一、引言

水冷式中央空调水系统是现代建筑中应用最广泛的空调形式之一，，尤其适用于大型公共建筑、商业综合体、工业厂房等。其通过水作为载冷剂，将冷量从制冷主机输送至末端设备，实现大面积、多区域的空气调节。本文将系统介绍水冷式中央空调水系统的组成、分类、设计要点及选型方法，为工程技术人员提供参考。

二、水冷式中央空调水系统详细介绍

水冷式中央空调系统主要由制冷主机（冷水机组）、冷却水系统、冷冻水系统、末端设备（风机盘管、组合式空调箱等）以及水泵、阀门、管路等组成。其工作过程如下：

1. 制冷循环：冷水机组通过压缩机做功，将制冷剂在蒸发器中吸收冷冻水的热量，在冷凝器中释放给冷却水系统。
2. 冷冻水循环：从蒸发器出来的低温冷冻水（通常7℃）由冷冻水泵加压，通过冷冻水管路送至各末端设备，吸收室内空气的热量后升温（通常12℃），再返回冷水机组重新冷却。
3. 冷却水循环：从冷凝器出来的高温冷却水（通常37℃）由冷却水泵加压送至冷却塔，在冷却塔中与空气进行热湿交换，降温后（通常32℃）返回冷凝器，带走冷凝热量。
4. 空气处理：末端设备利用冷冻水冷却空气，由风机将冷风送入空调区域，满足室内温湿度要求。

三、水冷式中央空调水系统的分类

水冷式中央空调水系统可按不同方式分类：

1. 按冷冻水循环方式

• 开式系统：冷冻水与大气接触，如喷水室系统。管路简单但易污染、能耗较高，目前已较少采用。
• 闭式系统：冷冻水在封闭管路中循环，不与空气直接接触。系统腐蚀小、水泵能耗低，是主流形式。

2. 按管道布置形式

• 同程式系统：供回水干管中水流方向一致，各末端环路阻力基本相等，水力平衡好，但初投资较高。
• 异程式系统：供回水干管中水流方向相反，各环路阻力不平衡，需加装平衡阀调节，初投资较低。

3. 按水泵配置方式

• 一次泵系统：冷冻水泵和冷却水泵均为定流量运行，系统简单，但部分负荷时能耗较高。
• 二次泵系统：在冷源侧和负荷侧分别设置水泵，负荷侧采用变频调节，节能效果好，适用于大型、高差大的系统。

4. 按冷却水系统形式

• 开式冷却水系统：冷却水直接与大气在冷却塔中接触，系统简单，但易结垢、需水处理。
• 闭式冷却水系统：冷却水在封闭管路中循环，通过闭式冷却塔与空气换热，水质好，但造价高。

5. 按冷热源方式

• 单冷式系统：仅供应冷冻水，用于夏季降温。
• 冷暖两用系统：通过四通阀或锅炉等切换，实现冬季供暖。

四、水冷式中央空调水系统设计要点

1. 负荷计算：根据建筑用途、围护结构、人员、照明、设备等计算冷负荷，作为设计依据。
2. 水温参数确定：通常冷冻水供回水温度7℃/12℃，冷却水32℃/37℃；温差宜取5℃，大温差系统可降低水泵能耗。
3. 管路水力计算：确定各管段流量、管径、阻力，确保最不利环路阻力平衡。流速推荐：冷冻水干管1.2~2.0m/s，支管0.6~1.2m/s。
4. 水泵选型：根据流量、扬程选择水泵，并考虑备用。变频泵可适应部分负荷调节。
5. 定压与补水：常采用高位膨胀水箱或气压罐定压，补水装置保证系统压力稳定。
6. 水处理与排污：设置电子除垢仪、过滤器等，防止结垢和腐蚀；排污阀便于清洗。
7. 保温与防腐：冷冻水管道需保温，防止结露；冷却水管道注意防腐蚀。
8. 系统调节与控制：采用电动阀、平衡阀、压差旁通等实现流量调节和平衡；设置温度、压力传感器，接入BAS系统实现自动控制。

五、水冷式中央空调水系统选型指南

1. 冷水机组选型

• 根据总冷负荷和同时使用系数，选择一台或多台机组。
• 常用机组类型：离心式（制冷量大，>500RT）、螺杆式（100~500RT）、涡旋式（<100RT）。
• 考虑能效比（COP）、部分负荷性能（IPLV）、冷媒及环保要求。

2. 冷却塔选型

• 根据冷却水流量和进水温度，确定型号和数量；多台组合适应负荷变化。
• 考虑安装位置通风、噪音、漂水率等，宜置于屋顶或室外通风处。

3. 冷冻水泵与冷却水泵选型

• 根据系统循环流量和所需扬程选泵；一般设一台备用泵。
• 可选用单级离心泵；对于变流量系统，优先选用变频泵。

4. 末端设备选型

• 根据房间功能、负荷特征选择风机盘管、空调箱、辐射板等。
• 注意风量、冷量、噪声、外形和安装条件。

5. 管路与阀门附件选型

• 管材常用无缝钢管、镀锌钢管或PP-R管，根据口径和介质选择。
• 阀门如电动二通阀、静态平衡阀、电动蝶阀等，需满足关断和调节要求。

六、结论

水冷式中央空调水系统是一个复杂的系统工程，涉及冷源、输配、末端多个环节。合理的设计与选型是保证空调效果、降低运行能耗、延长设备寿命的关键。工程实践中，应根据建筑特点、负荷特性、投资预算等因素，综合采用一次泵或二次泵、定流量或变流量、同程或异程式方案，并结合智能控制手段，实现安全、节能、舒适的空气调节。