工业制造中心生产生活热水供应系统改造方案

 

 

 

 

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1、高效冷水机组创新设计策略

本文档涵盖的水系统主要包括冷（热）水供应体系、冷却水循环系统以及冷凝水排放装置。

冷冻水循环流程：空调设备排出的冷冻水回流首先经过集水器和除污器的过滤，随后由循环水泵输送至冷水机组的蒸发器。在蒸发器中，制冷剂吸热蒸发，使得流入的冷冻水降温成为低温冷冻水。接着，冷冻水进入分水器，继续供应至空调设备的表冷器或冷却盘管，与待处理的空气进行热能交换。完成热交换后，冷冻水再次返回冷水机组，进入循环冷却的下一个环节。

热源供应系统：其核心功能在于满足冬季空调设备对热量的需求，以驱动空气加热过程，热水循环系统中这一环节至关重要。

冷却水循环流程：冷却水首先经由冷水机组的冷凝器，吸收制冷剂排放的热量，导致其温度上升。随后，这些升温的冷却水进入室外冷却塔，通过散热过程降低温度。紧接着，冷却水循环水泵驱动水流进行连续循环，不断抽取并散发制冷剂在冷凝过程中释放的热量，从而确保冷水机组的制冷循环得以持续进行。

系统描述：负责排除空调器表冷器表面因冷却效应导致的露水凝结，涉及配套的排水管道设施。

在空调系统的运作中，水常被选作载冷剂或冷却介质，以传导热能，从而凸显其在中央空调体系中的核心地位。水系统的优良设计与安装对于确保空调系统的效能和持久性至关重要。

本手册旨在阐述水系统的基础原理与操作中的关键提示。对于实际工程的设计需求，敬请咨询专业的设计机构及相应企业。

1.1详解各类水系统

(一)闭式循环和开式循环

开式循环

闭式循环

B-1开式循环和闭式循环

(1)闭式循环系统

采用密闭设计的管路系统，其顶部配置有膨胀水箱，以确保与大气隔离，并配备有排气及泄水设施。

在空调系统中，若采用风机盘管、诱导器及水冷式表冷器作为冷却设备，推荐选用闭式冷水系统。对于高层建筑而言，同样倾向于采用闭式系统以确保系统的效率和适用性。

在设计热水系统时，通常采用闭式工作模式。应着重考虑锅炉房或热网在运行低负荷阶段的供热策略。

在负荷较低的情况下，若无法实现供热，应当考虑采用替代方案，例如电力加热。

闭式循环的优点：

①鉴于管道不与外界大气接触的特性，设备与管道的耐腐蚀性得以有效保障。

②循环水泵由于其设计压力较低，无需承担为高处设备提供静水压力的任务，因此所配备的功率相对较小。

③其显著优势在于无需配备回水箱，无须依赖重力回水机制，且回水过程无需额外增设水泵，从而节省了大量投资并简化了系统结构。然而，作为闭式循环的潜在局限，我们需提及相关问题。

①在负荷较低的情况下，由于蓄冷能力不足，冷冻机频繁启动运行。

②膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。

(2)开式循环系统

设计的系统采用管路与大气相通，并配置了贮水箱（或水池），以便于实现自流回水的顺畅流程。

对于采用喷水池进行空气冷却的空调系统，推荐选用开式设计。若空调系统采用冷水式表冷器，

在冷水温度需求波动较小，或者冷冻机能量调节难以满足空调系统动态变化的情形下，开式系统可供采纳。

在实施峰值负荷削减策略，如采用开放式水箱蓄冷或储存水的方式时，推荐选用开放式系统。

开式系统的优势体现在其具备一定的蓄冷容量，这使得冷冻机制冷需求得以有效降低，进而延长其运行周期并增强能量调控性能。此外，它还能有效控制冷水温度的波动，确保恒定性。然而，开式系统也存在一些局限性：

①当冷水与大气相互作用时，循环水中的含氧量较高，这可能导致管路受到一定程度的腐蚀。

②末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差较大时，水泵则须克服高差造成的静水压力，增加耗电量。

③当喷水池处于低海拔，无法自然回流至冷冻站时，必须增设回水池并配备相应的回水泵设备。

④采用自流回水的方式可能导致管道直径增大，从而带来额外的投资成本。

在终端产品的设计中，常优选冷水式表冷器作为主要的换热设备，推荐采用封闭式系统以确保系统的高效运行和稳定性。

要注意的是，闭式冷水系统的冷冻机的蒸发器也应为闭式的，且冷冻机的能量调节应能满足空调负荷的变化。一般空调系统的负荷变化在之间，在选用冷冻机的台数和单台的能量调节时，要考虑此问题。

