水泵驱动冷冻水进行循环流动的装置，冷却水泵的建议

电机选型：

冷藏电机：在冷藏水支路中驱动水进行循环流动的装置。我们晓得法兰减压阀，冰箱卧室内的末端（如风机盘管，空气处理锅炉等）还要热水锅炉提供的热水，而且冷藏水因为阻力的限制不会自然流动，这就须要电机驱动冷藏水进行循环以达到传热的目的。

冷却风机：在冷却水支路中驱动水进行循环流动的装置。我们晓得，冷却水在踏入热水锅炉后带走制热剂一部份糖分，而后流向冷却塔将这部份糖分释放掉。而冷却风机就是负责驱动冷却水在锅炉与冷却塔这个闭合支路中进行循环。样貌同冷藏电机。

修护泵：冰箱修护所用装置，负责将处理后的软化水攻入系统中。样貌同上电机。

常用的电机有立式离心泵和卧式离心泵，他们都可以用在冷藏水系统，冷却水系统和修护系统中。对于机房面积大的地方可以用立式离心泵，对于机房面积较小的地方可以考虑使用卧式离心泵。

电机并联运走势况：

由上表可见：电机并联运行时，流量有所衰减；当并联台数少于3台时，衰减尤为厉害。故建议：

1.采用多台电机时，要考虑流量的衰减，通常附加5%～10%的裕量。

2.电机并联不宜少于3台，即进行制热主机选择时也不宜少于三台。

3.大小型安装工程应分别设置冷,冷水循环泵。

通常，冷藏电机和冷却风机的台数应和制热主机一一对应，并考虑一台备用。修护泵通常根据一用一备的原则选定，以保证系统靠谱的保湿。

电机标牌通常标有额定流量和管径（见右图）。我们在选择电机的时侯就须要确定电机的流量和管径，因而按照安装要求确定相应的电机。

电机流量的估算：

（1）冷藏电机，冷却风机流量估算公式：

L（m3/h）=Q(Kw)×(1.15~1.2)/(5℃×1.163)

式中：Q-制热主机的制热量，Kw。

L-冷藏冷却风机的流量，m3/h。

（2）补给电机的流量：正常补给水量为系统循环水量的1%～2%，并且选择补给电机时，补给电机的流量除应满足上述水系统的正常修护量外，还应考虑发生车祸时所提高的补给水量，然而，补给电机的流量一般不大于正常修护量的4倍。

补给水箱的有效体积可按1～1.5h的正常修护量考虑。

电机管径的确定：

（1）冷藏电机管径的组成：制热锅炉蒸发器水阻力：通常为5~7mH2O；（详细可详见产品样本）

末端设备（空气处理锅炉、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：通常为5~7mH2O；（详细值可详见产品样本）

回水过滤器，二通调节阀等的阻力，通常为3~5mH2O；

分水器、集水器水阻力：通常一个为3mH2O；

制热系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：通常为7~；

综上所述，冷藏电机管径为26~，通常为32~。

留意：管径的估算要按照制热系统的详细状况而定，不可仿效经验值！

（2）冷却风机管径的组成：

制热锅炉冷凝器水阻力：通常为5~7mH2O；（详细值可详见产品样本）

冷却塔喷嘴喷水压力：通常为2~3mH2O；

冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷管的高差：通常为2~3mH2O；

回水过滤器，二通调节阀等的阻力，通常为3~5mH2O；

制热系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：通常为5~8mH2O；

综上所述，冷却风机管径为17~，通常为21~。

（3）修护泵管径：管径为定压点与最低点距离+电机吸水端和出水端阻力+3～5mH2O的富裕管径。

习题：一幢约100m高的超高层建筑，安装有风冷螺杆300RT数台，辅以闭式冰箱水系统，试计算冷藏电机所需的管径。

解惑：

1.热水锅炉蒸发器阻力，查产品样册：60kPa（6m火柱）；

2.管道阻力：取冷藏机房内的除污器、集水器、分水器及管道等的阻力为50kPa；取输配侧管道宽度300m与比摩阻300Pa/m，则磨擦阻力为300*300==90kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为90kPa*0.5=45kPa；系统管道的总阻力为50kPa+90kPa+45kPa=（18.5m火柱）；

