水冷冷水機組系統圖：

主機設備的選擇：

1、根據建筑的空調面積和房間功能進行空調冷負荷計算；

2、統計建筑空調總冷負荷；

3、大部分建筑需要考慮房間的同時使用率，一般建筑的同時使用率為70%～80%左右，特殊情況需根據建筑功能和使用情況確定；

4、制冷機的冷負荷為建筑空調設計總冷負荷與同時使用率的乘積。根據計算的制冷負荷即可選擇制冷主機。

臺數確定：螺桿機方案中一個系統最多主機設備臺數不宜大于3 臺；模塊機方案中一個系統主機最多臺數為16臺。

制冷主機臺數可根據甲方要求和建筑現場實際情況進行確定。

末端設備的選擇：

中央空調走水末端設備主要分為風機盤管和空氣處理機組。

風機盤管末端設備選型：

風機盤管有兩個主要參數：制冷（熱）量和送風量，故風機盤管的選擇有如下兩種方法：

1、根據房間循環風量選：房間面積、層高（吊頂后）和房間換氣次數三者的乘積即為房間的循環風量。利用循環風量對應風機盤管高速風量，即可確定風機盤管型號；

2、根據房間所需的冷負荷選擇：通過負荷冷指標法，根據單位面積負荷指標和房間面積，可計算出房間所需的冷負荷值；利用房間冷負荷對應風機盤管的高速風量時的制冷量即可確定風機盤管型號(一般按冷量設計選擇風機盤管)。

確定型號以后，還需確定風機盤管的安裝方式（暗裝或明裝），送回風方式（上送上回、側送上回、側送側回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。

空氣處理機設備選型：

空氣處理機組主要用于空調場所進行空氣處理及提供新風，一般有回風工況和新風工況兩種工作狀態。

空氣處理機組的選擇一般由三個主要參數決定：風量、制冷量（表冷器排管數）和機外余壓。

先根據系統需要的循環風量確定空氣處理機組的風量，然后根據需要提供的冷量來決定其管排數，再根據風系統的阻力確定機外余壓，由這三個參數便可確定空氣處理機的型號。

空氣處理機組一般有吊頂式和落地式兩種。落地式包括立式和臥式兩種。另外機組的送回風方式也有很多不同。根據建筑情況和建筑業主要求進行最終的確定。

注意：空調工況的制冷（熱）量比新風工況時要小。

空調水系統介紹：

1、開式循環水系統

定義：管路之間有貯水箱（或水池）通大氣，自流回水時，管路通大氣的系統。

空調系統采用噴水室冷卻空氣時，宜采用開式系統。

冷卻水系統為開式系統。

開式循環的優點：

冷水箱有一定的蓄冷能力，可以減少開啟冷凍機的時間，增加能量調節能力，且冷水溫度波動可以小一些。

開式循環的缺點：

冷水與大氣接觸，易腐蝕管路；噴水室如較低，不能直接自流回到冷凍站時，則需增加回水池和回水泵；用戶與冷凍站高差較大時，水泵則需克服高差造成的靜水壓力，耗電量大；采用自流回水時，回水管徑大，因而投資高一些。

冷卻水系統原理圖

2、閉式循環水系統

定義：管路系統不與大氣接觸，在系統最高點設膨脹水箱并有排氣和泄水裝置的系統。

冷凍水系統為閉式系統。

當空調系統采用風機盤管和空氣處理機組冷卻用時，冷水系統宜采用閉式系統。高層建筑宜采用閉式系統。

閉式循環的優點：

a、管道與設備不易腐蝕；

b、不需為高處設備提供的靜水壓力，循環水泵的壓力低，從而水泵的功率相對較小；

c、由于沒有貯水箱、不需重力回水、回水不需另設水泵等，因而投資省、系統簡單。

閉式循環的缺點：

a、蓄冷能力小，低負荷時，冷凍機也需經常開動；

b、膨脹水箱的補水有時需要另設加壓水泵。

閉式循環水系統：

冷凍水系統原理圖

3、同程式水系統

定義：經過每一并聯環路的管長基本相等，阻力相近；若通過每米管路的阻力損失接近相等，則管網的阻力不需調節即可保持平衡。

同程式系統的優點：系統的水力穩定性好，各設備間的水量分配均衡，調節方便。

同程式系統的缺點：由于采用同程管，管道的長度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投資。

4、異程式水系統

定義：經過各并聯環路的管長不等，管路的阻力不等；需在各并聯管網上增加相應的調節閥來調節水網平衡。

異程式系統的優點：異程式系統簡單，耗用管材少，施工難度小。

異程式系統的缺點：各并聯環路管路長度不等，阻力不等，流量分配難以平衡。

系統水量與管徑計算：

1、冷凍水流量

沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據產品樣本提供的數值選用或根據如下公式進行計算。如果考慮了同時使用率，建議用如下公式進行計算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時使用率情況下的總冷負荷。