(二)系统管制（两管制、三管制、四管制）

B-2两管制、三管制和四管制

(1)两管制

该系统采用共享的供水管道与回流管道设计，即仅配置两根单一供水与回水管道，分别服务于冷水与热水系统。

其两管制系统设计简洁，施工便利；然而，对于需同时实现制冷与供暖功能的环境，该系统并不适用。

(2)三管制

配置三条专用管道，包括供冷管路、供热管路及换热设备管路，其中冷水与热水的回水管道共享同一通道。

三管制系统兼备制冷与供暖功能，其管路设计相对四管制更为简洁，然而相较于两管制又显复杂，相应的投资成本较高，且存在一定程度的冷热回水混合损耗现象。

(3)四管制

为了实现高品质空调环境的需求，冷水与热水系统的供水管与回水管均独立配置，确保供应与回流的高效运作。

四管制系统兼备供冷与供热的功能，其与末端设备的协同工作确保了室内温度和湿度的精准调控。通过冷水与热水在管路及设备中的有效分离，该系统有利于提升运行稳定性并降低设备的腐蚀风险。

(三)定水量和变水量系统

(1)定水量系统

该系统设定恒定的循环水量运行，夏季与冬季可能采用差异化的定水量策略。在负荷波动时，通过调节供水和回水的温度，灵活调控制冷或制热能力。

优势体现为：该定水量系统结构简洁，易于操作，无需依赖繁复的自控设备及变水量定压调控。用户仅需运用三通阀，通过调节通往表冷器的水流量，实现各用户的独立控制，从而确保系统的平稳运行，相互间干扰较小。

挑战与不足：系统设计基于最大负荷流量，然而实际中，这种最大负荷状态持续时间短暂，且各朝向的峰值负荷并不同步。大部分时间里，供水量超过实际需求，导致水泵效率低下。此外，若采用多台冷冻机和水泵并行，负荷较低时，部分冷冻机可能停机，但水泵仍全面运行，这可能导致供水温度上升，降低表冷器等设备的除湿效能，进而增加室内相对湿度的风险。

该系统通常配备多台冷冻机与水泵，冷冻机停运时，配套的水泵也随之关闭，从而有效地节省了水泵的能源消耗。然而，这样的设计导致水流量呈现出阶梯式的定水量特性。

对于间歇性降温场合，如电影院、剧院或大型会议厅，通常采用定水量控制系统。此外，对于空调面积较小，仅配置一台冷冻机和一台水泵的系统，同样适用此类型系统。

(2)变水量系统

一种能够自动调节供水量以适应负荷变化，确保供水温度恒定的系统。

在设计变水量系统水泵时，随着负荷的减小，其能耗呈现出降低的趋势。因此，配管设计时可以考虑引入同时使用系数，通过减小管径，从而降低初期的水泵和管道系统投资。然而，为了实现流量控制，可能需要依赖于供、回水压差，这可能导致自控系统的复杂性增加。

(四)同程式和异程式

同程式

异程式

B-3同程式和异程式

(1)同程式系统

各并联环路的管长在设计上保持相近，其特性在于每增加一米管道，所面临的阻力损耗是均匀分布的。

当两者近乎相等时，无需对管网阻力进行调控即可维持平衡状态。

在同程式系统设计中，其水力稳定性表现出色，各设备间的水量分布均匀，且易于调控。尤其在高层建筑内部，如吊顶覆盖的室内管道网络，若选择风机盘管，众多的用水点使得仅通过调整管径来实现流量平衡变得异常困难。相比之下，利用平衡阀或常规阀门进行水量调节会带来庞大的维护工作量。鉴于此，推荐采用同程式水管路设计以确保高效便捷的水力管理。

同程式系统由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加初投资。

(2)异程式系统

异程式设计的特点在于各并联管路长度各异，它结构简洁，节省管材，施工便捷。在外网以及用水点分布较少的系统中，异程式尤为适用，可通过在各并联分支上安装流量控制设备来实现水量的有效调节。

(五)单式泵和复式泵

单式泵

复式泵

B-4单式泵和复式泵

(1)单式泵

系统采用单式循环水泵，其优点在于结构简洁，初期投入成本较低。然而，该设计缺乏流量调节功能，无法在负荷较低时减小流量以节省能源。因此，这类泵系统适用于小型建筑的空调设施，对于大型建筑物，特别是供水半径差异显著的情况，其适用性受限。

(2)复式泵

冷热源侧与负荷端各自配置了循环水泵，采用复式泵系统设计。该系统支持水泵流量的自适应调整（在冷热源侧维持恒定流量，而负荷侧则通过二次水泵实现流量调控），从而有效地节省输送能源。此特性使得系统能够顺应空调区域负荷的动态变化，特别适合大型空调系统的应用。

1.2水系统的承压与分区

B-5水系统的承压

(一)系统的承压

(1)在系统设计阶段，必须对各部位，尤其是最低点或水泵出囗处的预期压力进行详细评估，以确保设备选择的合理性。针对图B-5所示的系统，我们接下来将探讨以下三种具体场景的压力分析：

