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摘要：空调系统是建筑中不可缺少的设备设施之一，根据不同的建筑功能、建筑面积大小、楼层的高低、投资费用限定等因素，合理设计和选择相匹配的中央空调管道系统。本文笔者简要阐述了暖通管道的分类、水力计算及冷凝水排放等问题，仅供参考。
关键词：暖通空调；管道设计；水力计算；系统选择
一、空调水系统种类及性能
1.空调水系统种类
按照水系统是否与大气接触，可分为闭路循环和开式循环系统；按照末端空调设备供回水系统应分为两管制﹑三管制和四管制；根据供、回水干管中的水流方向及经过每一环路的管路长度分为同程和异程。
2.循环系统及管制系统性能
2.1闭式循环系统的优点是：（1）管道与设备不易腐蚀；（2）不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小；（3）由于没有储水箱﹑不需重力回水﹑回水不需另设水泵等，因而投资省﹑系统简单。缺点：蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需要经常开动。且膨胀水箱的补水需要设置加压水泵。
2.2开式循环系统的优点是：冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量的调节能力，且冷水温度波动可以小一些。缺点是：（1）冷水与大气接触，易腐蚀管路。（2）末端空调设备如较低，冷水不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵。（3）用户与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗量大。（4）采用自流回水时，回水管径大，因而投资费用高一些。
2.3两管制的优点是：投资费用低，安装和维修方便，但是运行时容易造成水量不均，管道水力平衡调节麻烦。。建议在小型商场或超市区域采用两管制系统。例：某商场建筑面积15万平方米，地上地下共5层，设计中央空调管道采用两管制供回水设计，分别在主干分支管道设置水力调节阀，在后期运行时部分区域末端设备出现压力不足，水流量不符合设备需求，制冷或制热效果不明显，每年运行季节，需要花费大量的人力对水力调节阀经过长达两个月时间以上，逐楼层逐区域调整。
2.4三管制，投资费用高、安装和维修麻烦，一般很少采用。
2.5四管制，投资费用较高，施工工期长，电气控制复杂，各支管路内水力均匀，末端设备无死角现象发生，同时满足多方面、不同位置区域温度需求，国际星级酒店、商场、5A级国际写字楼、医院手木室、高精度加工设备间等均采用四管制系统。
二、管道水力计算及選型
2.1空调工程中水管系统主要是为各种空气处理设备和空调终端设备输送冷﹑热水。需要水管具有足够的输送能力，能满足空调系统对冷﹑热负荷的要求。具有良好的水力工况稳定性。调节灵活。投资少﹑运行经济，便于维修管理。
2.2冷冻循环水根据要求的流量分配，利用假定流速法来确定管径和阻力。（1）首先要确定管道供回水方式，依据建筑平面图根据末端空调设备的技术参数，合理布置管径和管道走向，并绘制管道水力平面图。（2）在管道水力平面中标注各阶段管道长度和末端空调设备需求的流量。（3）利用假定流速法和各阶段管道流量、管径精确计算，选择合理的水力流速。水流速度越高，噪音越大，阻力相应增加，动力消耗增加；反之减少。（4）计算管道阻力损失，管段阻力损失分为沿程阻力损失和局部阻力损失，利用下方阻力损失公式计算系统中各阶段管道沿程阻力与局部阻力。（5）计算各分支管道阻力损失是否相等，再重新细节性调整各分支管道长度和管径，直到水力损失平衡为止。（6）计算管道系统水力总阻力，为水泵选型做好前提理论数据。
三、定水量和变水量
3.1定水量系统是系统中循环水量为一定值，或夏季和冬季分别采用两个不同标准的水量，负荷变化时，减少制冷量和热量，改变供﹑回水温度的系统。
定水量系统简便易操作，无需复杂的自控设备，打开和关闭空调温控开关，两通电磁阀自动开启和截止末端空调设备的水量，各用户管道系统之间不会相互干扰。当系统供回水压差大于设定值时，冷冻机房内分水器和集水器之间的压差旁通阀开启，保证空调制冷机组稳定运行。这种系统存在以下三方面问题：
（1）供冷水设计温差一般为5～7℃，定流量情况下，大部分运行时间内实际温差仅为0.5～1℃，在这种低温差、大流量的情况下运行，浪费了输送动力（机组用电量和设备耗损）。
（2）水系统的流量不能根据负荷变化自动调节，在供热水设计回水管道时应考虑同时作用系数下的流量，要比所选用的供水管径增大1.1--1.2倍。
（3）房间负荷变化时，两通阀关闭的数量和程度也在改变，因此，水系统的流量和水力工况也随之变化，并非定水量系统。
