空调水系统水力计算方法与步骤
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空调系统冷却塔补水量的计算方法
1、空调冷却塔补水量估算
空调系统的耗水量中,冷冻水系统耗水量极少,一般忽略不计,主要指冷却塔的耗水量。通过对建筑物所有房间逐时逐项进行计算而得到的综合最大冷负荷下冷却塔所需补充水量。
计算步骤: 估算空调系统的冷负荷→估算冷却水量→估算冷却塔补水量。
1.1 冷却塔每小时空调补水量
冷却塔每小时的补水量,是供给排水专业设计管网系统的依据。
(1) 方案设计时,冷却水量 G ( t / h) 可按下式估算:
G = α Q
式中: Q ——制冷机制冷量,kW;α ——单位制冷量的冷却水量,压缩式制冷机α = 0. 22,溴化锂吸收式制冷机 α = 0. 3。
选用冷却塔时,冷却水量应考虑1. 1 ~ 1. 2安全系数。当ρ= 1000kg / h,则 α = 0. 22 m3 / (h·kW)(压缩式制冷机) ,α = 0. 3 m3 / ( h·kW) 溴化锂吸收式制冷机) 。其中还可推导出: 溴化锂吸收式制冷机的冷却水量补水量是压缩式制冷机的 0.3 /0.22 = 1. 36倍。
(2) 冷却塔补水量,包括风吹飘逸损失、蒸发损失、排污损失和泄漏损失。一般按冷却水量的1% ~ 2% 作为补水量。
推算单位制冷量的冷却塔补水量约为:
Lm = (0.01~0.02)× 0.22 =0.0022~0.0044m3/( h·kW) 。
当制冷量的单位为1RT(即USRT,1RT =3517W) 时,冷却水补水量为:Lm = 3.
517×(0.0022~0. 044) = 0.007737~0.01547 m3/(h·RT) 。
由于补水量为冷却水量的1% ~2%,此范围的上限约为下线的一倍,取值不同使补水量结果相差很大。为了方便估算,因此想在该区域中找出一个更加合理的估算值。在《工业循环冷却水处理设计规范》中有冷却塔补充水的相关计算公式。
由于冷却水的浓缩比不应小于3,浓缩比大于3,冷却水补水量减少。当浓缩比为3时,其对应的冷却塔补水量约为1.3% 。浓缩比越大,补水量越少。因此可取1.3%作为冷却塔补水量的估算值,此值在 1%~2% 中接近下限,符合节水的要求,同时也是一个相对保守的数据。
附录2 空调水管水力计算书
空调水系统水力计算
空调水系统图如下所示:
1. 选择最不利环路。由图中可见,最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-1。
2. 各管段计算结果见水管水力计算表。
3. 最不利环路阻力
△P=Σ△P1~22+△P末端风机盘管+△P风冷热泵冷热水机组=81.7+10+30=91.7kPa=121. 7mH2O
系统总阻力△P= 12.17mH2O,水泵扬程为17.8m,满足要求。
空调水管水力计算表
序号 负荷(kW) 流量(m^3/h) 管径 管长(m) ν(m/s) R(Pa/m) △Py(Pa) ξ 动压(Pa) △Pj(Pa) △Py+△Pj(Pa) 备注
1 128.6101 22.498 DN70 9 1.721 568.356 5115.204 1 1455.784 1455.784 6570.988 1个弯头ξ=1
2 128.6101 22.498 DN70 3.5 1.721 568.356 1989.246 2 1455.784 2911.568 4900.814 2个弯头ξ=2×1=2
3 128.6101 22.498 DN70 3.8 1.721 568.356 2159.753 3 1455.784 4367.352 6527.105 1个分流三通ξ=3
4 87.2283 15.259 DN70 1 1.167 263.977 263.977 3 669.671 2009.012 2272.989 1个分流三通ξ=3
5 79.128 13.842 DN70 1.8 1.059 217.876 392.177 3 551.07 1653.21 2045.387 1个分流三通ξ=3
