第7章 冷媒水和冷却水系统设备

1、第7章冷媒水和冷却水系统设备1.学习要求2.本章难点7.1冷媒水和冷却水系统7.2离心式水泵10.33一个标准大气压值，mH2O；7.3冷却塔7.4其他设备实训6单级悬臂式离心泵的拆装思考与练习1.学习要求1)了解冷媒水系统和冷却水系统的组成与形式。2)了解水泵的分类和性能参数，掌握离心泵的基本结构、工作原理及其工作性能。3)了解冷却塔的作用和分类，掌握常用冷却塔的基本结构及工作原理。4)了解其他辅助设备，如集水器、分水器、膨胀水箱、放气装置及其他管路附件的结构及工作原理。5)能看懂冷媒水和冷却水系统相关设备的结构图。6)会查阅冷媒水和冷却水系统设备的相关资料、图表、标准、规范、手册等。7)能

2、够正确拆装离心泵。2.本章难点1)离心泵的特性曲线、管路特性曲线、工作点及流量调节等内容理论性较强，掌握起来有一定难度，要与流体力学内容相结合，掌握其理论分析过程。2)结合气蚀产生原理确定离心泵的安装高度，并计算许用气蚀余量、许用吸上真空高度等参数是常见的工程计算，有一定难度。7.1冷媒水和冷却水系统7.1.1冷媒水系统1.冷媒水系统的组成2.冷媒水系统的形式(1)开式系统开式系统即开放式管路水循环系统的简称，通常为用喷水室处理空气的空调系统或设置蓄冷水池的空调系统。图7-1开式系统1喷水室2冷(热)源3水泵4回水池7.1冷媒水和冷却水系统图7-2闭式系统1膨胀水箱2自动排气阀3空调设备4冷(

3、热)源5水泵7.1冷媒水和冷却水系统(2)闭式系统闭式系统即密闭式管路水循环系统的简称。7.1.2冷却水系统1.冷却水系统的组成2.冷却水系统的形式(1)直流供水系统系统比较简单，冷却水经过冷凝器等用水设备后直接排入河道或下水道，或用于厂区综合用水以及农田灌溉；一般适用于水源水量比较充足的地方。(2)重复使用供水系统系统结构也比较简单，即用其他冷却设备使用过的回水作为水源，或者将用过的冷却水重复用于其他地方。7.1冷媒水和冷却水系统(3)循环冷却水系统循环冷却水系统在空调工程中大量使用，只需要补充少量补给水，但需要增加循环泵和冷却设备等，系统比较复杂，常在水源水量较小、水温较高时使用。(1)

4、自然通风冷却循环系统采用冷却塔或冷却喷水池等设备，用自来水补充，适用于当地气候条件适宜的小型冷冻机组。(2) 机械通风冷却循环系统采用机械通风冷却塔或喷射式冷却塔，用自来水补充，适用于气温高、湿度大，自然通风冷却塔不能够达到冷却效果的系统。图7-3空调冷媒水、冷却水循环系统的工艺流程1冷水机组2冷凝器3蒸发器4分水器5集水器6水过滤器7冷媒水循环水泵8冷却水循环水泵9电子水处理仪10冷却水循环水箱11冷却塔12膨胀水箱(、为冷媒水供回水管，、为冷却水管)7.2离心式水泵7.2.1泵的分类和主要性能参数1.泵的分类(1)容积式泵它利用泵内工作室的容积作周期性地变化而提高液体压力，达到输送液体的目

5、的，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。(2)叶片式泵它是一种依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传给液体，进行液体输送的机械，如离心泵、混流泵、轴流泵等。(3)其他类型的泵指除上述两类水泵以外的其他泵，如利用螺旋推进原理工作的螺旋泵，利用高速流体工作的射流泵和气升泵，利用有压管道水击原理工作的水锤泵等。2.泵的主要性能参数7.2离心式水泵(1)流量泵在单位时间内所输送的流体量，称为流量，可用体积流量qV表示，单位为m3/s、m3/h或L/s；也可用质量流量qm表示，单位为kg/s或kg/h。(2)能头泵的能头(或能量头)是单位质量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增