G=Q/[cρ（th-tj）]

式中G-冷水總水量（m3/s）；

Q-各空調房間設計工況的綜合最大負荷（KW）；

c-水的比熱容，可取4.2KJ/(kg·℃)；th-回水的平均溫度（℃）；

ρ-水的密度，可取1000kg/m3；tj-供水溫度（℃）；

2、冷卻水流量

主機為壓縮式制冷時，G1=（1.25~1.35）G；

主機為吸收式制冷時，G1=（1.75~1.85）G；

3、水系統水管管徑的計算

空調水管的水流速主要考慮經濟和噪聲兩個因素。管內的水流速過大，對環路的平衡不利，故總管流速可取得大一些，而分支管路可以小一些。

空調水管管徑的確定:初步確定水流速，根據機組水流量，用公式G=0.25υ*πd2計算出管徑，計算出管徑后應對照國家規范是否可行，直到適合為止；

式中G-通過該管段的水流量（m3/s）；

υ-通過該管段的水流速度（m/s）。

表1 冷凍冷卻水管干管允許最大經濟流速 m/s

主管路流速設計：

目前管徑的尺寸規格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600。

注意：一般選擇水泵時，水泵的進出口管徑應比水泵所在管段的管徑小一個型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進口管徑應為DN100。

管道材料與連接方式：

一般DN≤150用鍍鋅鋼管、DN200～450用無縫鋼管、DN≥500用螺旋鋼管，建議DN≤450均用無縫鋼管，除與閥件、設備連接用管螺紋或法蘭外，其它為焊接。

保溫：不燃材料（玻璃棉）、難燃材料（橡塑等）。

水泵的選擇：

1、水泵的主要形式：

水泵的優缺點：

臥式離心泵運行相對穩定，但占地面積較大；立式離心泵是直接安裝到管道上，不占空間，但泵功率一般情況不超過75KW，否則可能對管路沖擊比較大。

2、水泵選擇原則及注意事項：

a、首先要滿足最高運行工況的流量和揚程,并使水泵的工作狀態點處于高效率范圍。

b、泵的流量和揚程應有10%~20%的富裕量。

c、當流量較大時,宜考慮多臺并聯運行,并聯臺數不宜超過三臺。

d、多臺泵并聯運行時,應盡可能選擇同型號水泵。

e、選泵時必須考慮系統壓力對泵體的作用,注意水泵殼體和填料的承壓能力以及軸向推力對密封環和軸封的影響.高層建筑水系統采用閉式循環時,系統的壓力大大超過系統克服沿程摩擦和局部阻力損失所需的壓力,在選用水泵時應注明所承受的靜壓值,必要時由制造廠家做特殊處理。

f、一般工程可按總管長的5~7m/100m選取損失揚程,再加上設備的損失揚程，即得到閉式系統水泵總揚程；開式系統總揚程與閉式系統總揚程不同，除系統損失揚程與設備 的損失揚程外，還得加上系統的實際揚程(水泵吸入揚程與輸出揚程)。

3、水泵揚程的確定

水系統中水流經管子、管件表面時會有一定的摩擦力損失，此摩擦損失即是水泵損失揚程，損失揚程主要跟流速、管徑、水管里面的粗糙度、水管的長度、管件、管路 配件等有關。

1)冷凍水泵揚程H（mH2O）估算公式： Hmax=ΔP1+ΔP2+0.05L（1+K）

式中ΔP1-最不利環路中冷水機組蒸發器水壓降；

ΔP2-最不利環路中各臺空調末端裝置的水壓損失最大一臺壓力降；

L-最不利環路的總水管長度；

0.05-在水系統的最不利環路中,大致取每100m管長的沿程阻力損失為5mH2O；

K-為最不利環路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值。當最不利環路較長時K取0.2~0.3；最不利環路較斷時K取0.4~0.6。