3.2变水量系统即改变供水流量大小的系统，使供水温度保持在一定范围内，根据管道系统中负荷变化高低，通过变频设备改变循环水泵的运行频率设定。末端空调设备管道上装设电动双位两通阀，控制室温在部分负荷时，一部分风机盘管上的两通阀间歇关闭，系统总阻力增大，流量减少，此时可通过变频自控装置减少水泵的供水量，供给实际需要量即可。这样变流量水系统水泵所消耗的功率就可随系统负荷的减少而降低，因而节省了能量，它适用于全年空调运行的国际星级酒店和高档大区域商场系统。
四、同程供回水与异程供回水
4.1在带有吊顶的高层的室内管网中，当采用风机盘管时，用水点很多，用调节管径的大小来调节平衡，往往是不可能的。采用平衡阀或普通阀门进行水量的调节时需要很大的工作量，后期运行中会造成各支路供水水量严重不均。系统较小的情况下使用异程供回水，投资费用低，安装维修简便；但最大弊端是管路回水不平衡，有时会造成部分末端机组制冷或热效果不好，无法达到良好的设计效果。例如：一个五星级国际饭店建筑面积3万平方，是由地上下6层裙楼和14层塔楼组成，中央空调系统宜采用同程回水方式，通过使每一分支管道的供﹑回水管路长度相同，保证供回水管道沿程阻力和局部阻力之和相同，则注水运行后管路阻力不需调节即可平衡。建议在大区域商场或高端的酒店中采用同程供回水方式设计，这样大大的提高各分支管路水力平衡，保证末端空调机组运行达到理想的设计效果。
五、风机盘管及冷水管道的冷凝水问题
进入室内的水管的保温一定要做好，若做不好，保温材料未能紧贴在管子上，管道保温有小孔或不严密处，空气进去遇到管壁产生凝结水，造成排水不畅，把吊顶弄湿，严重者使吊顶塌下来，同时也造成冷量损失，能源浪费。再有就是风盘本身的冷凝水问题，风盘冷凝水一般集中排放，冷凝管沿水流方向保持0.3%的坡度，有时受建筑条件制约，吊顶空间不能满足排放坡度的要求，导致滴水盘中的冷凝水排不出去。实际工程中可以将冷凝水分段排放，个别房间可直接接入卫生间地漏，减少对建筑空间的要求。
六、结论
随着空调系统在工程中的普及与应用，通过对暖通空调管道类型设计、水力计算等合理选取匹配的暖通空调管道，为暖通空调运行稳定作出贡献；保证暖通空调系统设计的适用性和经济性、可靠性、先进性和节能性。以上为笔者的粗浅见解，望各位同仁多加指教并交流各自的经验与设计体会，使我们的设计水平更上一层楼。
参考文献：
[1]欧阳金练等.《暖卫通风空调工程施工技术与资料管理手册》.中国建筑工业出版社
[2]《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019—2003.中华人民共和国建设部
关键词：暖通空调；管道设计；水力计算；系统选择
一、空调水系统种类及性能
1.空调水系统种类
按照水系统是否与大气接触，可分为闭路循环和开式循环系统；按照末端空调设备供回水系统应分为两管制﹑三管制和四管制；根据供、回水干管中的水流方向及经过每一环路的管路长度分为同程和异程。
2.循环系统及管制系统性能
2.1闭式循环系统的优点是：（1）管道与设备不易腐蚀；（2）不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小；（3）由于没有储水箱﹑不需重力回水﹑回水不需另设水泵等，因而投资省﹑系统简单。缺点：蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需要经常开动。且膨胀水箱的补水需要设置加压水泵。
2.2开式循环系统的优点是：冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量的调节能力，且冷水温度波动可以小一些。缺点是：（1）冷水与大气接触，易腐蚀管路。（2）末端空调设备如较低，冷水不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵。（3）用户与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗量大。（4）采用自流回水时，回水管径大，因而投资费用高一些。
2.3两管制的优点是：投资费用低，安装和维修方便，但是运行时容易造成水量不均，管道水力平衡调节麻烦。。建议在小型商场或超市区域采用两管制系统。例：某商场建筑面积15万平方米，地上地下共5层，设计中央空调管道采用两管制供回水设计，分别在主干分支管道设置水力调节阀，在后期运行时部分区域末端设备出现压力不足，水流量不符合设备需求，制冷或制热效果不明显，每年运行季节，需要花费大量的人力对水力调节阀经过长达两个月时间以上，逐楼层逐区域调整。
2.4三管制，投资费用高、安装和维修麻烦，一般很少采用。
2.5四管制，投资费用较高，施工工期长，电气控制复杂，各支管路内水力均匀，末端设备无死角现象发生，同时满足多方面、不同位置区域温度需求，国际星级酒店、商场、5A级国际写字楼、医院手木室、高精度加工设备间等均采用四管制系统。
