中央空調的水系統包括冷(熱)水系統、冷卻水系統和冷凝水排放系統。
冷凍水循環系統：來自空調設備的冷凍水回水經集水器、除污器、循環水泵，進入冷水機組蒸發器內、吸收了制冷劑蒸發的冷量，使其溫度降低成為冷凍水，進入分水器后再送入空調設備的表冷器或冷卻盤管內，與被處理的空氣進行熱交換后，再回到冷水機組內進行循環再冷卻。
熱水循環系統：主要是完成冬季空調設備所需的熱量，使其加熱空氣用，熱水循環系統需包含熱源部分。
冷卻水循環系統：進入到冷水機組的冷凝器的冷卻水吸收冷凝器內的制冷劑出的熱量而溫度升高，然后進入室外冷卻塔散熱降溫、通過冷卻水循環水泵進行循環冷卻，不斷帶走制冷劑冷凝放出的熱量，以保證冷水機組的制冷循環。
冷凝水排放系統：排放空調器表冷器表面因結露而形成的冷凝水的水管。
在空氣調節中，常常通過水作為載冷劑或冷卻劑來實現熱量的傳遞，因此水系統是中央空調系統的一個重要的組成部分，其設計和安裝的好壞直接影響到空調系統的效果和使用壽命。
本文只是闡述水系統的基本的原理和實際使用中的一些注意事項，實際工程的設計請聯系專業的設計院和相關公司。
一 水系統的分類
一、閉式循環和開式循環
1）閉式循環系統
管路不與大氣接觸，在系統最高點設膨脹水箱并有排氣和泄水裝置的系統。
當空調系統采用風機盤管、誘導器和水冷式表冷器做冷卻作用時，冷水系統宜
采用閉式系統。高層建筑也宜采用閉式系統。
熱水系統，一般均為閉式系統。在設計時應考慮鍋爐房或熱網在低負荷時供熱
的可能性。如低負荷時，不可能供熱，則應考慮其它措施（如電加熱等）。
閉式循環的優點：
1．由于管路不與大氣相接觸，管道與設備不宜腐蝕。
2．不需為高處設備提供的靜水壓力，循環水泵的壓力低，從而水泵的功率相對較小。
3．由于沒有回水箱、不需重力回水、回水不需另設水泵等，因而投資省、系統簡單。
閉式循環的缺點：
1．蓄冷能力小，低負荷時，冷凍機也需經常開動。
2．膨脹水箱的補水有時需要另設加壓水泵。
2）開式循環系統
管路之間有貯水箱（或水池）通大氣，自流回水時，管路通大氣的系統。
當空調系統采用噴水池冷卻空氣時，宜采用開式系統?？照{系統采用冷水式表冷器，
冷水溫度要求波動小或冷凍機的能量調節不能滿足空調系統的變化時，也可采用開式系統。
當采用開式水箱蓄冷或貯水以消減高峰負荷時，也宜采用開式系統。
開式系統的優點是冷水箱有一定的蓄冷能力，可以減少冷凍機的開啟時間，增加能量調節能力，且冷水溫度的波動可以小一些。
開式系統的缺點是：
1．冷水與大氣接觸，循環水中含氧量高，宜腐蝕管路。
2．末端設備（噴水池、表冷器）與冷凍站高差較大時，水泵則須克服高差造成的靜水壓力，增加耗電量。
3．如果噴水池較低，不能直接自流回到冷凍站時，則需增加回水池和回水泵。
4．如果采用自流回水，回水的管徑較大，會增加投資。
對于末端產品，通常采用冷水式表冷器作為換熱設備，宜采用閉式系統。但需
要注意的是，閉式冷水系統的冷凍機的蒸發器也應為閉式的，且冷凍機的能量調節應能滿足空調負荷的變化。一般空調系統的負荷變化在 100%~20%之間，在選用冷凍機的臺數和單臺的能量調節時，要考慮此問題。
二、系統管制（兩管制、三管制、四管制）
1）兩管制
冷水系統和熱水系統采用相同的供水管和回水管，只有一供一回兩根水管的系統。
兩管制系統簡單，施工方便；但是不能用于同時需要供冷和供熱的場所。
2）三管制
分別設置供冷管路、供熱管路、換熱設備管路三根水管；其冷水與熱水的回水關共用。
三管制系統能夠同時滿足供冷和供熱的要求，管路系統較四管制簡單；但是比兩管制復雜，投資也比較高，且存在冷、熱回水的混合損失。
3）四管制
冷水和熱水的系統完全單獨設置供水管和回水管，可以滿足高質量空調環境的要求。
四管制系統能夠同時滿足供冷和供熱的要求，并且配合末端設備能夠實現室內溫度和濕度精確控制的要求；由于冷水和熱水在管路和末端設備中完全分離，有助于系統的穩定運行和減小設備的腐蝕。
三、定水量和變水量系統
1）定水量系統
系統中循環水量為定值，或夏季和冬季分別采用不同的定水量，負荷變化時，改變供、回水溫度以改變制冷量或制熱量的系統。
