循环水系统的设计如何

空调水系统设计和可能出现的问题分析冷冻（却）水系统设计，包括设备层布置原则，系统冷冻（却）水流量估算，冷冻（却）水系统的补水量，制冷机冷却水量估算表。同时对常见问题进行了分析，如空调冷冻水泵进出口压力不正常，冷水机组、水泵被推倒，风冷冷水机组无法启动，冷却塔漂水过大等问题 一、空调机房大小和净深1.1空调面积占建筑面积比例建筑类型比例（%）建筑类型比例（%）旅游旅馆、饭店70~80医院15~35办公楼、展览中心65~80百货商店50~65剧院、电影院、俱乐部75~85　 　1.2空调机房建筑面积概算指标空调建筑面积（m2）各层机组单风道(定风量或变风量（m2）风机盘管加新风（各层机组）（m2）双风道（m2）平均估算值（m2）100075(7.5)—70(7.0)70(7.0)3000190(6.3)120(4.0)200(6.7)200(6.6)5000310(6.2)200(4.0)300(6.0)290(5.8)10000550(5.5)350(3.5)500(5.0)450(4.5)15000750(5.0)550(3.7)600(4.0)600(4.0)20000960(4.8)730(3.7)700(3.5)770(3.8)250001200(4.8)850(3.4)900(3.2)920(3.7)300001400(4.7)1000(3.0)1000(3.0)1090(3.6)1.3设备层布置原则：20层以内的高层建筑：宜在上部或下部设一个设备层30层以内的高层建筑：宜在上部和下部设两个设备层30层以上超高层建筑：宜在上、中、下分别设设备层设备层内管道布置原则：离地 h≤2.0 m 　布置空调设备，水泵等 h=2.5~3.0 m 　 布置冷、热水管道 h=3.6~4.6 m 　 布置空调、通风管道 h 〉4.6 m 布置电线电缆　 　设备层层高概略建筑面积（m2）设备层层高（m）建筑面积（m2）设备层层高（m）10004.0150005.530004.5200006.050004.5250006.0100005.0300006.5二、冷负荷计算2.1建筑物冷负荷概算指标建筑物冷负荷W/m2逗留者m2/人照明W/m2送风量l/sm2显冷负荷总冷负荷办公室中部区659510605周边11016010606个人办公室16024015608会议室1852703609学校教室图书馆自助餐厅1301902.540913019063091502601.53010公寓高层，南向高层，北向1101601020108013010209戏院、大会堂实验室图书馆、博物馆110150952602301501101020504012108医院手术室公共场所11050380150610203088卫生所、诊所理发室、美容院13011020020010440501010百货商店地下中间层上层1501301102502252001.52340604012108药店零售店精品店酒吧餐厅11011011013011021016016026032032.552230403015171010101012饭店房间公共场所801101301601010151578工厂装配室轻工业1501602602603.5154530910注：商场人员密度根据地区和设计人员的经验不同，取值差异较大，如果全按设计手册中的指标选取往往导致实践中选取机组容量过小，无法达到要求：以下是从实践中得出的数据仅供参考：设计商店空调时，营业厅的人数取值：大型百货楼，一层按1.5~2人/ m2，其它层按1人/ m2；一般商店按0.9~1.0人/ m2。商店的照明负荷按40~60W/ m2。三、冷冻水系统设计3.1系统冷冻水和冷却水流量估算/RT(冷吨 1RT=3516.91W)水量冷冻水（或盐水）冷却水冷冻水盐水制冰冷却塔自来水海水L/s0.14～0.200.25～0.400.64～1.250.20～0.250.130.203.2冷冻水系统的补水量（膨胀水箱）水箱容积计算: Vp=a△tVs m3Vp—膨胀水箱有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积）m3a —水的体积膨胀系数，a=0.0006 L/℃△t—最大的水温变化值 ℃Vs—系统内的水容量 m3，即系统中管道和设备内总容水量水系统中总容水量（L/m2建筑面积） 系统型式全空气系统空气-水空调系统供冷时0.40~0.550.70~1.30供暖时1.25~2.001.20~1.90供暖系统： 当95-70°C供暖系统 V=0.031Vc当110-70°C供暖系统 V=0.038Vc当130-70°C供暖系统 V=0。