3.冰箱末端装置阻力：空气处理锅炉的阻力通常比水泵盘管阻力大，故取后者的阻力为45kPa（4.5m火柱）（可以参照产品样册确定）；

4.二通调节阀，Y型过滤器等的阻力：取40kPa（4.0m火柱）。

5.水系统的各部份阻力之和为：60kPa++45

kPa+40kPa=（33m火柱）

6.电机管径：取15%的安全系数，则管径H=33m*1.15=37.95m。

按照以上计算结果，可以基本把握类同规模建筑物的冰箱水系统的压力损失值范围，尤其应避免因未经过估算，过度保守，而将系统压力损失恐怕过大，电机管径选得过大，造成能量耗费。

水管路阻力估算方式：

①沿程阻力，水在管线内的沿程阻力：

Hf＝RL

式中：Hf—水管沿程阻力，Pa；

R—单位宽度沿程阻力，又称比摩阻，Pa/m；

L—水管直管段的宽度，m。

热水管选用铁管或不锈钢管时，比摩阻R通常为100～400Pa/m，最常用的为250Pa/m。比摩阻是个和水管孔径，水流流速以及流量有关的量，可以通过下边的比摩阻估算图查得。

局部阻力：水流动时遇见弯管、三通及其他配件时，因磨擦及涡流耗能而形成的局部阻力估算公式为：

Hd＝ζ×(ρ×V2/2)

式中：ζ—局部阻力系数，见下边的表格

V—水流速，m/s。

③水管总阻力，水流动总阻力H（Pa）包括沿程阻力Hf和局部阻力Hd，即：H=Hf＋Hd

习题：如右图所示冰箱冷藏水系统，安装一台水机，已知锅炉的冷负荷为21.2kw，蒸发器盘管阻力为5m火柱，各管段宽度见下表，求各管段内径及最不利支路总阻力。

解惑：设冷藏水自来水气温为7℃，回水气温为12℃，则每台冰箱锅炉冷藏水量为：Mw＝21.2×1.15/〔4.19×(12-7)〕＝1.16kg/s=4.19m3/h

依照各管段的流量，由下表确定各段内径。由上图可查出比摩阻R，和各阀门的局部阻力系数，便可确定各管段的总阻力。

最不利支路的总阻力为最远管段（1－2－3－4－5－6）的阻力加上表冷器的阻力，即

H=（12.4+3.9+12.9+3.6+4.6）×0.102+5=8.

（其中系数0.102是将单位Pa转化为mH2O）

电机推荐厂家：北方泵业，格兰富电机。

膨胀定压装置选型

膨胀定压装置的作用：在开式系统中，不存在定压问题，而在闭式水系统中，由于应当保证系统管线和设备内富有水，所以，管线中任何一点的压力都应低于大气压力，否则会吸入空气，因此冰箱冷藏水系统还要定压。定压点一般选择在电机的吸入端。

膨胀定压装置是对水系统进行定压的装置。冰箱中常见的膨胀定压装置是膨胀水箱定压和二氧化碳定压罐定压。

膨胀水箱的结构及工作原理：

膨胀水箱定压：在高出暖气系统最低点2-3米处，设一水箱维持恒压点定压的模式称为膨胀水箱定压。其特点是压力稳定不怕停水；劣势是水箱高度受限，当最高建筑物层数较高并且避开热源，或为低温水供水时，膨胀水箱的架设高度无法满足要求。

膨胀水箱是常见的膨胀定压设备，它的特点就是结构简略，造价低廉，对系统的水力稳定性好，控制也十分容易。劣势是水直接与大气接触，氨氮条件相对会较多，另外它应当置于高出系统的位置。右图为膨胀水箱的构造图：

然而，膨胀水箱的应用存在一定的限制，如上所提及的氨氮问题，位置问题（应当在系统最低点）以及冬天的防寒问题。因此当有以上条件限制时，我们一般选用二氧化碳定压罐（落地式膨胀水箱）。