優點：定水量系統簡單，操作方便，不需要復雜的自控設備和變水量定壓控制。用戶采用三通閥，改變通過表冷器的水量，各用戶之間互不干擾，運行較穩定。
缺點：系統水量均按最大負荷確定，而最大負荷出現的時間很短，即使在最大負荷時，建筑物各朝向的峰值負荷也不會在同一時間出現，絕大多數時間供水量都是大于所需要的水量，因此水泵的無效能很大。另外，如采用多臺冷凍機和多臺水泵供水，負荷小時，有的冷凍機停止運行，而水泵卻全部運行，則供水溫度會升高，使表冷器等設備的降濕能力減低，會加大室內的相對濕度。
通常采用多臺冷凍機和多臺水泵的系統，當冷凍機停止運行時，相應的水泵也停止運行。這樣節約了水泵的能耗，但水量也隨之變化，成為階梯式的定水量系統。
定水量系統，一般適用于間歇性降溫的系統（如影院、劇場、大會議廳等）和空調面積小，只有一臺冷凍機和一臺水泵的系統。
2）變水量系統
保持供水溫度在一定范圍內，當負荷變化時，改變供水量的系統。
變水量系統的水泵的能耗隨負荷減少而降低，在配管設計時可考慮同時使用系數，管徑可相應減小，降低水泵和管道系統的初投資；但是需要采用供、回水壓差進行流量控制，自控系統較復雜。
四、同程式和異程式
1）同程式系統
經過每一并聯環路的管長基本相等，如果通過每米長管路的阻力損失
接近相等，則管網的阻力不需調節即可保持平衡。
同程式系統中系統的水力穩定性好，各設備間的水量分配均衡，調節方便。室內管網，尤其是有吊頂的高層的室內管網，當采用風機盤管時，用水點很多，利用調節管徑的大小進行平衡，往往是不可能的；采用平衡閥或普通閥門進行水量調節則調節工作量很大。因此，水管路宜采用同程式。
同程式系統由于采用回程管，管道的長度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投資。
2）異程式系統
經過每一并聯環路的管長均不相等。異程式系統簡單，耗用管材少，施工難度小。對于外網，各大環路之間、用水點少的系統，可以采用異程式，水量調節可采用在每一個并聯支路上安裝流量調節裝置。
五、單式泵和復式泵
1）單式泵
冷（熱）源側與負荷側合用一組循環水泵。單式泵系統簡單，初投資省。但是不能調節系統流量，在低負荷時不能減少系統流量以節約能耗。常用于小型建筑物的空調系統中，不能適應供水半徑相差懸殊的大型建筑物的空調系統中。
2）復式泵
冷（熱）源測與負荷側分別配備循環水泵。復式泵系統可實現水泵變流量（冷熱源側設置定流量，負荷側設置二次水泵，可調節流量），節約輸送能耗。能過適應空調分區的負荷變化。適用于大型的空調系統。
二 水系統的承壓與分區
一、系統的承壓
1）系統的最高壓力：在系統的最低處或水泵的出口處，設計時應對各個點的壓力進行分析，以選擇合理的設備。在圖 B-5 所示的系統中分析下列三種情況：
1. 系統停止運行時，A 點承壓最大：
?PA = 9.81 h
2. 系統正常運行時，A 點和 B 點均可能承壓最大：
?PB = 9.81 h1 + Pg – HCB （Pg為水泵壓頭）
?PA = 9.81 h + Pg – HCB – HBA
3. 當系統開始運行時，閥門 4 可能處于關閉狀態，則 B 點壓力最大：
?PB = 9.81 h1 + P
2）設備的承壓：常用的管道、水煤氣管≤1.0 Mpa、加厚的和螺旋焊接管≤1.5 MPa、≤無縫鋼管≤6 MPa。各種閥門從 1.0、1.6、2.5~100 MPa 均有產品，可根據需要選用?？諝馓幚頇C組所采用的表冷器，按照工作壓力 1.6Mpa、實驗壓力 3.0 Mpa 進行設計和生產。能夠保證設備的承壓能力高，密封性好。
二、水系統的分區
系統中的管路和設備均有其承壓極限，系統的壓力不應超過設備的承壓能力，如果層高不高，系統壓力小，可僅有一個區，冷源和熱源放在底層或地下室內，震動和噪聲均易于處理。
當高層建筑中設備的承壓能力不夠時應分區。A 如果分為兩個區，設備的放置可按如下方案：