2）冷卻水泵揚程H（mH2O）估算公式： Hmax=ΔP1+Z+5+0.05L

式中ΔP1-最不利環路中冷水機組冷凝器水壓降；一般為5~7mH2O；

Z-冷卻塔開式段高度；一般為2~3mH2O

L-冷卻水系統來回水管長度；

5-管路中管件局部損失可取5mH2O；

0.05-在水系統中，沿程阻力大致取每100m管長損失為5mH2O；

4、水泵并聯運行情況

由上表可見：水泵并聯運行時，流量有所衰減；當并聯臺數超過3臺時，衰減尤為厲害。故強烈建議：1.選用多臺水泵時，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調系統中水泵并聯不宜超過3臺，即進行制冷主機選擇時也不宜超過三臺。

一般，冷凍水泵和冷卻水水泵的臺數應和制冷主機一一對應，并考慮一臺備用。補水泵一般按照一用一備的原則選取。

冷卻水塔的選擇：

1、冷卻塔臺數與制冷主機的數量一一對應，可以不考慮備用；

2、冷卻塔的水流量 = 冷卻水系統水量×（1.25~1.35）；

3、為了使冷卻系統安全可靠的運行，實際設計時應注意以下幾點：

（1）冷卻塔上的自動補水管應稍大一點，一般按補水能力大于2倍的正常補水量設計；

（2）在冷卻水循環泵的吸入口段再設一個補水管，這樣可縮短補水時間，有利于系統中空氣的排出；

（3）冷卻塔選用蓄水型冷卻塔或訂貨時要求適當加大冷卻塔的集水槽的貯水能力；

（4）應設置循環泵的旁通止回閥，以避免停泵時出現從冷卻塔內大量溢水問題，并在突然停電時，防止系統發生水擊現象；

（5）設計時要注意各冷卻塔之間管道阻力平衡問題；接管時，注意各塔至總干管上的水力平衡；供水支管上應加電動閥，以便在停某臺冷卻塔時用來關閉；

（6）并聯冷卻塔集水槽之間設置平衡管。管徑一般取與進水干管相同的管徑，以防冷卻塔集水槽內水位高低不同。避免出現有的冷卻塔溢水，還有的冷卻塔在補水的現象。

輔助電加熱的選型：

電輔加熱器的選擇：一般按照主機制熱量的1/3-1/4選擇。

電子水處理儀和過濾器的選擇：

1、產品主要形式：

2、電子水處理儀和過濾器的選擇

電子水處理儀，又名電子除垢防垢儀，對物理性、生物性、化學性的垢類均有明顯的預防和清除效果。

空調水系統中使用到的電子水處理儀和水過濾器一般都按照設備所在管段的管徑進行選擇。

冷卻水系統屬開式系統，必須使用電子水處理儀；

冷凍水系統屬閉式系統，要求不是那么嚴格，可以在冷凍水系統管路中或膨脹水箱進水管路中安裝電子水處理儀。

膨脹水箱的選擇：

膨脹水箱在空調水系統中所起的作用是膨脹、定壓及補水，因此膨脹管上不應設有任何閥門。

膨脹水箱的有效容積：VC=0.0006×（t2-t1）×（2~3）QO （L）

式中0.0006-為水的體積膨脹系數（L/℃）；

t2-水的最高工作溫度；

t1-水的最低工作溫度；

2~3-系統水容量大約為2~3L/KW；

QO-系統設計總耗冷量（KW）。

膨脹水箱的安裝高度一般比水系統最高點高出1.5m以上。

膨脹水管一般連接在水泵吸入側，如在北方比較寒冷的地區，膨脹水箱應設計有循環管，以防水箱內水凍結。

附屬配件的選型：

1、配件的作用

空調系統冷熱水管道上的配件起減震、啟閉、調節、控制流向和壓力等作用。常用閘閥、截止閥起啟閉、調節作用，用止回閥控制流向，用安全閥控制安全壓力，用減壓閥減壓，用平衡閥調整各環路阻力平衡。閥門又可分為手動閥、電動閥、氣動閥等。

