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中央空调系统在大型建筑中广泛应用,其中水系统作为核心组成部分,承担着热量传递的重要任务。与直接膨胀式系统不同,水系统通过水作为介质,在制冷设备和末端装置之间循环,实现温度调节。

水系统的基本原理是利用水的比热容较大这一特性。在制冷模式下,制冷机组产生的冷量被水吸收,冷却后的水通过水泵输送到各个房间的风机盘管或空气处理机组。水在末端装置中与空气进行热交换,吸收空气中的热量,使空气温度下降,随后水温升高的水返回制冷机组再次冷却,形成闭环循环。制热模式则通过锅炉或热泵加热水,热水流经末端释放热量。
这种系统的主要优势在于输送效率。水的载冷能力远高于空气,在传递相同冷热量时,水管路占用的空间远小于风管,这使得水系统特别适合空间有限的大型建筑。同时,由于水具有良好的蓄热特性,系统可以在夜间电力低谷期蓄冷蓄热,白天释放,降低运行成本。
中央空调水系统通常由几个关键部分组成:
1、制冷机组:作为冷源,通过压缩循环或吸收式循环将热量从水中移出,降低水温。
2、锅炉或热泵:在需要供暖时提供热源,将水加热。
3、水泵:提供循环动力,克服系统阻力,保证水在整个管路中流动。
4、末端设备:包括风机盘管和空气处理机组,实现水与空气的热交换。
5、管路系统:连接所有部件的管道网络,包括供回水管、阀门及配件。
6、膨胀水箱:容纳水受热膨胀的体积变化,稳定系统压力。
7、水处理设备:防止系统内结垢、腐蚀和微生物滋生。
水系统设计中常见一些问题值得关注:
为什么有些房间制冷效果不理想?这可能源于水力失调,即水流在分支管路中分配不均。离水泵较近的回路阻力小,流经水量多;较远回路则水量不足。解决方案是在各分支安装平衡阀,通过调节使各支路流量达到设计值。
系统噪音过大是什么原因?通常由两方面因素导致:一是水泵选型过大或运行点偏离高效区,产生气蚀和振动;二是管道内存在空气,形成气塞现象。合理的水泵选型并在系统出众点设置自动排气阀可以有效缓解这些问题。

如何防止管道结垢和腐蚀?水系统中的杂质和溶解氧会导致管道内壁结垢和腐蚀,降低传热效率,增加能耗。定期水质检测和处理十分必要,包括添加缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂,维持水质在标准范围内。
为什么需要定期清洗过滤器?管道中的杂质会堵塞过滤器,增加水流阻力,导致水泵能耗上升,流量下降。Y型过滤器通常安装在泵前,需定期拆卸清洗,保证水流畅通。
水系统有哪些不同类型?常见的有单式泵系统和复式泵系统。单式泵系统简单经济,适用于中小型建筑;复式泵系统将冷热源侧和负荷侧分开,各自配备水泵,更适合大型复杂建筑,允许部分负荷时灵活运行。
一次泵变流量系统如何工作?传统系统中水泵恒定运行,无论负荷大小都满负荷运转,浪费电能。变流量系统通过变频器调节水泵转速,根据末端需求变化自动调整水流量,显著降低泵耗。当末端二通阀随温度控制关闭时,系统感知压力变化,指令水泵降速,实现节能。
二次泵系统有何优势?在超大型建筑中,不同区域可能在不同时间使用,负荷变化大。二次泵系统将系统分为生产侧和分配侧,生产侧一次泵保证流过制冷机组的最小流量,分配侧二次泵则根据各区域实际需求独立调节,提高部分负荷性能。
如何解决系统膨胀问题?水温度变化时体积会热胀冷缩,多元化提供膨胀空间。膨胀水箱连接在回水管上,底部水位为系统静压,上部充氮气作为缓冲。当水温升高体积膨胀时,多余的水进入水箱;冷却收缩时,水箱向系统补水。
为什么需要补水装置?系统难免有轻微泄漏,需持续补充少量水分维持压力。自动补水阀根据系统压力变化开启关闭,当压力低于设定值时自动补水,压力恢复后关闭。
冬季防冻有何措施?对于可能暴露在低温环境中的部分,需要添加防冻液或采用电伴热保温。停机期间,若环境温度可能低于零度,应考虑将水排空,防止冻结造成管道破裂。
水系统日常维护需要注意什么?除了定期清洗过滤器和水处理外,还应检查水泵轴承润滑情况,监视系统压力变化,听辨异常声响,记录运行参数便于分析比较。良好的维护不仅能保证系统稳定运行,还能延长设备寿命,节约能源消耗。
中央空调水系统是一个复杂但设计精良的整体,理解其工作原理和组成部件,有助于更好地使用和维护系统。无论是新建建筑的设计阶段,还是现有建筑的优化改造,合理的水系统配置都能带来更舒适的环境和更低的运行成本。随着技术的发展,水系统也在不断进步,智能化控制使得系统运行更加高效可靠。