043Vc式中V——膨胀水箱的有效容积（即相当于检查管到溢流管之间高度的容积），L；Vc——系统内的水容量，L。3.3空调冷冻水泵进出口压力不正常的原因分析在密闭式空调冷冻水系统中，循环泵的作用主要是用来克服冷冻水在管网中的流动阻力，其进出口两端的压力差基本上等于水泵所提供的扬程。1、在遇有压力不正常时，应首考虑到系统内是否已充满水。这时可检查膨胀水箱内是否有水。膨胀水箱设在系统的最高处，具有容纳系统冷冻水膨胀量和向系统补水的作用。如果补水阀被误关闭，水则不能补入系统，这样空气就会进行管网，造成水循环不畅，导致压力不正常。2、如果系统中阀门操作不当，将会造成管网阻力不平衡，流量分配不均，从而影响水泵进出口压力不正常。3、在许多空调工程中，除在循环泵入口设有大口径过滤器外，风机盘管及空调机处设有大口径过滤器，过滤器多达几百只甚至上千只。在无缝管预安装再镀锌两次安装的工程中，由于管网受污染的机会小些，过滤器堵塞的情况要好些，但在一次焊接的工程中则要严重些。因此施工时要特别注意。4、系统运行时，水中不可避免混有空气，这里要及时检查所有的自动排气阀工作是否正常，并拧开风机盘管排气螺丝手动排气。特别要注意立管顶端最易积聚空气，阻碍冷冻水正常流动。5、在多台冷冻水循环泵并联的系统中，通常会有一台备用泵。在调试运用时要注意备用泵的进出口阀门是否已关闭。止回阀阀瓣能否复位止回。如果止回阀失灵，其它泵运行时冷冻水就有可能经过备用泵短路，浪费能量，影响压力。3.4冷水机组、水泵被推倒之问题问题的提出：1998年3月，厦门大西洋海景城4台2800KW冷水机组以及配套冷冻水泵和冷却水泵在试压过程中发生水平推移达50毫米以上，重达15T的冷水机组甚至从减振台座上被推倒。所有橡胶挠性接头均被拉直至椭圆形。问题的分析：原业主和施工人员担心试压时未经清洗的污水会进入冷水机组和水泵。由于在挠性接头后加上钢插板，当作水压试验时，作用于钢插板的水压力由于挠性接头的伸缩性而成为一个自由端，沿箭头方向运动而最终推倒冷水机组。问题的解决：拆去损坏的挠性接头，冷水机组，水泵复位，试压时连同冷水机组水泵一道并入系统同时试验，若要加钢插板也只能加压阀门后，挠性接头前。3.5风冷冷水机组无法启动之问题问题的提出：1998年4月，厦门共和电子城空调系统。系统作试运行时发现冷冻水泵出口压力仅0.01MPa，设于冷水机组回水管入口处压力表为0MPa，在此情况下冷水机组水流开关无法闭合，机组亦无法启动。问题的分析：以上现象和仅有0.01MPa出水压力说明水泵和整个7层部分管内充满着空气，水泵空转着只是偶然吸了点水上来。分布在7层系统最高处的数个自动放气阀也不起作用。分析其原因，主要是膨胀水箱高度距水泵入口处仅2米，如此低的水压力无法将系统高处管内空气顺利排出。问题的解决：为了顺利将系统内空气排出，将系统内水放干净后重新充水，充水时将所有高处自动放气阀取下并打开自动放气阀前的阀门。要求充分缓慢，让水缓慢地由下区漫及上区，漫及上区后下区末端设备充分放气。当充水完毕后装上各高点自动放气阀，仅留水泵出口管放气阀管口（下称喷口）处放气阀不装。开启水泵，喷口处水流呈音乐喷泉状态，时高时低的喷流将系统内空气缓慢地带出来，随着喷流的越来越高以及越来越稳定，说明系统内空气越排得干净，当喷口水流高达6米左右，不再跌落时，喷流即可结束。关闭喷口处阀门，水泵出口表压为0.25MPa，此时顺利地开启冷水机组。3.6冷水机组因水流开关不能起动之问题问题的提出：1997年9月，厦门宾馆8#楼2台1350KW离心式冷水机组作启动调试。调试过程发现冷冻水系统水流开关闭合，冷却水系统水流开关无法闭合而不能启动冷水机组。问题的分析：观察水流开关安装位置是符合装在5倍管道长度直管段上，基本符合要求，观察冷凝器冷却水进出水压差为0.18MPa，说明冷却水流量很大。观察蒸发器冷冻水进出水压差为0.05MPa，说明冷冻水流量偏小。仔细分析，可能是流量大小对水流开关影响。水流对水流开关簧片冲击较小，水流开关簧后片角度合适带动摇臂触点闭合。当流量较大时，水流对水流开关簧片冲击很大导致簧片沿水流方面后弯得很利害，再由于插入管口偏大，后弯的簧片顶住管口处，过度的簧片后弯反而使水流开关摇臂变直，开关触点无法闭合。