6、加值除以重力加速度，也就是单位质量液体通过泵以后获得的有效能量除以重力加速度，以符号h表示，单为J/kg。(3)功率与效率泵的功率通常是指输入功率，即原动机传递到转轴上的轴功率，以符号Pe表示，单位是W或kW。(4)转速泵轴每分钟的转数称为转速，用符号n表示，单位为r/min。(5)气蚀余量气蚀余量是标志泵气蚀性能的重要参数。7.2离心式水泵7.2.2离心泵的工作原理和分类1.离心泵的工作原理图7-4离心泵的一般装置1排出管路2排出阀3泵壳4叶轮5吸入管路6底阀7.2离心式水泵2.离心泵的分类(1)按叶轮数目分类按叶轮数目可分为单级泵和多级泵。图7-5单级离心泵1排出口2叶轮3泵壳4吸入口7.

7、2离心式水泵图7-7双吸泵1排出口2泵轴3叶轮4吸入口7.2离心式水泵(2)按叶轮吸入方式分类按叶轮吸入方式可分为单吸泵和双吸泵。7.2.3离心泵的基本结构图7-8典型的单级单吸离心泵的结构1泵轴2轴承3轴封4泵壳5排出口6泵盖7吸入口8叶轮9托架7.2离心式水泵1.叶轮图7-9叶轮形式a)单吸闭式b)双吸闭式c)开式d)半开式7.2离心式水泵(1)闭式叶轮叶轮的两侧分别有前、后盖板，两盖板间有612片后弯式叶片，叶轮内形成密闭的流道，如图7-9a、b所示。(2)开式叶轮叶轮两侧均没有盖板，如图7-9c所示。(3)半开式叶轮叶轮只有后盖板，吸入口一侧没有盖板，如图7-9d所示。2.泵壳3.密封

8、环图7-10密封环的结构形式a)平环式b)直角式c)迷宫式7.2离心式水泵4.轴封装置(1)软填料密封软填料密封又称为压盖填料密封，俗称盘根(Packing)。图7-11典型结构的软填料密封装置1填料箱2软填料3水封环4压盖5螺栓6底衬套7.2离心式水泵(2)机械密封机械密封又称端面密封，由于它具有泄漏量小、使用寿命长、功率损耗小、不需要经常维修等优点，获得了迅速的发展和广泛的应用。图7-12机械密封的基本结构1紧定螺钉2弹簧座3弹簧4动环辅助密封圈5动环6静环7静环辅助密封圈8防转销7.2离心式水泵7.2.4离心泵的工作性能1.离心泵的特性曲线图7-13离心泵的特性曲线7.2离心式水泵2.离

9、心泵的管路特性曲线图7-14管路系统装置7.2离心式水泵图7-15管路特性曲线3.离心泵的工作点和流量调节7.2离心式水泵(1)离心泵的工作点图7-16离心泵在管路上的工作点7.2离心式水泵(2)离心泵的流量调节如前所述，离心泵运行时其工作参数是由泵的特性曲线与管路的特性曲线所决定的。1)改变管路特性曲线的流量调节。2)改变离心泵特性曲线的流量调节。4.离心泵的气蚀现象和安装高度(1)气蚀现象离心泵通过旋转的叶轮对液体做功，使液体能量增加。图7-17气蚀现象7.2离心式水泵1)气蚀使过流部件的材料破坏。2)气蚀使泵的性能下降。3)气蚀使泵产生振动和噪声。(2)离心泵的气蚀余量和安装高度一台泵在