6 48.4074 8.468 DN50 2 1.066 304.312 608.624 3 558.86 1676.58 2285.204 1个分流三通ξ=3
江苏广轩建设有限公司(内部技术资料)
冷冻水及冷却水管道计算
R=Q×A×K×860÷△T=?Kg/h
R------所需冷(热)水量
Q------所需冷量(热量)Kw
△T----进回水温差,一般取5℃
A------空调设计使用系数
K------安全系数,一般取1.1~1.2
根据水量确定管径,一般主管流速大,支管流速小,可参考下表:
水管管径(mm) <32 32~70 70~100 125~250 250~400 >400
冷冻水流速(m/s) 0.5~0.8 0.6~0.9 0.8~1.2 1.0~1.5 1.4~2.0 1.8~2.5
冷却水流速(m/s) 1.0~1.2 1.2~1.6 1.5~2.0 1.8~2.5
经计算,冷冻水管径流量选取表:
管径(mm) DN20 DN25 DN32 DN40 DN50
流速(m/s) 0.5~0.8 0.5~0.8 0.6~0.9 0.6~0.9 0.6~0.9
流量(m3) 0.565~0.905 0.884~1.414 1.737~2.606 2.714~4.072 4.241~6.362
冷量(Kw) 2.74~4.39 4.28-6.85 8.42-13 13.2-20 20.6-31
管径(mm) DN65 DN80 DN100 DN125 DN150
流速(m/s) 0.6~0.9 0.8~1.2 0.8~1.2 1.0~1.5 1.0~1.5
流量(m3) 7.168~10.75 14.48~21.72 22.62~33.93 44.18~66.27 63.62~95.43
冷量(Kw) 35-52.1 68-106 110-165 214-322 323-463
管径(mm) DN200 DN250 DN300 DN350 DN400
流速(m/s) 1.0~1.5 1.4~2.0 1.4~2.0 1.4~2.0 1.8~2.5
暖通空调水系统管路设计中冷热水系统的选择及水力计算探析
摘要:本文结合实际设计中的经验,介绍了暖通空调冷热水系统的管路水力设计和计算方法,并对设计中冷热水系统应选择何种类型系统做了详细的阐述,并说明了各自的优缺点,希望能对暖通空调的设计做出些许贡献。
关键词:暖通空调 水系统 管路设计 冷热水系统 选择 水力计算
1、概述
暖通空调工程常采用冷热水作介质,通过水系统将冷、热源产生的冷、热量输送给换热器、空气处理设备等,并最终将这些冷热量供应至用户。空调水系统由以下几部分组成:冷热源:主要有冷(热)水机组、热水铝锅炉和热交换器等;输配系统:包括水泵、供回水管道及附件;末端设备:如换热器(包括表冷器、空气加热器、风机盘管等)以及喷水室等热湿交换设备和装置。空调冷热水系统由空调冷冻水系统和空调热水系统组成。
2、空调冷热水系统的类型
2.1 开式水系统和闭式水系统
(1)开式水系统。开式水系统在管路之间设有储水箱(或水池)通大气,回水靠重力自流到回水池。开式水系统的储水箱具有一定的蓄能作用,可以减少冷热源设备的开启时间,增加能量调节能力,且水温波动可以小一些。但开式水系统水中含氧量高,管路和设备易腐蚀,水泵扬程要加上水的提升高度,水泵耗电量大。
(2)闭式水系统。闭式水系统的管路不与大气相接触,仅在系统最高点设置膨胀水箱并有排气和泄水装置。闭式水系统不论是设备运行或停止期间,管内都应充满水,管路和设备不易产生污垢和腐蚀,水泵的扬程只需克服循环阻力,而不用考虑克服提升水的静水压力,设备耗电较小。
2.2 定流量水系统和变流量水系统
按系统的循环水量的特性划分,可将空调冷热水系统分为定流量水系统和变流量水系统。
(1)定流量水系统。定流量水系统中的循环水流量保持定值,当负荷变化时,可通过改变水量或者调节表冷器或风机盘管的旁通水流量进行调节。对于多台冷水机组,且一机一条的定流量系统,当负荷减少相当于一台冷水机组的冷量时,可以停开一台机组和一台水泵,实行分阶段的定流量运行,这样可节省运输冷量