以更方便地实现自动化控制。

② 泄水阀应设置在室内环境中,以避免在室外因低温导致的管内残水结冰问题。

3、关于水质处理的重要性



①、水过滤机制:

    水过滤器,亦被称为排污器,通常被安装在测量仪器或执行机构的前端,用于过滤水中的杂质。为了确保其持续有效的运行,需定期对其进行清洗。无论是开式系统还是闭式系统,水过滤器的设置都是系统设计过程中不可或缺的一环。当前市面上常用的水过滤器装置主要包括金属网状过滤器、Y型管道式过滤器以及直通式除污器等类型。这些过滤器通常被安装于冷水机组、水泵、换热器以及电动调节阀等关键设备的入口管道上,以确保进入这些设备的水质纯净无杂质。




②、闭式水系统的特性与配置:

在冷、热水系统中,为了确保系统的稳定运行,必须配置软化水处理设备以及相应的补水系统。

闭式水系统的优势包括:

a、由于管路不与大气直接接触,有效减少了管道与设备的腐蚀风险。

b、该系统无需为高处设备提供额外的静水压力,因此循环水泵的工作压力相对较低,进而使得水泵的功率需求也较小。

c、闭式系统省去了回水箱的设置,无需依赖重力回水,也无需另设回水泵等设备,从而降低了投资成本,简化了系统结构。

然而,闭式水系统也存在一些不足:

a、其蓄冷能力相对较小,因此在低负荷时,冷冻机可能需要频繁启动以满足需求。

b、在某些情况下,为膨胀水箱补水可能需要额外设置加压水泵。


③、电子水处理仪的安装位置:放置于水泵后面,主机前面。 


4、水泵进出口的阀门配置

    阀门在流体系统中扮演着至关重要的角色,它们的主要功能是接通、切断流体流动以及调节流体流量。在中央空调水系统中,我们常用的阀门类型包括截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀、调节阀、安全阀以及凝结水疏水器等。

    关于水泵进出口的阀门配置,具体规则如下:

① 在水泵的进水管路上,我们通常依次安装蝶阀、压力表以及软管接头。蝶阀用于控制流体的通断,压力表用于监测管道内的流体压力,而软管接头则起到减震和密封的作用。

② 在水泵的出水管路上,我们则依次安装软管接头、压力表、止回阀以及蝶阀。软管接头同样起到减震和密封的作用,压力表用于监测出水压力,止回阀则确保流体只能单向流动,防止逆流造成的损害,而蝶阀则用于控制出水流量。



5、分集水器在中央空调系统中的应用

    在中央空调系统中,为了实现对各空调区域流量的灵活分配与调节,通常会在水系统的供水管和回水管上分别设置分水器和集水器,这两个设备再分别与各空调区域的供水管和回水管相连接。

    对于包含两个以上供水支路的空调水系统,建议安装集分水器。集分水器的直径应根据总流量通过时的断面流速(推荐范围在0.5-1.0m/s)进行初步选择,并且其直径应大于最大接管开口直径的两倍。在确定分汽缸、分水器和集水器的直径D时,可以考虑以下因素:

① 分汽缸的直径D可以根据断面流速8-12m/s进行计算。

② 分水器和集水器的直径D则按照断面流速0.1m/s来计算。

③ 还可以采用经验公式进行估算来确定D,即D=(1.5-3)DMAX,其中DMAX表示支管的最大直径。

④ 在分水器和集水器之间,应增设电动压差旁通阀和旁通管,旁通管的管径一般选择DN50。

⑤ 在集水器的回水管上,应安装温度计以监测水温。

6、仪表的布置位置

    温度表、压力表以及其他测量仪表应布置在便于观察和操作的位置。阀门的高度通常应设置在离地1.2-1.5米之间,如果阀门的高度超过这个范围,则应设置工作平台以便于操作。



压力表配置:

    在冷水机组、进出水管、水泵进出口以及集分水器各分路阀门外的管道上,均应安装压力表,以便于监测和调控水系统的压力状况。

温度计设置:

    为了确保水温的精确监测,应在冷水机组和热交换器的进出水管、集分水器、集水器各支路阀门后以及新风机组的供回水支管上设置温度计。

7、水系统的排水与排气设计

① 在水系统的最低点,需设置专门的排水管和排水阀门,确保在需要排水时,能够在2~3小时内完成放水操作。

② 为了避免水系统中积聚气体,应在系统的最高点设计集气罐,并在每个最高点(当管道无坡度敷设时,即水平管水流的终点)安装放空器,以实现有效的排气。

8、压差旁通阀的选用原则

    在变水量水系统中,为了维持流经冷水机组蒸发器的冷冻水流量恒定,需要在多台冷水机组的供回水总管上设置一条旁通管。该旁通管上应安装由压差控制的旁通调节阀。在设计时,旁通管的最大流量应按照一台冷水机组的冷冻水水量来确定,而管径的选择则应根据冷冻水管的最大允许流速来直接确定。



9、机组布局与间距要求

    对于安装有两台压缩机的制冷机组,应确保两台压缩机突出部分之间的距离不小于1.0米。同时,制冷机组与墙壁之间以及与非主要通道之间的距离应保持不小于0.8米,以确保机组的正常运行和维护空间。

    对于大中型制冷机组,如离心式、螺杆式和吸收式制冷机,其机组之间的间距应控制在1.5至2.0米之间,以便于机组的安装、调试和日常维护。

    此外,制冷机房在规划时,最好在上部预留能够起吊机组最大部件的吊钩或设置相应的电动起吊设备,以便于机组的安装、维修和更换。



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