閥門搬運時不允許拋擲，吊裝時鋼絲繩應拴在閥體或法蘭盤上，不能拴于手輪或閥桿上以免損壞。所有的閥門都應開關靈活，表面無損傷，閥桿不彎曲。管道采用螺紋連接時用螺紋閥門，焊接時用法蘭閥門。另一方面可根據管徑大小來選：小直徑閥門（如DN100以下）多用螺紋閥門；大直徑閥門多用法蘭閥門。閥門應安裝在便于操作、維修和檢查處。為拆卸方便，螺紋閥門需配裝活接頭、長絲或法蘭盤。法蘭閥門必須配法蘭盤。在水平管上，閥桿應垂直向上或斜向便于開閉的方向，但不許向下。在垂直管上，閥桿應垂直墻面。在安裝閥門時，要注意閥體上的介質流動方向箭頭，不得裝反。

2、閥門的選型設計

3、常用閥門配件

空調水系統設計中應注意的問題：

（1）放氣排污。在水系統的頂點要設排氣閥或排氣管，防止形成氣塞；在主立管的最下端(根部)要有排除污物的支管并帶閥門；在所有的低點應設泄水管并加裝閥門。

（2）熱脹、冷縮。對于和度超過40m的直管段，必須裝伸縮器。在重要設備與重要的控制閥前應裝水過濾器。

（3）對于并聯工作的冷卻塔，一定要安裝平衡管。

（4）注意管網的布局，盡量使系統先天平衡。實在從計算上、設計上都平衡不了的，適當采用平衡閥。

（5）要注意計算管道推力。選好固定點，做好固定支架。特別是大管道水溫高時更得注意。

（6）所有的控制閥門均應裝在末端設備冷凍水的回水管上。

（7）注意坡度、坡向、保溫防凍。

冷凝水系統設計：

1、冷凝水管的設計

冷凝水系統的設計通常采用集中、就近的排放原則，具體管道計算可以根據末端設備的冷負荷Q(kW)按下列數據近似選定冷凝水管的公稱直徑：

管徑與負荷的關系

冷凝水管的公稱直徑DN（mm），應根據通過冷凝水的流量計算確定。

一般情況下，每1kW冷負荷每1h約產生0.4kg左右冷凝水；在潛熱負荷較高的場合，每1kW冷負荷每1h約產生0.8kg冷凝水。

2、冷凝水系統設計注意事項

風機盤管機組、整體式空調器、組合式空調機組等運行過程中產生的冷凝水，必須及時予以排走。排放冷凝水管道的設計，應注意以下事項：

a、沿水流方向，水平管道應保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位。

b、當冷凝水盤位于機組負壓區段時，凝水盤的出水口處必須設置水封，水封的高度應比凝水盤處的負壓（相當于水柱溫度）大50％左右。水封的出口，應與大氣相通。

c、為了防止冷凝水管道表面產生結露，必須進行防結露驗算。

（1）采用聚氯乙烯塑料管時，一般可以不必進行防結露的保溫和隔汽處理。

（2）采用鍍鋅鋼管時，一般應進行結露驗算，通常應設置保溫層。

d、冷凝水立管的頂部，應設計通向大氣的透氣管。

e、設計和布置冷凝水管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應設計安排必要的設施。

空氣調節系統設計：

1、空氣調節系統的定義與任務

定義：由空氣處理設備、風機、風道和送、回風口等設備和部件組成的系統，該系統把冷熱源產生的冷熱量通過末端設備以風的形式送的各空調使用場所。

任務：對送入室內或室內空氣進行加熱、加濕、冷卻、減濕等處理，然后輸送到各個房間，保持室內空氣的溫度、濕度與潔凈度等穩定在一定的舒適范圍內，以滿足生產和生活的需要。

2、風管系統設計

通過風管可將各個送風口和回風口連接起來，提供一個空氣流動的渠道，風管的設計布置應在氣流組織及風口位置確定下來以后進行。

布置風管要考慮以下因素：

1)盡量縮短管線，減少分支管線，避免復雜的局部構件，以節省材料和減小系統阻力。

2)要便于施工和檢修，恰當處理與空調水、消防水管道系統及其他管道系統在布置上可能遇到的矛盾。

下圖的a和b為相同房間、相同送風口的兩種風管布置形式。對比可知，a比b的管線要長，分支管線和局部構件也較多，因此，b優于a。

3、氣流組織設計

空調房間內合理的氣流組織主要取決于送風口的形式和位置。目前，常見的氣流組織形式有：

1)側送風：側送風如下圖所示，側板送風或風機盤管側送是目前常用的氣流組織形式。風道位于房間上部，沿墻敷設，在風道的一側或兩側開送風口。可以上送風，上回風，也可以上送風，下回風。

