冷冻水和冷却水循环系统水力计算

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一个完整的中央空调系统有三大部分组成,即冷热源、供热与供冷管网、空调用户系统。空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统。冷冻水系统是把冷热源产生的冷或热量通过管网输送到空调用户的系统;冷却水系统是整个空调系统的重要组成部分,他以水作为冷却剂将冷凝器、吸收器、压缩机放出的热量转移到冷却设备(冷却塔、冷却水池等)中,最后放入大气。水系统管路水力计算是系统正确设计和优化的基础。

空调水系统的管路水力计算是在已知水流量和推荐流速下,确定水管管径,计算水在管路中流动的沿程阻力损失和局部阻力损失,确定水泵的扬程和流量。

空调水循环管路水力计算的原理

1.1.沿程阻力损失

水管路将流量和管径不变的一段管路称为一个计算管段,计算管段沿程阻力损失,即：

在给定水状态参数及其流动状态的条件下,λ和ρ值均为已知,则式(6) 就表示为R = f (d,q_m)的函数式。

利用公式(4) ,(5) ,(6) ,计算出冷却水和冷冻水在不同水流量、不同管径、不同速度的沿程比摩阻,详见表1 和表2。

空调水系统水力计算方法

2.1空调冷冻水系统水力计算方法

2.1.1冷冻水水量

空调冷冻水循环系统一般采用闭式系统,系统的供水温度通常为7℃, 回水温度为12℃, 温差为5℃,泵的流量按空调系统夏季最大计算冷负荷确定,即：

若空调冷冻水循环系统采用二次泵循环管路,则：

1) 一次泵的选择

a) 泵的流量应等于冷水机组蒸发器的额定流量;

b) 泵的扬程为克服一次环路的阻力损失,其中包括一次环路的管道阻力和设备阻力;

c) 一次泵的数量与冷水机组台数相同.

2) 二次泵的选择

a) 泵的流量按分区夏季最大计算冷负荷确定;

b) 二次泵的扬程应能克服所管分区的二次最

不利环路中用冷设备、管道、阀门附件等总阻力要求。

无论采用一次泵冷冻水系统,还是采用二次泵冷冻水系统,选择水泵时,流量附加10% 的余量,扬程也附加10% 的余量。

2.2.空调冷却水系统水力计算方法

空调冷却水循环系统一般采用开式系统,水力计算是确定冷却水流量后,确定冷却水泵的扬程.

2.2.1冷却塔冷却水量

池到喷嘴的高差) 所需的压力,Pa.

空调水系统中管内水流速按表3 中的推荐值选用,或按表4 根据流量确定管径^[1]。

工程应用

3.1冷冻水系统管路水力计算应用

如图1 所示的空调冷冻水二次泵循环系统(一级循环略去) ,此系统计算冷负荷为48.8kW,冷冻水供水温度为7 ℃,回水温度为1 2 ℃,空调机组表冷器水侧阻力为50kPa,各管段的长度见表5 ,求各管段的管径及二次水泵的流量和扬程。

3.2冷却水系统管路水力计算应用

某建筑建筑面积为4000m² ,选用冷水机组一台,制冷量为455 KW. 冷凝器侧水阻力为4. 9 ×10⁴Pa ,进、出冷凝器的水温分别为32 ℃和37 ℃,水处理器的阻力为2.0 ×10⁴ Pa ,冷却水管总长48 m ,冷却塔盛水池到喷嘴的高差为2.5 m ,确定各管段的管径和水泵的选择参数.

冷却水循环管路,由于管径没有沿程变化,认为是一个计算管段,则计算管段的冷却水流量为：

参考文献:

[1] 马最良 民用空调建筑设计[M]1 北京:中国建筑出版社,2003

[2] 采暖通风与空气调节设计规范[ S]1GB50019 -2003

[3] 陆耀庆 使用供热空调设计手册[M]1 北京:中国建筑出版社,1993