四、冷却水系统设计4.1制冷机冷却水量估算表活塞式制冷机(t/kw)0.215离心式制冷机(t/kw)0.258吸收式制冷机(t/kw)0.3螺杆式制冷机(t/kw)0.193~0.3224.2冷却水系统的补水量（补水管）冷却水系统的补水量包括:1 蒸发损失2 漂水损失 3 排污损失 4 泄水损失当选用逆流式冷却塔或横流失冷却塔时,空调冷却水的补水量应为:电动制冷1.2—1.6%溴化锂吸收式制冷 1.4—1.8%还应综合考虑各种因素的影响,因蒸发损失是按最大冷负荷计算的,实际上出现最大冷负荷的时间是很短的,空调系统绝大多数时间是部分负荷下运行的,如果把上述补水量适当减少一点,绝大多数时间都能在控制的浓度倍数下运行,很短时间内水质超出要求的范围,不会对系统产生危害.综上所述,建议冷却水系统的补水量取为循环水量的1—1.6%,电制冷、水质好时，取小值，溴化锂吸收式制冷、水质差时，取大值。4.3冷却水系统存在的问题（1）吸入管道上阻力过大，而且返上返下管内窝气，冷却水量减少，使系统不能正常运行。 （2）并联两台或更多的冷却塔吸入管道的阻力不平衡。当单台使用时经常有空气吸入，造成水击、振动等。且有的溢流，有的补水。 （3）各塔的水盘水位应安装在同一标高上，各盘之间作平衡管连通。接管时注意各塔至总干管上的水力平衡。做自动控制时供回水支管上均加电动阀。4.4冷却塔漂水过大之问题问题的提出：1997年8月，厦门合作银行一台150T/h圆形逆流低噪冷却塔，系统运行半个月，发现冷却塔漂水严重，观察运行中的冷却塔，可看到一股白雾冲天而起，并有小水珠飘脸的感觉。问题的分析：观察冷水机组冷凝器进出水管处压力表，发现进出水压差高达0.2Mpa,说明进出冷凝器水量远远超出额定之流量。观测冷却水泵运行电流，也可说明流量超过额定流量。观察塔顶布水器运转情况，布水器转动飞快，布水器喷口喷射角度过于朝下，水高速喷出喷口后雾化和水冲击填料层溅激起小水珠是漂水过大的直接原因。问题的解决：由于系统全套安装完毕，已无法更改冷却水泵流量和扬程，只有通过阀门调节。一边观察进出水压力表，一边调整阀门开启度将进出水反差锁定在0.08MP。调整冷却塔布水器喷射角度旋转向水平方面15度。五、冷凝水系统设计5.1冷凝水管的设计通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径；Q≤7kWDN＝20mmQ＝7.1～17.6kWDN＝25mmQ=101～176kWDN＝40mmQ＝177～598kWDN＝50mmQ=599～1055kWDN＝80mmQ＝1056～1512kWDN＝100mmQ=1513～12462kWDN＝125mmQ>12462kWDN＝150mm注：（1）DN＝15mm的管道，不推荐使用。（2）立管的公称直径，就与水平干管的直径相同。（3）本资料引自美国“McQUAY”水源热泵空调设计手册。风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。排放冷凝水管道的设计，应注意以下事项：沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱温度）大50％左右。水封的出口，应与大气相通。为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行防结露验算。注：（1）采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。（2）采用镀锌钢管时，一般应进行结露验算，通常应设置保温层。冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。冷凝水管的公称直径DN（mm），应根据通过冷凝水的流量计算确定。一般情况下，每1kW冷负荷每1h约产生0.4kg左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1kW冷负荷每1h约产生0.8kg冷凝水。5.2空调水系统设计中应注意的问题（1）放气排污。在水系统的顶点要设排气阀或排气管，防止形成气塞；在主立管的最下端(根部)要有排除污物的支管并带阀门；在所有的低点应设泄水管。（2）热胀、冷缩。对于和度超过40m的直管段，必须装伸缩器。在重要设备与重要的控制阀前应装水过滤器。（3）对于并联工作的冷却塔，一定要安装平衡管。（4）注意管网的布局，尽量使系统先天平衡。实在从计算上、设计上都平衡不了的，适当采用平衡阀。（5）要注意计算管道推力。选好固定点，做好固定支架。特别是大管道水温高时更得注意。（6）所有的控制阀门均应装在风机盘管冷冻水的回水管上。（7）注意坡度、坡向、保温防冻。