它的特點是風口應貼頂布置，形成貼附式射流，回風區進行熱交換。回風口設在送風口的同側，風速為2～5m/s。冬季送熱風時，調節百葉窗使氣流向斜下方射出。

2)散流器送風：散流器送風可以進行平送和側送。它也是在空氣回流區進行熱交換。射流和回流流程較短，通常沿頂柵形成貼附式射流時效果較好。它適用于設置吊頂的房間。

3)條縫送風：通過條縫形送風口進行送風，其射程較短。溫差和速度變化較快，適用于散熱量較大只求降溫的房間，例如紡織廠、高級公共民用建筑等都有采用條縫送風。

4)噴口送風：經熱、濕處理的空氣由房間一側的幾個噴口高速噴出，渡過一定的距離后返回。工作區處于回流過程中，這種送風方式風速高，射程遠，速度、溫度衰減緩慢，溫度分布均勻。適用于大型體育館、禮堂、劇院及高大廠房等公共建筑中。

5)孔板送風：利用頂柵上面的空間作為靜壓箱。在壓力的作用下，空氣通過金屬板上的小孔進入室內。回風口設在房間下部。孔板送時，射流的擴散及室內空氣混合速度較快，因此工作區內空氣溫度和流速都比較穩定，適用于對區域溫差和工作區風速要求嚴格，室溫允許波動較小的場合。

4、常用風口形式

5、風管設計注意事項

風管材料一般采用薄鋼板涂漆或鍍鋅薄鋼板，復合材料風管，利用建筑空間或地溝的也可采用鋼筋混凝土或磚砌風道，其表面應抹光，要求高的還要刷漆；地溝風道要作防水處理；放在有腐蝕氣體的房間的風管可采用塑料或玻璃鋼。

風管的形狀一般為圓形和矩形。圓形風管強度大耗鋼量小，但占有效空間大，其彎管與三通需較長距離且不易加工制作；矩形風管由于其占有效空間較小、易于布置、明裝較美觀等特點，故空調風管多采用矩形風管。矩形風管的高寬比宜在1：4以內；高速風管宜采用圓形螺旋風管。

風管的壁厚可按下表選擇

鋼板風管的壁厚（mm）

當每段矩形風管大邊邊長大于1m且風管較長時，應采取加固措施。

6、風管設計風速

低速風管內的風速（m/s）

高速風管的最大風速

新風系統設計：

（一）新風量的確定

1、衛生要求

2、補充局部排風量

3、保持空調房間的“正壓”要求

一般情況下，室內正壓在5～10Pa即可滿足要求，過大沒有必要，且降低了系統運行的經濟性。

4、為確保衛生與安全，空調(或通風)系統的新風量在總送風量中所占百分比應根據各房間所需的最大值來確定，且不得低于送風總量的10%。

（二）新風入口位置：

應設在室外較潔凈的地點，進風口處室外空氣有害物的含量不應大于室內作業地點最高容許濃度的30%；

布置時要使排風口和進風口盡量遠離。進風口應低于排出有害物的排風口；

為了避免吸入室外地面灰塵，進風口的底部距室外地坪不宜低于2m；布置在綠化地帶時，也不宜低于1m；

為使夏季吸入的室外空氣溫度低一些，進風口宜設在建筑物的背陰處，宜設在北墻上，避免設在屋頂和西墻上。

（三）新風口的其他要求：

進風口應設百葉窗以防雨水進入，百葉窗應采用固定百葉窗，在多雨的地區，采用防水百葉窗；

為防止鳥類進入，百葉窗內宜設金屬網；

過渡季使用大量新風的集中式系統，宜設兩個新風口，其中一個為最小新風口，其面積按最小新風量計算；另一個為風量可變的新風口，其面積按系統最大新風量減去最小新風量計算（其風速可以取得大一些）。

本文來源于互聯網，暖通南社整理編輯。