建筑空调水系统的布置与承压

摘要：建筑水系统中的设备与管路附件均在较高的压力下运行，设计时应考虑系统和设备的安全性，使设备在所要求的压力下运行，按竖向合理分区。

关键词：建筑;空调;水系统;布置;承压

建筑水系统中的设备与管路附件均在较高的压力下运行，设计时应考虑系统和设备的安全性，使设备在所要求的压力下运行，按竖向合理分区。

1．承压问题

1．1系统的最高压力

一般位于水泵出口处的“A”点，通常有下列三种情况：(1)系统停止运行时，最大压力为系统静水压力，即PA=pgh 。(2)系统开始运行的瞬间，动压尚未形成，水泵出口压力是系统静水压力和水泵全压之和，即PA=pgh+P 。(3)系统正常运行时，出口压力是该点静水压力与水泵静压之和，即PA=pgh+P－Pd 。式中PA——系统最高压力，Pa； p——水的密度，kg／m3；g——重力加速度，心s2；h——水箱液面至水泵中心的垂直距离，m；Pd——水泵出口处的动压，Pd=υ2p/2， PaP——水泵全压，Pa。

1．2冷水机组蒸发器与冷凝器的工作压力

国产冷水机组：一般型Pg=1.0MPa。 国产直燃机组：一般型Pg=0.8MPa；高压型Pg= 0.81～1.20MPa。国外的离心式冷水机组：普通型Pg=1.0MPa；加强型Pg=1.7MPa；特加强型Pg=2.0MPa。

1．3部分设备工作压力

风机盘管：一般型Pg≤1.0MPa；加强型Pg=1.7MPa。水泵：工作压力一般分为 Pg=0.8MPa、1.6MPa。空调机组：一般型 Pg≤1.0MPa。

1．4管材

管材管件的公称压力为：低压管道Pg≤2.5MPa；中压管道Pg= 4～6.4MPa；高压管道Pg=10～100MPa；低压阀门Pg=1.6MPa；中压阀门Pg=2.5～6.4MPa；高压阀门Pg=10～100MPa

2．冷、热源设备的布置

在高层建筑中，为了减少设备及附件集中部位的承压，关键是依据所设计的建筑物的具体情况，灵活布置冷、热源，与土建专业在方案阶段就配合好。下面介绍几种常用的冷、热源布置方式：布置在主楼外群房的顶层，冷却塔则设于群房的屋顶上。布置在塔楼中间的技术设备层内。布置在塔楼顶层。冷、热源布置在地下层，在中间技术设备层内布置水——水式换热器，使静水压力分段承受。当高区上部超过设备承压能力的部分负荷量不太大时，上部几层可以独立处理，采用自带冷、热源的空调器，以减少水系统承受的静水压力。上述第布置方式，为解决压缩机冷凝器的冷却问题，可以采用水冷和风冷两种方式。如用水冷式则有如下问题：①用于冷却水的耗电量将随补水点的设置高度的增高而增加；②在布置冷却塔和冷却水泵时，要求有空间开敞和一定的占地面积，如冷水机组布置在中间层时，对于冷却塔的布置将有一定的难度。

3．合理布置水系统

合理布置管路系统和设备的位置，有助于减少冷水机组设备及其附件的承压。

3．1在高层建筑水系统设置时，为减少运行中制冷设备的承压，闭式系统的循环水泵宜设置在蒸发器或直燃机的出口，以减少设备承压。冷水机组运行时，承压为水系统静不压力减去膨胀水箱与管路连接处至冷水机组之间的系统阻力。

3．2水泵供水管引向系统最高点的同程式布置。

冷水机组设备在系统最低点时，是两种同程式布置方案。运行时两种系统的A点承压：A式连接A点的承压为PA=pgh+P－Pd式中，△PB-A为水泵出口至A点的压力损失。显然，在同程布置时，管路所用长度相同；

3．3采用二级泵方式可以减少系统承压。在二级泵水系统中，一次环路和二次环路分别由一级和二级泵所承担，在水泵运行时，减少了水泵出口处承压值。

3．4对于较高的建筑物冷、热源设备及空调设备的工作压力超过1.0MPa时，可考虑采用竖向分区的闭式循环系统，要经过经济比较。分区方案例举如下：①高、低区冷热源分开设置。若冷热源都设置在地下室时，工作压力超过机组承压或超过1.0MPa的高区系统，应选择承压较高的设备；高区冷热源设备布置在中间设备层或楼顶上时，应妥善解决设备的消声隔振问题。②在中间设备层内布置水一水热交换器。高压空调冷水的二次水水温，按高于一次水水温1～1.5℃计算，高区空调热水的二次水水温，按低于一次水水温2～3℃计算。高区空调器或风机盘管应按二次水水温校核出力。

4．水泵选择与安装

在设计空调水系统时应进行必要的水力计算，根据设计流量计算出在该流量下管路的阻力，以确保选用水泵的扬程合理。在对流量和扬程乘以一定的安全裕量后，进行水泵的选择。有些设计人员未进行设计计算，认为扬程大一些保险，导致所选择的水泵不能满足要求，或者造成运行费用增加，甚至水泵不能正常工作。

一般工程项目中配置的冷水机组都在2至4台之间，对于规模很大的工程项目，甚至需要5台以上的冷水机组并联工作。制冷站内的主机与水泵的匹配一般来说是一机对一泵，以保证冷水机组的水流量及正常运行，因此，目前我国空调水系统大多为有2台或2台以上水泵并联的定流量系统或一次泵变流量系统。空调设计时，都是按最大负荷情况来进行设备选择以保证最不利情况时的需要。在循环水泵采用并联运行方式时，选择水泵一定要按管路特性与水泵并联特性曲线进行选型计算。选型时，除应注意水泵在设计工况时的性能参数外，还应关注水泵的特性曲线，尽量选择特性曲线陡的水泵并联工作。运行人员应注意工况转换时对阀门的调节。很多空调设计都是冬夏两用的，即随着季节数外，还应关注水泵的特性曲线，尽量选择特性曲线陡的水泵并联工作。运行人员应注意工况转换时对阀门的调节。很多空调设计都是冬夏两用的，即随着季节的变化，为盘管供应冷水或热水。冬季热负荷一般比夏季冷负荷小，且空调水系统供回水水温差夏季一般取5℃，冬季取10℃，根据空调水系统循环流量计算公式G=0.86Q/ΔT（式中Q为空调负荷KW，ΔT为水系统温差℃，G为水系统循环流量m3/h），则夏季空调循环水流量将是冬季的2-3倍。所以水泵应根据夏季工况参数选型。水泵安装时，其进出水口均应安装金属软接或橡胶软接，以减小振动对管路的影响，并保护水泵。■

参考文献

[1] 贺平,孙刚. 供热工程[M] . 中国建筑工业出版社，1993.

[2] 狄育慧. 采暖建筑中墙体节能的探讨. 北京节能，2000，(6)：29~30.