二氧化碳定压罐的结构及工作原理：

二氧化碳定压罐定压：二氧化碳定压分气体定压和空气定压两种，其特性都是借助高位定压罐与修护泵联合动作，保持水系统恒压。气体定压是在定压罐中灌充氩气。空气定压则是灌充空气，为避免空气溶于水磨蚀管线，常在空气定压罐中装设皮囊，把空气与水隔离。

二氧化碳定压供水系统特点是：运行安全靠谱，能较差地避免系统出现气化及水击现象；其劣势是：设备复杂，容积较大，也比较贵。

二氧化碳定压罐一般选用隔膜式，其空气与水完全分开，所以对氨氮的保证性比较好。另外，它解决了位置问题，不受位置高度的限制，一般可以放到冷藏机房，热交换站和水水厂内，所以也不存在防寒问题。系统原理图如下：

膨胀水箱的选择：

膨胀水箱主要靠有效体积选择：

有效体积＝膨胀水量＋调节水量

①膨胀水量的确定：

方式1：Vp=α·Δt·Vs(m3)

式中：Vp—膨胀水箱的膨胀水量；

α—水的容积膨胀系数，取0.0006/℃；

Δt—考虑系统内水受热和冷却时温度的最大波动值，℃，制热Δt取15℃，供水Δt取45℃；

Vs—系统内的水容量，m3（系统中管线和设备显存水量总和，详见下表）

水系统中总容量（L/m2建筑面积）

注：供水时的数值是指使用冷水机组的状况；如使用换热时可以取供冷时的数值。提防单位变换！应把L换成m3水量。

方式2：根据锅炉供热水或供暖水来估算膨胀水量

热水时：按0.1L/KW估算；

冷水时：按0.3L/KW估算。

②调节水量的确定：调节水量Vt为修护泵3min的流量，且保持水箱调节水位不大于200mm。计算时通常取膨胀水量的一半。

③膨胀水箱的有效体积：V＝Vp+Vt，通常V取1.5Vp。

习题：某建筑面积2万平米的超高层建筑，冰箱水系统采用数台和两台的模块，总冷负荷为。夏天供冷，夏季运用热交换器供水，试计算其膨胀水箱的机型。

解惑：膨胀水箱的估算，按以上公式最大值估算（冷热载荷）：Vp＝0.0006×（20000×1.3）×45=702L

V=1.5Vp=1.5×702＝1053L＝1.053m3膨胀水箱的实际体积需要考虑下部膨胀水位上溢流管和该水箱顶的距离；故该项目选1100×1100×1100的膨胀水箱即可。

见下页膨胀水箱尺寸及管路公称外径一览表：

二氧化碳定压罐的选择：

（1）总体积：V=Vt/(1-β)

Vt-调节水量(m3)，为修护泵3min的流量,且保持水箱调节水位不大于200mm。计算时取膨胀水量的一半。

β-系数,通常β=0.65~0.85,当P2容许时,尽或许取小值。

（2）工作压力：

a)修护泵启动压力P1(mH2O),小于系统最低点0.5m。

b)修护泵停止压力P2(mH2O),P2=(P1+10)/β-10

P2取值应保证系统不超压。

c)电磁阀开启压力P3=P2+(2~4)m

d)安全阀开启压力即膨胀罐最大工作压力P4=P3+(1~2)m,且不少于系统中设备的容许工作压力。

冷却塔的选型：

冷却塔是一个重要的设备，对于风冷式冰箱系统，其为应当设备，它是通过冷却水与空气的直接接触将冷却水底的糖分带走。一般水被冷却塔的喷嘴雾化涌出，通过水泵使空气在冷却塔中流动，带走水珠的糖分。冷却塔的种类太多,右图为常用的冷却塔的方式及特征：

常用冷却塔的工作原理：

1．横流式冷却塔：横流式冷却塔的热交换效率不如逆流塔。进风与出风口的高差也比逆流塔小得多,倘若出风口处遭到某些气流或其他质点的影响和制约,会使进风与出风出现短流现象.另横流塔水闸一半在塔体上方,所以一般要求塔顶部有水平干管,管线布置稍有困难。

2．引射式冷却塔：取消了冷却水泵,而选用高速的水通过喷水口射出,因而引射一定量的空气踏入塔内进行热交换而冷却。没有水泵等运转设备,靠谱性高,稳定性好,噪音比其他类别的冷却塔低。劣势是设备规格偏大,造价相对较贵。同时,因为紊流流速的要求,它还要较高的进塔水压。