二、管道水力计算及選型
2.1空调工程中水管系统主要是为各种空气处理设备和空调终端设备输送冷﹑热水。需要水管具有足够的输送能力，能满足空调系统对冷﹑热负荷的要求。具有良好的水力工况稳定性。调节灵活。投资少﹑运行经济，便于维修管理。
2.2冷冻循环水根据要求的流量分配，利用假定流速法来确定管径和阻力。（1）首先要确定管道供回水方式，依据建筑平面图根据末端空调设备的技术参数，合理布置管径和管道走向，并绘制管道水力平面图。（2）在管道水力平面中标注各阶段管道长度和末端空调设备需求的流量。（3）利用假定流速法和各阶段管道流量、管径精确计算，选择合理的水力流速。水流速度越高，噪音越大，阻力相应增加，动力消耗增加；反之减少。（4）计算管道阻力损失，管段阻力损失分为沿程阻力损失和局部阻力损失，利用下方阻力损失公式计算系统中各阶段管道沿程阻力与局部阻力。（5）计算各分支管道阻力损失是否相等，再重新细节性调整各分支管道长度和管径，直到水力损失平衡为止。（6）计算管道系统水力总阻力，为水泵选型做好前提理论数据。
三、定水量和变水量
3.1定水量系统是系统中循环水量为一定值，或夏季和冬季分别采用两个不同标准的水量，负荷变化时，减少制冷量和热量，改变供﹑回水温度的系统。
定水量系统简便易操作，无需复杂的自控设备，打开和关闭空调温控开关，两通电磁阀自动开启和截止末端空调设备的水量，各用户管道系统之间不会相互干扰。当系统供回水压差大于设定值时，冷冻机房内分水器和集水器之间的压差旁通阀开启，保证空调制冷机组稳定运行。这种系统存在以下三方面问题：
（1）供冷水设计温差一般为5～7℃，定流量情况下，大部分运行时间内实际温差仅为0.5～1℃，在这种低温差、大流量的情况下运行，浪费了输送动力（机组用电量和设备耗损）。
（2）水系统的流量不能根据负荷变化自动调节，在供热水设计回水管道时应考虑同时作用系数下的流量，要比所选用的供水管径增大1.1--1.2倍。
（3）房间负荷变化时，两通阀关闭的数量和程度也在改变，因此，水系统的流量和水力工况也随之变化，并非定水量系统。
3.2变水量系统即改变供水流量大小的系统，使供水温度保持在一定范围内，根据管道系统中负荷变化高低，通过变频设备改变循环水泵的运行频率设定。末端空调设备管道上装设电动双位两通阀，控制室温在部分负荷时，一部分风机盘管上的两通阀间歇关闭，系统总阻力增大，流量减少，此时可通过变频自控装置减少水泵的供水量，供给实际需要量即可。这样变流量水系统水泵所消耗的功率就可随系统负荷的减少而降低，因而节省了能量，它适用于全年空调运行的国际星级酒店和高档大区域商场系统。
四、同程供回水与异程供回水
4.1在带有吊顶的高层的室内管网中，当采用风机盘管时，用水点很多，用调节管径的大小来调节平衡，往往是不可能的。采用平衡阀或普通阀门进行水量的调节时需要很大的工作量，后期运行中会造成各支路供水水量严重不均。系统较小的情况下使用异程供回水，投资费用低，安装维修简便；但最大弊端是管路回水不平衡，有时会造成部分末端机组制冷或热效果不好，无法达到良好的设计效果。例如：一个五星级国际饭店建筑面积3万平方，是由地上下6层裙楼和14层塔楼组成，中央空调系统宜采用同程回水方式，通过使每一分支管道的供﹑回水管路长度相同，保证供回水管道沿程阻力和局部阻力之和相同，则注水运行后管路阻力不需调节即可平衡。建议在大区域商场或高端的酒店中采用同程供回水方式设计，这样大大的提高各分支管路水力平衡，保证末端空调机组运行达到理想的设计效果。
五、风机盘管及冷水管道的冷凝水问题
进入室内的水管的保温一定要做好，若做不好，保温材料未能紧贴在管子上，管道保温有小孔或不严密处，空气进去遇到管壁产生凝结水，造成排水不畅，把吊顶弄湿，严重者使吊顶塌下来，同时也造成冷量损失，能源浪费。再有就是风盘本身的冷凝水问题，风盘冷凝水一般集中排放，冷凝管沿水流方向保持0.3%的坡度，有时受建筑条件制约，吊顶空间不能满足排放坡度的要求，导致滴水盘中的冷凝水排不出去。实际工程中可以将冷凝水分段排放，个别房间可直接接入卫生间地漏，减少对建筑空间的要求。
六、结论
随着空调系统在工程中的普及与应用，通过对暖通空调管道类型设计、水力计算等合理选取匹配的暖通空调管道，为暖通空调运行稳定作出贡献；保证暖通空调系统设计的适用性和经济性、可靠性、先进性和节能性。以上为笔者的粗浅见解，望各位同仁多加指教并交流各自的经验与设计体会，使我们的设计水平更上一层楼。
参考文献：
[1]欧阳金练等.《暖卫通风空调工程施工技术与资料管理手册》.中国建筑工业出版社
[2]《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019—2003.中华人民共和国建设部