10、运行中发生气蚀，但在相同条件下，换上另一台泵就不发生气蚀；同一台泵在某一吸入装置下发生气蚀，但改变吸入装置及位置，则泵不发生气蚀。图7-18泵的吸入装置7.2离心式水泵1)有效气蚀余量。2)泵的必需气蚀余量和安装高度。(3)吸上真空高度我国过去大多采用吸上真空高度这一参数作为离心泵的气蚀特性参数，现在也还在采用。10.33一个标准大气压值，mH2O；7.2.5常用离心泵1.单级单吸式离心泵(1)IS型离心泵IS型泵是单级单吸悬臂式离心泵，适用于输送清水或物理及化学性质类似清水的液体之用，温度不高于80。图7-19IS型离心泵结构图1泵壳2叶轮螺母3制动垫圈4密封环5叶轮6泵盖7轴套8水封环9软

11、填料10压盖11托架12泵轴10.33一个标准大气压值，mH2O；图7-20SG型管道泵1电动机2连接座3机械密封4叶轮5进口接管6密封环7泵壳8泵轴10.33一个标准大气压值，mH2O；(2)SG型管道泵SG型管道泵是单级单吸立式离心泵，输送低于80的清水。2.单级双吸式离心泵图7-21S型离心泵1吸入口2叶轮3排出口4联轴器5泵壳6泵盖7水封槽3.离心式深井泵10.33一个标准大气压值，mH2O；图7-22JC型离心式深井泵1轴调节螺母2电动机3泵座4电动机轴5轴承体6轴承体衬套7传动轴8联轴器9扬水管10壳体轴承衬套11泵壳12叶轮13锥形套14泵轴7.3冷却塔7.3.1冷却塔的作用和分

12、类1.冷却塔的作用2.冷却塔的分类7.3.2自然通风式冷却塔图7-23自然通风式冷却塔的基本结构1喷头2进水管3分配水管4通风百叶窗5集水池6出水管7.3冷却塔7.3.3机械通风式冷却塔1.逆流式冷却塔图7-24逆流式冷却塔的结构示意图1电动机2风机叶轮3布水器4填料5塔体6送风百叶7水槽8进水口9溢水管10出水管11补水管7.3冷却塔图7-26横流式冷却塔的结构2.横流式冷却塔7.4其他设备7.4.1分水器和集水器图7-27分水器和集水器的结构示意图a)分水器b)集水器7.4其他设备7.4.2膨胀水箱图7-28膨胀水箱的配管布置示意图1膨胀管2排污管3溢流管4信号管5浮球阀6补水管7水位计8

13、通气管9循环管7.4其他设备7.4.3放气装置1.集气罐图7-30集气罐的接管示意图a)立式b)卧式1集气罐2放气管3出水管4进水管7.4其他设备2.自动排气阀图7-31ZPTC型自动排气阀的结构1排气口2六角锁紧螺母3阀芯4橡胶封头5滑动杆6浮球杆7铜锁钉8铆钉9浮球10下半壳11垫片12螺栓螺母13上半壳14手动排气座15手拧顶针7.4其他设备3.手动排气阀7.4.4其他管路附件1.软接头图7-32橡胶软接头a)单球体b)双球体c)同心异径1外胶层2内胶层3骨架层4钢丝圈5法兰6止水环7.4其他设备2.水过滤器及水处理仪(1)水过滤器在水泵入口、水系统各换热器及调节阀等入口处，均应安装水过

14、滤设备，以防止杂物进入系统堵塞管道或污染设备。图7-33Y形水过滤器1螺栓2、3垫片4封盖5滤网6阀体7.4其他设备(2)水处理仪水处理仪是用于水系统中的一种除垢、防垢、杀菌、灭藻、除铁锈、防腐蚀的设备，目前常用的是电子水处理仪。图7-34电子水处理仪1出水管2水3进水管4壳体5金属电极6直流电源7.4其他设备3.水流量开关图7-35 靶式流量控制器示意图1靶2输出轴密封片3输出杠杆7.4其他设备(1)杠杆调节式杠杆调节式属于常规型的靶式流量控制器，采用的是杠杆传动的结构原理，如图7-35所示。(2)磁感应调节式磁感应调节式利用磁感应代替常规式的复杂杠杆传动结构，磁感应头代替了常规式的微动开关。4.水力平衡阀图7-3