①系统停止运行时，A点承压最大：PA=9.81h

②系统正常运行时，A点和B点均可能承压最大：

水泵压头Pg对总压强的影响为：PB等于9.81乘以h1，减去HCB的压力损失项。

③当系统开始运行时，阀门4可能处于关闭状态，则B点压力最大：

PB=9.81 h1 + P

(2)设备的承压：常用的管道、水煤气管、加厚的和螺旋焊接管、≤无缝钢管。各种阀门从均有产品，可根据需要选用。空气处理机组所采用的表冷器，按照工作压力1.6Mpa、实验压力3.0Mpa进行设计和生产。能够保证设备的承压能力高，密封性好。

(二)水系统的分区

所有系统管道和设备皆具备其承载压力的上限，运行时务必确保系统压力不超过设备的额定耐压范围。对于层高较低且系统压力较小的场景，建议设计为单区域布局，将冷源和热源设施安置于底层或地下室，便于管理和降低振动及噪音影响。

针对高层建筑设备承载力不足的情况，应采取分区策略。建议将设备划分为两个区域，其布局配置可参考以下设计建议：

(1)屋顶或顶层设置有一冷一热的双源系统，专司上区的气候调节；而地下室则配置了相应的冷热供应设备，承担下区的温度管理任务。

(2)屋面上的裙房内设有一对制冷和制热设备，其中一组专司上区的暖通任务，另一组则承担下区的冷暖职责。

(3)若无专用裙楼设计，制冷与制热设备将统一配置于塔楼的设备楼层，或者部分设备安置在设备层，其余则置于地下区域。

(4)当冷冻机和换热设备承受的压强较高，而其他设备的压强较低时，建议将主机房安置在地下室，同时将末端设备划分为两个区域，分别负责上区和下区的供应任务。

(5)冷热源的配置策略如下： - 底层或地下室安置制冷机等设备，通过连接至设备层的水-水换热器为上区提供服务。 - 如需考虑承压条件，下两区沿用此布局。在南方地区，上部楼层（顶层或临近顶层的技术层）可选择安装风冷热泵机组，以应对冬季较低的室外温度，而在夏季则利用风冷系统。 - 在冬季室外温度极低且不适合热泵的区域，顶层采用换热器作为主要的供暖方式。

1.3高效水路系统与设备选择策略

(一)水系统的设计

本文所述的水路系统特指与空气处理机组关联的冷冻水系统。我们推荐按照图B-6所示的标准来配置一个完整的空调水系统。

在水系统的规划中，必须着重考虑排气与排水的设计，任何疏忽都可能导致系统运行效率下降，带来不良影响。

(1)热水管与冷水管应确保闭式系统的管道设计，规定有0.003的倾斜度，最低不得低于0.002，其倾斜方向需沿水流方向逐渐提升。当多根管道并排安装时，建议各管道的坡向保持一致，以便于共享支架的设置。若受空间限制，热水与冷水管道需以无坡度方式铺设，此时管道内的水流速度必须维持在0.25米每秒以上。特别注意，在变水量系统中，即使在最小流量情况下，这一流速标准亦不容忽视。

(2)在热水供应系统和冷水管道的每个垂直高度点（若管道平直，则位于水平管道水流终点），均需设置排气设施，如集气罐或自动排气阀。对于自动排气阀，应确保其易于更换，以防损坏或失效时能迅速切断。排气管道建议连接至水箱或地漏，以便利排水，并防止因排气阀故障导致的渗漏现象，避免水流入室内或顶棚区域。

注：机组内压力值

(3)在安装过程中，务必确保水泵接管及大小管路的衔接不会导致气囊的形成。当需要从小管向大管排空气体时，务必确保两者的连接处呈顶部平齐状态，以避免大管内部出现气囊现象。

(4)系统底部以及需独立排水的设备（例如表冷器、加热器等）应配备装有阀门的防渗水管，该管应连接至地漏或集水装置，旨在初期运行时冲洗管道及管道维护时进行排水操作。

(5)在负压条件下，空调器及风机盘管的表冷器（冷盘管）的冷凝水管应配备水封装置，其连接示例如图B-7所示。

(二)设备选型

我们的水系统主要包含以下关键设备与附件：水泵、集水器与分水器、膨胀水箱、除污器、水过滤器，以及各类水管和阀门。

(1)水泵水泵是中央空调水系统的主要动力设备，常用的水泵有单级单吸清水离心水泵和管道泵两种。当流量较大时，也采用单级双吸离心水泵；当高扬程、小流量时，常采用多级离心水泵。 水泵的性能参数由流量(Q----m3/s)、扬程(H----kPa)、轴功率(Nz----kW)、效率(n----%)、及转速(n----rpm)等。水泵的轴功率：nn水泵在工作点的总效率，对于小型泵为0.4-0.6，中型泵为，大型泵0.75-0.85水泵所需的电动机的额定功率：电极容量安全系数。

水泵的选择主要按所需的流量、扬程(H----kPa)来确定：对于定水量系统的总水量按最大负荷计算：对于变水量系统的总水量按右式计算：W=n1*n2*Q/[cp(Th-Tg)]