3．逆流式冷却塔

(1)进风与出风口具备较大的高差,所以进出风不易短流,能保证吸入空气湿度较低。

(2)逆流塔的热交换效率是最高的。

(3)方形逆流塔的进风百叶可沿圆周布置,六边形塔也可在四周布置,所以进风较均匀,冷却疗效好。

(4)外观规格上,方形塔半径比同样功耗的圆形塔大，半径也更大一些,因为某些诱因,受占地面积限制方形塔的使用场合遭到一定影响。

4．蒸发式冷却塔(闭式冷却塔)

冷却水系统为一全封闭系统,对氨氮的保证功耗较差,不易被污染,杂质也不会踏入冷却水系统中,另一个特点就是在室内气温较低时(过渡秋天)可以把它当作一个蒸发冷却式制热设备,使冷却水直接当作电扇系统的冷却水使用。因而降低锅炉的运行时间。但其能耗大,进塔水压要求较高。

冷却塔选型留意点：

1、冷却塔台数与制热主机的数目应一一对应，可以不考虑备用；

2、冷却塔的水流量=冷却水系统水量×(1.2～1.5)；

3、冷却塔的能力大多数为标准载荷下的出力（湿球气温28,冷却水量32℃/37℃),因为地区差别,冬季湿球气温会不同,应按照厂商样册提供的曲线进行修正.湿球气温可查当地气象参数荣获。

4、冷却塔与周围障碍物的距离应为一个塔高，塔与塔之间净距离应保持不大于0.5倍塔体半径。

5、选用多台烟囱时尽量选择同一规格。

6、建议回水管室内部份做保温。

7、冷却塔启动时，一定要先开电机，后开水泵，停止工作时，应先停水泵，后停电泵。

计算选型：

例子：某冰箱系统安装220RT的螺杆锅炉，冰箱系统冷却水量为160m3/h，当地湿球气温28℃,热水进出室温32℃/37℃,这么冷却塔的冷却水量=160×1.2=192m3/h，按照就近原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为200m3/h的冷却塔。

推荐品牌：荏原、金日、良机。

电子水处理仪和软化水装置：

当安装工程所在地氨氮较硬或是系统较大的时侯，容易使系统的管道锈斑，该冰箱系统应当配置水软化装置，通常采用全手动软化水装置；而在冷却水系统，因为冷却塔与空气常年接触，在冷却塔接水盘中容易形成鱼类等，因此也须要对水进行处理。一般选用电子水处理装置。右图为其外观图：

电子水处理仪工作原理：

防垢：水份子由原先结成环状分子脱落成单个水份子，水底溶化盐的正、负离子被单个水份子包围，运动速率增加，有效碰撞次数提高，静电引力增长，破坏了离子间互相附着聚集的特征，达到防垢的目的。

预膜：破裂的单个水份子在低频电场作用下，靠电性作用产生高速运动的带电粒子，这种粒子冲蚀管壁垢物，破坏垢的结构，使老垢显得香甜，渐渐剥落，断裂，达到预膜的目的。

消毒灭藻：高强电能电磁场可使水底微生物细胞壁断裂，使得水底溶化氧在高强高压电磁场中可形成如O3、H2O2等对真菌和绿藻具备极强杀灭力的物质，达到灭活清除的疗效。

全手动软化水装置：

全手动硬水器通常采用多路控制阀和控制器，控制方法有时间控制和流量控制。时间控制是按照小时销量和周期制水量来设定周期，通常适于于用水量比较稳定的场合。流量控制是依据周期制水量来启动再生程序，设备运行时由专用流量计统计总产水量，当总产水量达到设定的周期制水量时，控制器启动再生程序手动再生，设备的再生与运行时间无关。