★力求水力平衡；

★防止大流量小温差；

★水输送系数要符合规范要求；

★变流量系统宜采用变频调节；

★要处理好水系统的膨胀与排气；

★要解决好水处理与水过滤；

★要注意管网的保冷与保暖效果。

★水系统设计应力求各环路的水力平衡

（2）水表设于楼梯休息平台处。给水立管设于平台处，每户设一水表箱，将水表箱嵌入休息平台两侧墙体中。其优点为：分户支管短，较节约管材，管道水头损失也较小；缺点是：水表分散设置，抄表人员劳动强度较大。通常室内消火栓箱也明设于休息平台处，使本来就拥挤的休息平台更加拥挤，给住户通行带来不便。

（3）水表每层集中设于水表间内，分户水表整齐靠于墙面。

（4）将传统的普通机械式水表改换为远传水表或IC卡智能型水表。远传水表计算准确且无需抄表，此卡表需用户预存入一定数额水费，将充值后的IC卡插入水表的读码器中即可用水。由于远传水表和IC卡表价格相对昂贵且在技术上仍存在一定问题，因而在实际工程中尚未得到广泛应用。以上几种水表出户方式，各有其优缺点，在工程实际设计中具体采用何种方式，应由设计入员根据住宅的性质、档次及当地行业管理部门的要求确定。 第二点，给水支管布置与敷设目前，新建住宅中一厨两卫已很普遍，有的住宅甚至配有一厨三卫、一厨四卫，且厨房、卫生间、阳台各用水点位置均较分散。分户支管至用水点间管道如沿室内楼板下吊设，必然要求设室内吊顶，管外壁还应有防结露措施，给住户装修带来不便。

《建筑给水排水设计规范》 GBJ50015-2003规定，给水支管宜敷设在楼（地）面的找平层或沿墙敷设在管槽内，敷设在找平层或管槽内的给水支管外径不宜大于25mm。实际上，如果将2个或2个以上用水点的给水支管串接在一起，其支管外径均会超过25mm。因此，为了满足规范的要求，给水支管入户后即接入分水器，分水器暗设于厨房或卫生间墙体内，则通过分水器后接往各用水点的支管外径均可控制在25mm以下。