W--------冷水总水量，

--------各空调房建设计工况的负荷总和，

水的比热容，其参考值约为4.19千焦耳每千克摄氏度(kJ/(kg·℃))

p---------水的密度，可取。

Th--------回水的平均温度，℃

Tg--------供水温度，℃

n1--------同时使用系数，可取0.7~0.8

n2--------负荷系数，以围护结构符合为主的，可取

水泵的扬程：对于闭式系统，为最不利环路的管道阻力，管道的局部阻力（阀门、弯头等)和设备的阻力之和Hb=Hf+Hd+Hm;如为开式系统，则还应加上设备高差所造成的静水压力。

在闭式系统中，水泵的提升高度为kPa

在开式系统中，水泵的提升高度表现为kPa单位的扬程。

总沿程阻力在Hf系统中的表现，以千帕（kPa）为单位衡量。

局部水系统所遭遇的压力降，单位为千帕(kPa)

设备在系统中产生的阻力损失，表现为kPa

在开式系统中，静水压力表现为kPa。

在实际应用中，建议为上述计算数据预留1.1至1.2的安全余量。针对多泵协同运行，安全储备系数的设定应更为充分。关于水泵的配管布局（参见图B-8），请特别关注以下关键要素：

B-8水泵的配管

①为了有效降低和减少水泵振动及噪音的传递，建议在水泵的吸入管与压出管之间安装柔软接头。

②在水泵的出水口安装止回阀是推荐的做法，旨在预防因水泵意外停电导致的水倒流现象，从而保护水泵叶轮不受损害。

③为了在水泵非运行期间能够维护而不致于排空系统存储的水，吸入管和压出管上应分别配置进口阀和出口阀。进口阀通常保持全开状态，优选经济实惠且流动阻力较小的闸阀，但严禁用于水量调节，以免引发水泵气蚀问题。相比之下，出口端建议选用调节性能优良、结构稳定的截止阀或蝶阀作为阀门选择。

④立管上安装的止回阀下方应配备泄放水管（参见图B-8），旨在便利管道的清洗与排污作业。

⑤在水泵的出水管上需配备压力表和温度计，以便实时监测；若水箱采用低位水箱供水，吸水管上还需增设真空表，确保系统的有效运行。

⑥每台水泵宜单独设置吸水管，管内水流速一般为;出水管内水流速一般为。

⑦当水泵的电机功率超过20千瓦或吸入口直径大于100毫米时，水泵机组的布局须遵循《室外给水设计规范》的相关规定。

⑧基础应确保其相对于地面的高度不得低于100毫米，同时，四周需配备有效的排水设施。

(2)集水器和分水器

B-9集水器和分水器

在中央空调的设计中，为了实现各个空调区域流量的灵活调控与便捷分配，通常会在供、回水干管上安装分水器（用于供水）和集水器（负责回水），它们分别与各空调区域的供水管道和回水管道相连。

分水器和集水器的构造如图B-9所示。分水器和集水器实际上是一段大管径的管子，再其上按设计要求焊接上若干不同管径的管接头。确定分水器和集水器管径的原则是使水量通过集管时的流速大致控制在之间，分水器和集水器一般选用标准的无缝钢管（公称直径;分水器和集水器的地步应设有排污管接口，一般选用DN40。

(3)膨胀水箱目前，由于中央空调水系统中极少采用回水池的开式循环系统，因而膨胀水箱已成为中央空调水系统中的主要部件之一，作用是收容和补偿系统中的水量。膨胀水箱一般设置在系统的最高点处，并且底部标高至少比系统管道的最高点高出1.5m以上：补给水量通常按系统水容量的考虑，通常接在循环水泵的吸水口附近的回水干管上，并尽可能靠近循环水泵的进口，以免泵吸入口内气体液化造成气蚀。

B-10膨胀水箱

膨胀水箱的体积（Vp，单位立方米每小时，m³/h）由系统内水的容量（Vs）与最大水温变化幅度（△t）共同确定，具体可通过以下公式计算：Vp = a * △t * Vs

------膨胀水箱的有效容积（即由信号管到溢流管之间高度差内系统内的水的体积)

水的线性膨胀系数为0.0006升每摄氏度，即每升高1℃，其体积相应增加0.0006升。

△t------最大的水温变化值，℃

------系统内的水容量，(系统中管道和设备内存水量总和)