它通常是通过钠离子交换的方式去除水底的钙镁等离子，达到软化水的目的。

通常根据出入口宽度和处理的水量来选择电子水处理仪。

全手动软化水装置的主要特点：

（1）手动化程度高：可定时、定流量手动再生；（2）运行稳定，出水品质高，设备结构紧凑、安装占地面积小。属于免维护设备，运行不需专人看管。运行成本低：水耗与传统设备相比均可大大减少。（3）可广泛应适于需纯化软化水的工业、民用及商业领域如机组给水、冷却循环水、化工、钢铁熔炼厂，纺纱造纸用水，洗衣房水处理、食品加工用水、以及纯水设备的预处理装置。

（4）处理量0.1-20t/h。

通常根据系统修护量进行选择。软化水经处理后储存在软化水箱内,软化水箱的体积一般取修护泵0.5~1.0小时的水量。

习题：

某车辆销售店安装了3台的模块，采用两台电机，一用一备，每台电机管径24m，流量12L/S，安装在锅炉进水管上，在进锅炉之前安装有低频电子水处理仪，采用宁波市亿利达水处理设备有限公司生产的YL系列多功能低频电子预膜仪，规格尺寸为YL-80IV，出入口径3英寸，流量50t/h。锅炉水系统运行良好。（注：12L/S=43.2t/h）

Y型过滤器的选择：

过滤器是输送介质的管线上不可欠缺的一种装置,一般安装在减压阀、泄压阀、定水位阀或其它设备的进口端，拿来清除介质中的杂质，以保护球阀及设备的正常使用。现在常用的水过滤装置有金属网状、尼龙网状过滤器，Y型管线式过滤器，角构型和直通式除污器等。通常安装Y型过滤器的比较多。

1、进出口管径：原则上过滤器的进出口管径不应大于相配套的泵的进口管径，通常与进口管道口径一致。

2、公称压力：根据过滤管道或许出现的最高压力确定过滤器的压力等级。

3、孔细度的选择：主要考虑需拦截的杂质粒径，根据介质步骤工艺要求而定。各式型号丝网可拦截的粒径规格查产品说明书。

每英寸里面的孔目数量越多，才能拦截的杂质的粒径越小，过滤疗效越好。

4、过滤器材质：过滤器的材质通常选择与所连结的工艺管线材质相似，对于不同的服役条件可考虑选择不锈钢、碳钢、低合金刚或镀锌材质的过滤器。

5过滤器阻力损失估算：水用过滤器，在通常估算额定流速下，压力损失为0.52～1.2kpa。

常用的Y型过滤器型号有10目、14目、20目，Y型过滤器只好安装在水平管线中，介质的流动方向应当与壳体上注明的箭头方向相一致。水过滤器离检测仪器或执行机构的距离通常为公称外径的6－10倍，并定期擦洗。

其它附属设备选型：

集分水器的选择：高于两路供应的冰箱水系统，宜设置集分水器。

对于大型水冷模块安装工程，水支路无需分区的安装工程，不用设置集分水器。

对于中小型安装工程，水支路还要分区的安装工程，还要设置集分水缸。

集、分水器的半径应按总流量通过的断面流速(0.5-1.0m/s)初选,并应小于最大接管开口半径的2倍。

集分水器里面接管的内径依据该接管上面的冷藏水流量估算。集分水器之间加电动压差旁通阀和旁通管（内径通常取DN50）。

靶式流量计的选择：靶式流量继电器由继电器体、挡板、传感磁棒、微型继电器等组成。

靶式流量继电器的工作原理：工作中当系统流量发生变化时，挡板摇动推动传感器磁棒驱动微型继电器闭合（或断掉），以便输出（或中断）电压讯号，达到实现报案或与控制设备连锁的目的。

以无锡市恒润机械仪表厂生产的靶式流量计为例说明：

冷藏水和冷却水管路上都设有靶式流量控制器，用户安装管道时在锅炉冷藏水和冷却水的出口处安装。流量继电器两侧起码应有5倍管线半径的直管段；不要将其安装在接近管件，孔板及管件的附近；流量继电器上箭头对准应当与水管的水流方向一致；为避免流量继电器的发抖，应将水系统中的所有二氧化碳排放回去。