但应注意：若设于找平层内，在给水支管施工完毕后，应在其位置做上明显的标记，以免住户装修时破坏给水管道。

一、室内给排水概述

1.1室内给水

从建筑物内部结构来说，给水系统包括生活给水系统、生产给水系统、中水系统、消防给水系统、以及组合给水系统。例如自动排气阀就是属于给水系统的。设有延时自闭阀的蹲式大便器的室内给水系统，如学校、旅馆、办公楼等，如果在给水管系统的最顶层设有自闭阀，最好在管系的最高点增设自动排气装置。因为给水用的延时自闭阀能很好地控制水流，但却不能很好地控制气流。当系统停水时，给水管内常积存有大量的空气。系统恢复供水后，管系内空气常会被水流压缩至管系顶部而形成一个压缩空气区。此时有人再按下延时自闭阀的按扭时，则压缩的空气会伴随着水流喷薄而出，常会将便器内的污物吹到地面以上，甚至溅到入厕者的衣物上。在管系的最高点设一个自动排气阀则可有效地解决这一问题。

2.2室内排水

排水系统包括生活排水系统，工业废水排水系统，以及屋面雨水排水系统。这些系统中包括了水质处理，水质、水温、水压保证及供水、配水、排水、通气等众多技术内涵。随着社会的进步和科学得到发展，室内给排水在不断派生出各种新的子系统，新技术、新材料日新月异地涌现。室内给排水已成为我国现代化建设中一支不可忽视的力量，在生活中起着举足轻重的作用。对于厨房和厕所相邻的住宅来说，如果厨、厕是单独的排水管系统，则在最底层为两系统作一个紧急排出联通。从对目前我国居民的生活习惯来说，下水管道发生堵塞现象发生的可能性非常大，也可以说只是堵的次数多与少的问题。如果室内设计人员对传统作法稍做改动，则可在很大程度上方便用户。

二、室内给水设计

2.1生活给水系统

建筑物内应尽量利用室外管网的水压直接供水，当水压不满足要求时设加压装置，生活水池及其泵房设在底层，屋顶设水箱，各配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，同时最高层水压不宜小于0.10MPa，水压大于0.35MPa的人户管，应设减压设施，且为了利用外管网的水压，以节省能耗，一般以外管网能满足水压要求的楼层为低压区，空调冷却塔的补水量一般均较生活用水量大得多，因此有条件的宜将冷却塔置于低压区。市政压力不能满足要求的给水系统的BA设计小区每栋单体均设有水池、水箱、水泵，由于数量多，如用传统的管理方式务必造成人力、资源的浪费，给管理带来很多不便，一般设计中采用BA系统对各个水池、水箱、水泵的运行状态、故障状态等进行监视、控制。BA系统中的自动抄表系统解决了人工抄表带来的诸多不便，更好地为住户服务。给水系统的BA设计主要是通过液位、压力、流量等讯号对加压泵、水池、水箱运行状态进行监视、控制。

2.2热水系统

住宅楼热水由各自煤气、太阳能、电热水器提供，公共建筑热水由集中热水供应系统提供。(1)公共建筑加热设备的选择：加热设备是热水供应系统的核心，对于热源充足的地区采用半即热式汽水热交换器，它具有体积小，占地小，自控精确，浮动盘管，自动除垢，自动过冷，热水出水快，防“军团菌”产生等优点。(2)热水系统的BA设计：热水系统的BA设计主要是通过压力、温度信号实现对热交换器、热水循环泵的启停、故障，热水温度的监视控制。

2.3给水支管的布置与敷设

给水供应系统没有固定的形式，设计时应根据用户的要求，结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。普通住宅给水系统我们应本着节能、便于管理的原则来选用设计方案。当一户设有两个或两个以上卫生间，给水管道需穿越房间时，横管最好设于楼板垫层中，楼板降低7cm―l0cm，垫层采用渣或细石混凝土。当有采暖管道穿梁敷设(或贴楼板下安装)，给水横管应与采暖管道并排安装，管道应尽量布置于客厅、餐厅等部位，这些位置是住户装修的重点区域，便于住户在装修中合理方便的处理管道。给水支管宜敷设在楼(地)面的找平层或沿墙敷设在管槽内，敷设在找平层或管槽内的给水支管外径不宜大于25mm。实际上，如果将接往两个或两个以上用水点给水支管串联在一起，其支管外径均会超过25mm。因此，为了满足规范要求，给水支管人户后即接入分水器，分水器暗设于厨房或卫生间墙体内，通过分水器后接往各用水点，其支管外径均可控制在25mm以下。