膨胀水箱上的接管有以下几种：

①膨胀管的设计旨在容纳系统中随温度升高而膨胀的水量，确保其被有效地导入膨胀水箱。

②溢流管的主要功能是排放水箱中超出预设水位的多余水分。

③信号管用于监督水箱内的水位

④系统水量的补充依赖于补给水管，其操作模式分为手动控制与自动控制系统两种类型。

⑤当水箱及膨胀管可能出现冻结情况时，循环管的作用是确保水的顺畅流通。

⑥排污系统的管道专司排污功能。对于箱体设计，我们建议实施保温措施，并配备一个密封盖板。盖板上连接的通气管道，通常推荐采用直径为DN100的钢管作为制作材料。

(4)集气罐

在水循环系统的设计中，集气罐的主要功能是确保系统内部空气的有效排除，以维持系统的稳定运行。集气罐通常采用焊接而成的DN100至DN250规格的钢管，包括立式和卧式两种型号。对于排气管道，推荐选择DN15的钢管，配备相应的放气阀，以便在系统注水或运行过程中进行定时排气。考虑到空气容纳效率，立式集气罐通常优先选用，因为它们能容纳更多的空气；然而，当干管距离顶部空间受限，无法安置立式集气罐时，会选择卧式装置作为备选。  安装集气罐时，一个关键要素是其位置设定，即要求其安装高度必须低于膨胀水箱，这样确保其功能得以充分发挥，即有效排放系统内的空气。

(5)水过滤设备，又称为排污装置，通常配置于测量仪表或执行机构前端。其中，常见的型号如Y型过滤器，其规格多样，包括10目、14目和20目等。Y型过滤器仅适用于水平管道内，介质流经时需遵循其外壳上指示的箭头方向。为了保证设备效能，排污器与测量仪器或执行机构之间的间距通常建议为公称直径的6至10倍，并需定期进行清洗维护。

(6)在水管中央空调水系统中，常用的管材包括焊接钢管（包括普通管与加厚型）以及无缝钢管。对于大口径管道，螺旋焊缝钢管(SYB/000443)是常见选择。焊接钢管主要由碳素钢制造，分为镀锌管（又称百铁管）和非镀锌管（黑铁管），其管壁具有单条纵向焊缝，通常通过炉焊法或高频电焊技术完成。普通焊接钢管适用于特定公称压力范围，而加厚型则适用于更高的压力要求。两种管材的末端都可经手工工具或套丝机加工出螺纹，方便进行螺纹连接。相较于普通钢管，镀锌钢管的重量稍重，其公称直径用DN标识。无缝钢管则采用优质碳素钢、普通低合金钢或合金结构钢材料，通过热轧或冷拔（轧）工艺制成，通常用D表示管径，如DN200，规格表示方法以此为基础。热轧管的最大公称直径可达DN600，而冷拔（轧）管限于DN200。当管径超过D57时，通常会选择热轧无缝钢管(GB8163-87)作为连接管路的标准。

①螺纹连接。适用于工作压力,工作温度，管子公称直径的低压流体输送用的焊接钢管之间；具有连接方便可靠，施工简便的特点。AHU风柜产品其表冷器和加热器的接口全部采用此种方式。

②法兰连接因其安装拆卸便捷，广泛应用于管道元件如阀门与管子的连接环节。

③管接头和弯头连接。

④焊接接驳技术：常应用于直径较大管道的链接以及中央空调的供暖系统构造中。

(7)阀门

阀门作为管道的关键组件，其主要功能在于控制水流的流通、断开以及调节流量。在中央空调系统的应用中，常见的阀门类型包括截止阀、闸阀、蝶阀、单向阀（止回阀）、调节阀、安全阀，以及专用于排除凝结水的疏水器等。

1.4保温与防腐措施

(一)管道和设备保温的作用

空调管道和设备在下列情况下要保温：

(1)不保温冷、热损耗量大，且不经济时；

(2)由于冷、热损失使介质温度达不到要求温度，从而达不到规定的室内参数时；

(3)在空调房间中，当管道需满足严格参数规范的情况下，其散发的冷热效应可能会对室内的参数控制产生负面干扰。

(4)旨在防止管道冷表面的露点凝结，以及防范热表面可能引发可燃物的燃烧风险。

(二)保温层厚度的确定

(1)在确定冷管道或设备的保温层厚度时，应优选防止结露的最小厚度与经济厚度中的较大者。对于热管道，保温设计需兼顾经济性，并确保其外表面温度不会干扰周围房间的室内环境参数及防火规定。若对冷媒或热媒的温度变化有严苛限制，还需核查其是否符合相应的技术标准。

(2)最小防露厚度要求：通常情况下，旨在实现长久无结露效果。例如，对于置于与外界大气频繁交互的室内环境中的冷管道，当室外相对湿度高达95%以上且气温较高时，完全避免结露的情况极其困难，且非必要条件。

对于具有平面结构且保温厚度超限，或者外径直径超过400毫米的圆形管道，

小于400mm的圆形管道：

(d+8)*In(1+28/d)=(A/awg)*[(Tl-Tng)/(Twg-Tl)]

8--------防止结露的最小厚度，m

外墙保温层外侧的环境气温，以摄氏度计：

气温：保温层外部空气的露点温度，以摄氏度计量

监测并记录管道内部介质的空气温度，以摄氏度为单位。

导热系数：保温材料的热传导性能指标，单位为W/(平方米·摄氏度)