1.一個冷、熱源放在屋頂或頂層，負責上區；另一個冷、熱源放在地下室，負責下區。2.兩個區的制冷和制熱設備均放在裙房的屋面上，一個負責上區，一個負責下區。3.如果沒有合適的裙樓，則兩個區的制冷和制熱設備均放在塔樓的設備層內，或其中一個放在設備層，另一個放在地下室。4.如果冷凍機、換熱設備承壓高，其他設備承壓低，則可把主機房在地下室，末端設備分兩個區，一個供應上區，一個供應下區。5.在底層或地下室放制冷機等冷熱源，在設備層設置水-水換熱器供上區，地下室冷熱源直接供下區。B 如果按承壓需分三個區，下面兩個區可按上述分法，上面一個區在南方地區可設風冷熱泵機組，放在頂層或靠近頂層的技術層內；在冬季室外溫度很低不適用熱泵的地
方，夏季可用風冷機組，冬季最上一個區可用換熱器供熱。
三 水路系統設計和設備選型
一、水系統的設計
此處所講的水路系統主要是指涉及到空氣處理機組的冷凍水系統。一個完整的空調水系統建議按圖 B-6 所示的要求配置。
水系統的設計中應當注意放氣和排水的設計，如果考慮不周，則會引起系統運行的不良。
1.閉式系統熱水管和冷水管均應有 0.003 的坡度，最小坡度不應小于 0.002，坡向應隨著水流方向逐漸升高。當多管在一起鋪設時，各管路坡向最好相同，以便采用共同支架。如因條件限制，熱水和冷水管道按無坡度敷設，則管道內水流速不得小于 0.25m/s，并應考慮到在變水量系統中，最小流量下也不應小于此值。
2.閉式系統在熱水管和冷水管路的每個最高點（當無坡度敷設時，在水平管路的水流終點），設排氣裝置（集氣罐或自動排氣閥）。對于自動排氣閥應考慮其損壞或失靈時易于更換的關斷措施，各種排氣管最好接到水池和地漏。以便于排水或防止排氣閥損壞失靈漏水時，流到室內或頂棚上。
注：H＞機組內壓力值（mmH2O）
3.與水泵接管及大管與小管連接時，應防止氣囊產生。大管需由小管排氣時，大管與小管的連接應為頂平，以防大管中產生氣囊。
4.系統的最低點和需要單獨放水的設備（如表冷器、加熱器等）的下部應設有帶閥門的防水管，并接入地漏或漏斗。作為系統剛開始運行時沖刷管路和管路檢修時放水之用。
5.空調器、風機盤管等的表冷器（冷盤管）當處于負壓段時，其冷凝水管的排水管應設有水封，水封的連接如圖 B-7 所示。
二、設備選型對于上面的水系統，我們主要介紹系統的主要設備和附件的選用，歸納為水泵、集水器和分水器、膨脹水箱、除污器、水過濾器、水管和閥門等。 1）水泵 水泵是中央空調水系統的主要動力設備，常用的水泵有單級單吸清水離心水泵和管道泵兩種。當流量較大時，也采用單級雙吸離心水泵；當高揚程、小流量時，常采用多級離心水泵。 水泵的性能參數由流量（Q----m3/s）、揚程（H----kPa）、軸功率（Nz----kW）、效率（η----%）、及轉速（n----rpm）等。 水泵的軸功率：Nz = Q * H /η η水泵在工作點的總效率，對于小型泵為 0.4~0.6，中型泵為 0.6~0.75，大型泵 0.75~0.85 水泵所需的電動機的額定功率：N = Ka * Nz Ka 電極容量安全系數，其值見下表：
水泵的選擇主要按所需的流量（Q----m3/s）、揚程（H----kPa）來確定： 對于定水量系統的總水量按最大負荷計算：W = Q / [c p (Th – Tg)] 對于變水量系統的總水量按右式計算：W = n1*n2*Q / [c p (Th – Tg)]
W--------冷水總水量，m3/s Q--------各空調房建設計工況的負荷總和，kW c---------水的比熱容，可取 4.19kJ/(kg.℃) p---------水的密度，可取 1000kg/m3