三、排水设计

3.1厨房排水管道的`设置

厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接人排水立管。而对于厨房是否设地漏，目前还存在较大争议，建议厨房内不设地漏：现代生活中厨房地面一般已很少用水冲洗，少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁，厨房地漏由于长时间无水补充，水封内存水蒸发后臭气反由地漏进入室内。同时，取消地漏还可避免地漏排水支管进入下层户内空间。

3.2卫生间排水管道的设置

新设计的住宅应致力于取消伸入下层住户空间的排水横管，具体做法有：(1)使卫生间地板面下沉，管道敷设在填渣层中。(2)使卫生间地板面不下沉，而使用P形坐便器(后出口式)，使得下水管在本层与立管衔接。地漏采用侧壁式，洗脸盆、浴缸等排水管也在地面以上敷设与立管衔接。这两种做法均可以使下水管道每层水平分隔开，若需要检修可以独户进行，不影响邻居。(3)地漏与存水弯的配合问题，传统钟罩式地漏的水封容易挥发，常常造成下水道异味和排水口溢出的液体进入室内，形成室内污染。所以在给排水设计中，必须重视这个问题。

3.3污水系统

室内一般粪便污水和其他废水合流，高层建筑的生活污水立管设置专用通气立管，粪便污水经室外化粪池处理后排入市政排水管网，职工食堂和营业的含油污水单独设隔油处理。为改善底层排水条件，采用底层污水独立出户，地下室污水设污水集水坑及潜污泵，经提升后排至室外。为减少投资，方便管理，除规模很大的建筑群或有关部门提出明确的要求需要做中水设计外，一般小规模的中水系统，由于管理等问题，运行情况都不太好。

3.4给排水管道的设计

给排水立管应尽量置于同一个位置，最好位于通风道附近，以便于住户进行装修包裹。在有条件时最好设置管道井，可以将水表设于其中以做到水表出户。当一户设有两个或两个以上卫生间，给水管道需要穿越房间时，横管(管径小于De25)最好设于楼板面找平层中。

四、结语

室内给排水系统看似简单，但它与居民的日常生活息息相关。作为给排水设计人员，应本着技术、安全、美观、实用、经济的原则，在实践中努力创新，寻求最佳的给排水设计方案，适应住宅设计发展的新要求，满足人民群众不断提高的物质文化和生活要求。

循环水系统的自动控制设计循环水系统在工厂设计中是一项经常遇到的设计项目。在循环水系统中,如何简化操作与节约用地是一个值得探讨的问题。在某一机 械工厂的循环水系统设计中,由于生产过程的特殊性,其生产工艺对循环水水温提出了与一般循环水水温不同的要求。因此,根据不同的生产工艺要求,我们分别设 计了两个各自独立的循环水系统。按不同的生产工艺对水温的要求数据分列如下: 1.生产工艺要求第一循环水系统的进水水温不低于50℃,不高于70℃,误差允许控制在±5℃

现有两组循环水泵系统，但冷却效果很不好，现在想进行改造。

水泵房在积水池的上面，水塔在市外在平地上，图片为车间内（现有管道）的布置图，最远的31号机距离水泵房为131米，14号机为101米

我现在的水温够用，不过跟据计算，水流量不够，再有实际情况看水压不足，现在有人建议我直接加增压泵，还有人建议我将整体管路重新做，用流量240m3/h扬程40的泵，管道直径150mm。跟据计算，我现在的管路直径小（70~80mm），为钢管与PVC管混合的结构。

增压泵的扬程，要看你是用于哪部分，如果是纯化水系统单元设备之间的话，25m~40m也差不多了

如果是供水泵的话，要看你的管网了，从25m到100多m不等

高压泵，跟据膜的使用压力，纯化水系统一般是105m~180m之间