保温层外部的表面传热系数，通常范围在5.8至11.6瓦特每平方米摄氏度，对于室内的管道，推荐选用8.1作为参考值。

管道保温前的外径尺寸，以米为单位。

(3)经济厚度的选择原理：针对特定保温材料，随着保温层厚度的逐步提升，其热能损耗成本A呈现出下降趋势，然而保温层的安装费用B和后期维护使用费也随之增长。这两项费用的综合效应形成了曲线C。曲线C的最低点所对应的保温层厚度，正是该材料的理想经济厚度点。

(三)保温材料的选择

在选择保温材料时，应遵循因地制宜、就地取材的指导原则，优先考虑那些来源广泛、价格经济、保温性能优良、施工简便且持久耐用的选项。

(1)经济性通常考虑导热系数与价格的综合因素。理想情况下，材料的经济性最优当其导热系数与成本之积达到最低。在两者乘积相近的情況下，选择导热系数较低的材料更具经济效益。

(2)特性为轻质多孔材料，其显著优点包括低热传导系数，保温后管道重量减轻，从而便利施工过程并降低负载负荷。

(3)该产品在保温性能优异的同时，具备良好的耐压稳定性。优选板状和毡状等形式的成型材料；若选用散装材料，则需实施相应的防压缩变形控制措施。

(4)保温材料的选择应遵循非有机性和非易燃性原则，以防止虫害滋生、腐烂、细菌繁殖以及引发鼠害或火灾风险。对于已选用此类材料的情况，务必实施相应的预处理措施。

(5)应优先选择吸湿性较低的材质，因为若保温材料含水量过高，容易滋生凝结水，从而对管道壁等产生腐蚀性影响，同时也会增加保温材料破损的风险。

(6)保温材料的选择应严格遵循非燃及难燃材料的标准，确保其完全符合《建筑设计防火规范》等相关法规的防火性能要求。对于电加热器等设备的保温措施，非燃材料是强制性的选用材料。

(7)冷管道在保温层外部需配备防潮设施，以防范外部湿气和水分渗透至保温层内部导致露水形成。室内管道应着重保证外表面光洁且外观美观。对于隐藏于隔层内的管道，可在外表面涂抹沥青作为防潮防护，无需额外的保护外壳。室外冷管道应尽量避免空中敷设，若采用架空方式，务必实施有效的防辐射热措施。

2、货物选型策略

计划采购并安装一套制冷能力达140千瓦的冷水机组，该机组将与现有系统串联并实现集中监控操作。服务范围包括冷水机组及相关设施的升级换新、集控系统的改造提升、设备的运输与就位、竣工产品交接、安装过程中的协作、调试、验收、员工培训以及售后保障服务一并涵盖在内。

(一)主机设备的选择：

(1)进行空调冷负荷计算，依据的是建筑物的空调覆盖面与各房间的功能特性。

(2)统计建筑空调总冷负荷；

(3)大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为左右，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定；

(4)制冷主机的选择基于建筑空调设计的总冷负荷与设备同时使用率的乘积计算得出的制冷需求。

制冷主机的数量将依据甲方的需求以及建筑场地的实际状况来确定。

(二)末端设备的选择：

中央空调系统的末端设备主要包括风机盘管与空气处理机组两大部分。

(三)风机盘管末端设备选型：

风机盘管的选取主要依据其两个关键参数：制冷（或制热）能力与送风量。据此，我们可采用以下两种策略进行选择：

(1)通过计算房间的循环风量，该值由房间面积、吊顶后层高与设定的换气次数相乘得出。进而，可根据循环风量需求确定适宜的风机盘管高速风量级别，从而选定风机盘管的具体型号。

(2)确定房间冷负荷需求：通过负荷冷指标法，根据每平方米的负荷指标与房间面积，计算得出所需的冷负荷数值。进而，可根据房间冷负荷与风机盘管在高风量下对应的制冷能力，选定风机盘管的型号（通常依据制冷量进行型号选择）.

在选定型号之后，接下来要考虑的是风机盘管的安装类型（隐蔽式或显眼式），送风与回风的方式（顶部进回风、侧面进回风或两侧对流），以及水管的连接方位（左侧或右侧）等关键要素。

(四)空气处理机设备选型：

空气处理机组的主要功能在于为空调环境提供空气质量管理与新鲜空气供应，通常具备回风与全新风两种操作模式。

空气处理机组的选择通常基于三个关键因素：风量、制冷能力（即表冷器排管数量）以及机外静压要求。

首先，依据系统所需的循环风量确定空气处理机组的风量定额；其次，根据所需求的冷量来决定相应的管排数量；接着，通过考虑风系统的阻力来确定适宜的机外余压。以此三个关键参数为基础，即可明确空气处理机的型号选择。