管件的选择：

冰箱水系统常用到的阀体有：截至阀、闸阀（或阀座阀）、蝶阀、球阀、逆止阀（阀门）、安全阀、减压阀、稳压阀、平衡阀、调节阀及多种自力式调节阀和电动调节阀。其中截至阀：适于切断介质流动，有一定的节调性能，压力损失大，供水系统中常拿来切断蒸气的流动，在阀体规格中用“J”表示截至阀。阀门：适于切断介质流动，当球阀全开时，介质可以象通过通常管子一样，通过，无须改变流动方向，所以压损较小。阀门的调节功耗很差，在阀体规格中用"Z"表示阀门。

逆止阀：又称阀门或双向阀，它容许介质单方向流动，若阀后压力低于阀前压力，则逆止阀会手动关掉。逆止阀的型式有多种，主要包括：升降式、旋启式等。升降式的阀门外形象截至阀，压损大，因此在新型的传热站系统中较少采用。在阀体规格中用"H"表示。阀门：靠改变阀瓣的视角实现调节和继电器，因为阀瓣一直处于流动的介质后边，因此产生的阻力较大，因此也较少采用。在阀体规格中用"D"表示。

安全阀：主要适于介质超压时的泄压，以保护设备和系统。在这些状况下法兰减压阀，微启式水压安全阀经过改进可用作系统定压阀。安全阀的结构方式有太多，在阀体规格中用"Y"表示。

管件的类别代号：

管件传动模式表示法：

球阀结构方式表示法：

球阀垫圈密封面或衬里材料表示法：

公称压力表示法用数字表示压力值，单位为0.1MPa，如PN0.1MPa则写成1。

球阀阀门材料表示法，见下表。

球阀规格和名称编制方式样例：

例1：电动传动、法兰连结、明杆楔式双阀座、阀座密封面材料由壳体直接加工、公称压力PN0.1MPa、阀体材料为灰不锈钢的阀门：表示为Z942W-1简称直动楔式双阀座阀门

(留意：材料为灰不锈钢的时侯通常省略不标明)

例2：自动、外螺纹联接、浮动直通式、阀座密封面材料为氟塑胶、公称压力PN4.0MPa、阀体材料为的阀门：表示为Q21F-40P简称外螺纹阀门例3：气动常开式、法兰连结、屋脊式、衬里材料为衬胶、公称压力PN0.6MPa、阀体材料为灰不锈钢的隔膜阀：表示为G641J-6简称气动常开式衬胶隔膜阀。例4：液动、法兰连结、垂直板式、阀座密封面材料为铸铜、阀瓣密封面材料为橡胶、公称压力PN0.25MPa、阀体材料为灰不锈钢的阀门：表示为D741X-2.5简称液动碟阀例5：电动机传动、焊接连结、直通式、阀座密封面材料为点焊硬质合金、在540'C下的工作压力为17MPa、阀体材料铬钼钒钢的截至阀：表示为J961Y-简称电动冲压截至阀

例6：规格为的球阀表示：

球阀类别为阀门；选用涡轮传动；连结方法为对夹式；结构方式为平行板式；垫圈密封面材料为橡胶材料；球阀公称压力为0.6MPa；阀门材料为不锈钢。

其它附属设备的选择：

软接头：为了避免震动，在水冷模块与进出口接管处和末端的进出水口处设置，一般选用金属软连结。

进气阀：排除水管路系统中的空气，通常选用全铜的手动进气阀，且在其后面加阀门和阀门。水系统的空气通常通过管线布置时作成一定的弯度，在最低点外设进气阀排出。管线内的空气若不排出，会形成气塞，妨碍循环，影响供水。另外都会对管道导致磨蚀。

压力表：检测水系统压力，坐落电机的进出水端和过滤器的进出水端。

室温计：检测水系统体温，坐落电机的进出水端、主机、换热器、末端、分集水器上。

进水和出水管道的直管段上安装体温计和压力表，防止将其安装在太接近管件的地方。压力表应当安装在阀体以内的直管段上。布置压力表，体温计及其他检测仪表应设在易于观察的地方，球阀高度通常离地1.2-1.5m，低于此高度时，应当设置工作平台。

电机进水管依次接：阀门－压力表－软连结；

电机进水口依次接：软连结－压力表－阀门－阀门。如右图：

冷却塔进水管上加电磁阀，不倡导使用自动阀；管线泄水阀应当设置于室外，若放置在室内，因为管内有部份存水，冬天易漏水。

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