空气处理机组的基本型式可分为吊顶安装和地面支撑两种，其中地面支撑又区分立式与卧式。机组的送回风途径则呈现出多样性，具体选择需依据建筑物特性及行业主要标准来决定。

请注意，与新风工况相比，空调在制冷（或制热）状态下产生的冷（或热）量有所减少。

(五)空调水系统介绍：

(1)开式循环水系统

系统特征：设计中，管路与储水箱（或水池）相连通大气，当水自然回流时，管路由大气进入。对于空调系统中利用喷水室对空气进行冷却的情况，推荐选用开式系统为佳。

冷却水系统为开式系统。

开式循环的优点：

冷水箱具备显著的蓄冷功能，有利于降低频繁启动冷冻机的需求，提升能效调控性能，并能有效控制冷水温度的稳定波动。

开式循环的缺点：

当冷水与大气接触时，可能导致管路腐蚀；若喷水室位置较低，无法实现自然回流至冷冻站，需增设回水池及配套的回水泵；此外，当用户与冷冻站之间的海拔差显著时，水泵需应对静水压力，这将消耗大量电能；而选择自流回水方式，由于回水管径的加大，相应的初期投资成本会有所提高。

(2)闭式循环水系统

系统特征：该系统不具备与外界大气的直接接触，其设计特点是在系统顶部配备膨胀水箱，同时内置排气及泄水设施。

冷冻水系统为闭式系统。

在空调系统选用水冷式风机盘管及空气处理机组时，推荐采用闭式冷水供应系统。对于高层建筑设计，尤其倾向于选用闭式系统。

闭式循环的优点：

a、管道与设备不易腐蚀；

b、由于循环水泵承担的静水压力较低，导致其所需功率相对较小，无需特别供给高处设备额外的动力.

c、由于不具备贮水箱配置，无需依赖重力回水机制，且回水过程无需额外安装水泵，因此，该系统的投资成本较低，结构简洁明了。

闭式循环的缺点：

a、在低负荷运行阶段，由于蓄冷能力有限，冷冻机频繁启动的现象较为显著。

b、膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。

闭式循环水系统：

(3)同程式水系统

特性描述：各串联管路段的长度大致相当，且阻力相似。当每米管道的阻力损失趋于一致时，整个管网的阻力分布无需调整即可实现均衡.

系统的优势在于卓越的水力稳定性，各设备间实现了均衡的水量分配，并且易于调节。

系统局限性分析：同程式设计导致管道长度提升，随之而来的是水阻增大，这直接造成水泵能耗的增加，同时初始投资也随之提高。

(4)异程式水系统

特性描述：鉴于各并联环路管长的差异及随之产生的阻力不均，须在各并联水管系统中增设适宜的调节阀，以确保水力系统的均衡稳定。

异程式系统的特点表现为：其设计简洁，所需管材节省，且施工复杂度相对较低。

异程式系统存在的挑战：各串联环路的管路长度及阻力存在差异，导致流量均匀分配面临困难。

(六)系统水量与管径计算：

(1)冷冻水流量

针对未考虑同时使用率的机组选择，推荐依据产品样本给出的数据选用，或者采用以下计算方法。若考虑了设备的并发利用率，我们建议采用如下的公式，其中Q表示在未考虑并发情况下建筑的总冷负荷。

式中G-冷水总水量(m3/s);

综合最大负荷(KW)设计工况下的各空调房间详细配置

c-水的比热容，可取；th-回水的平均温度（℃）；

水的密度，通常取值为1000千克每立方米；供水温度则以摄氏度（℃）为单位表示。

(2)冷却水流量

主机为压缩式制冷时，;

主机为吸收式制冷时，;

(3)水系统水管管径的计算

在设计空调水管系统时，我们首要关注的是经济性和噪声控制。为了维持环路的稳定，主干管道的水流速度可以适当选择较大值，而分支管道则应采取较小的流速策略。

空调水管管径的确定：初步确定水流速，根据机组水流量，用公式计算出管径，计算出管径后应对照国家规范是否可行，直到适合为止；

(mm) 

式中G-通过该管段的水流量(m3/s);

-通过该管段的水流速度(m/s)。

第一章：冷冻冷却水管干管的最大经济流速建议(m/s)

主管路流速设计：

当前可供选择的管径规格包括：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500及DN600。

在挑选水泵时，通常要求水泵的进出口管径应小于所在管段直径一个规格。例如，若所在管段的直径为DN125，则推荐选用进口管径为DN100的水泵。

管道材料与连接方式：

一般用镀锌钢管、用无缝钢管、用螺旋钢管，建议均用无缝钢管，除与阀件、设备连接用管螺纹或法兰外，其它为焊接。

保温层采用非燃烧材料，如玻璃棉，以及阻燃材料，例如橡塑等。

(七)水泵的选择：

(1)水泵的主要形式：

水泵的优缺点：

卧式离心泵虽运转平稳，但其占地面积较为显著；相比之下，立式离心泵则采取管道直装设计，节省空间，然而其最大泵功率通常不超过75千瓦，否则可能对管路造成较大的冲击。

(2)水泵选择原则及注意事项：

a、水泵的设计首要目标是确保在最大运行工况下能够达到所需的流量和扬程，同时确保其工作状态点位于高效能操作区间。

b、泵的流量和扬程应有的富裕量。

c、在流量需求较高的情况下，建议考虑采用多台设备串联运行，但串联的台数应控制在不超过三台为宜。

d、在配置多台水泵进行联合运行时，我们优先推荐选用型号统一的水泵。

e、在选择水泵时，首要考量的是系统压力对泵体的作用效应，需留意水泵壳体及填料的承压性能，以及轴向推力对密封环和轴封的潜在影响。对于高层建筑采用的闭式循环水系统，其工作压力远超系统克服沿途摩擦阻力和局部障碍所需的最低值。因此，应在选泵时明确标定其所能承受的静压极限，若必要，可能需由制造商进行特殊设计处理。

f、一般工程可按总管长的选取损失扬程，再加上设备的损失扬程，即得到闭式系统水泵总扬程：开式系统总扬程与闭式系统总扬程不同，除系统损失扬程与设备的损失扬程外，还得加上系统的实际扬程（水泵吸入扬程与输出扬程）。

(3)水泵扬程的确定

在水系统的运行过程中，水流在管道及管件表面滑动会引发摩擦阻力损耗，这部分损耗实质上构成了水泵的效率降损，其影响因素主要包括流速、管径的大小、管道内部的粗糙度、管道的总长度以及各类管件和管线组件的设计特性。

1)估算冷冻水泵的最大扬程Hmax（米水柱）的公式如下：Hmax = A * P1 + A * P2 + 0.05 * L * (1 + K)

式中P1-最不利环路中冷水机组蒸发器水压降；

在AP2系统的最不利环路中，各空调末端设备的最大水压损失对应的是单台装置的最大压力降。

L-最不利环路的总水管长度；

0.05 在考虑水系统的最不利环路特性时，预计每连续100米管道长度对应的沿程阻力损失大约为5米水柱高度。

K值表示局部阻力当量长度在最不利环路中的总和与整个直管总长度的比例。对于较长的最不利环路，K的取值范围通常为0.2至0.3；而对于较短的最不利环路，K的适宜范围则为0.4至0.6。

2)冷却水泵的最大扬程Hmax（米水柱）的估算公式如下：Hmax = A * P1 + Z + 5 + 0.05 * L

式中最不利环路中冷水机组冷凝器水压降；一般为;

Z-冷却塔开式段高度；一般为

L-冷却水系统来回水管长度；

5-管路中管件局部损失可取5mH2O;

0.05 在水力传输过程中，每百米管道长度通常产生的沿程阻力损耗大约为5米水柱高度。

(4)水泵并联运行情况

在水泵串联运行中，随着台数增加，流量呈现显著下降趋势，特别是当并联台数超过三台时，这一现象更为明显。因此，我们强烈建议如下： 1. 在选择多台水泵时，需充分考虑流量的衰减因素，并预留适当的冗余容量。 2. 在空调系统的水泵配置中，推荐并联水泵数量不超过三台，以确保制冷主机的最佳性能选择。

通常情况下，制冷主机的数量应与冷冻水泵和冷却水水泵的数量相匹配，每种类型至少配备一台作为备份。补水泵则倾向于采用一对一的冗余配置，即每台设备配备一台备用泵。

(八)冷却水塔的选择：

(1)制冷主机的数量与冷却塔的配置是一一对应的，且无需考虑冗余配置。

(2)冷却塔的水流量=冷却水系统水量；

(3)在确保冷却系统稳定与安全的前提下，设计过程中应关注以下关键要素：

①冷却塔的自动补给水管直径或容量应适度提升，通常设计为能满足正常补水量的两倍以上的需求。

②为了加速补水过程并促进系统内空气的顺利排出，我们提议在冷却水循环泵的进水口附近增设一个补给水管。

③在冷却塔的选择上，优先考虑采用蓄水型冷却塔，或者在订购时明确提出对冷却塔集水槽具有提升贮水容量的要求。

④为确保系统稳定运行，需配备循环泵的旁通止回阀，其主要功能在于预防停泵时冷却塔内部可能出现的溢水过多情况，同时在遭遇突发停电时，有效防止水压冲击，避免系统冲击事故的发生。

⑤在设计过程中，需着重考虑各冷却塔之间的管道阻力均衡：在接管作业中，务必确保各冷却塔通往主干管的水力状态平衡；同时，建议在供水支管上安装电动阀门，以实现对单台冷却塔停运时的便捷关闭操作。

⑥在各并联冷却塔的集水槽间配置了均衡管道。通常，该管道的直径与进水干管规格一致，旨在确保各集水槽内部水位趋于一致，防止出现冷却塔过满导致溢水或供水不足需频繁补水的情况。

(九)辅助电加热的选型：

电辅助加热器的选取策略：通常以主机产生的总热负荷的1/3至1/4为参考基准。

(十)电子水处理仪和过滤器的选择：

(1)产品主要形式：

(2)电子水处理仪和过滤器的选择