Th--------回水的平均溫度，℃ Tg--------供水溫度，℃ n1--------同時使用系數，可取 0.7~0.8 n2--------負荷系數，以圍護結構符合為主的，可取 0.7~0.8 水泵的揚程：對于閉式系統，為最不利環路的管道阻力，管道的局部阻力（閥門、彎頭等）和設備的阻力之和Hb = Hf + Hd + Hm；如為開式系統，則還應加上設備高差所造成的靜水壓力Hk = Hf + Hd + Hm + Hs。 Hb --------閉式系統中水泵的揚程，kPa Hk --------開式系統中水泵的揚程，kPa Hf --------系統中總的沿程阻力，kPa Hd --------水系統局部阻力損失，kPa Hm -------系統中的設備阻力損失，kPa Hs --------開式系統中的靜水壓力，kPa 對于上面是中所計算出的數據，在實際選用中應留有 1.1~1.2 的安全系數。對于多臺泵聯合運行的情況，流量儲備系數應留得更大一些。 水泵的配管布置見圖 B-8，水泵的配管布置，應注意以下幾點：
1．在連接水泵的吸入管和壓出管上宜安裝軟性接頭，有利于降低和減弱水泵的震動和噪聲的傳遞。 2．水泵的出口宜裝止回閥，目的是為了防止水泵突然斷電是水逆流，而使水泵的葉輪受損。 3．水泵的吸入管和壓出管上應分別設置進口閥和出口閥，目的是便于水泵不運行時能不排空系統內的存水而進行檢修，進口閥通常是全開，常采用價廉、流動阻力小的閘閥，但絕對不允許做調節水量用，以防水泵產生氣蝕。而出口宜采用有較好調節性能、結構穩定可靠的截止閥或蝶閥。
4．安裝在立管上的止回閥的下游應設有放水管（圖 B-8），便于管道清洗和排污。 5．水泵的出水管上應裝有壓力表和溫度計，以利檢測；如果水箱從低位水箱吸水，吸水管上還應裝有真空表。 6．每臺水泵宜單獨設置吸水管，管內水流速一般為 1.0~1.2m/s；出水管內水流速一般為 1.5~2.0m/s。 7．水泵的電機容量大于 20kW 或水泵的吸入口直徑大于 100mm 時，水泵機組的布置方式應符合《室外給水設計規范》。 8．水泵基礎高出地面的高度不應小于 100mm，基礎四周應設排水溝。 2）集水器和分水器
在中央空調系統中，為了利于各空調系統分區流量分配和調節靈活方便，常水系統得供、回水干管上分別設置分水器（供水）和集水器（回水），再分別連接各空調分區的供水管和回水管。
分水器和集水器的構造如圖B-9 所示。分水器和集水器實際上是一段大管徑的管子，再其上按設計要求焊接上若干不同管徑的管接頭。確定分水器和集水器管徑的原則是使水量通過集管時的流速大致控制在 0.5m/s~0.8m/s 之間，分水器和集水器一般選用標準的無縫鋼管（公稱直徑 DN200~DN500）；分水器和集水器的地步應設有排污管接口，一般選用 DN40。 3）膨脹水箱 目前,由于中央空調水系統中極少采用回水池的開式循環系統,因而膨脹水箱已成為中央空調水系統中的主要部件之一，作用是收容和補償系統中的水量。膨脹水箱一般設置在系統的最高點處，并且底部標高至少比系統管道的最高點高出 1.5m 以上；補給水量通常按系統水容量的0.5%~1%考慮，通常接在循環水泵的吸水口附近的回水干管上，并盡可能靠近循環水泵的進口，以免泵吸入口內氣體液化造成氣蝕。
如圖B-10 所示；膨脹水箱的容積是由系統中水容量和最大的水溫變化幅度決定的,可以用下 式計算確定Vp=α* △t * Vs （m3/h） Vp-------膨脹水箱的有效容積（即由信號管到溢流管之間高度差內系統內的水的體積） α-------水的體積膨脹系數，α=0.0006L/℃ △t ------最大的水溫變化值，℃ Vs ------系統內的水容量，m3 （系統中管道和設備內存水量總和） 膨脹水箱上的接管有以下幾種： 1、膨脹管將系統中水因溫度升高而引起體積增加轉人膨脹水箱；2、溢流管用于排出水箱內超過規定水位的多余的水；3、.信號管用于監督水箱內的水位 4、補給水管用于補充系統水量,有手動和自控兩種方式；5、循環管在水箱和膨脹管可能發生凍結時，用來使水正常循環；6、排污管用于排污。箱體應保溫并加蓋板，蓋板上連接的透氣管一般可選用 DN100 的鋼管制作。
4）集氣罐 水系統中采用集氣罐的目的是及時排出系統內的空氣,以保證水系統的正常運行。集氣罐一般由 DN100~DN250 鋼管焊接制成,有立式和臥式兩種。集氣管的排氣管可選用DN15 的鋼管，其上面應裝放氣閥，在系統充水或運行時定期放氣之用，立式集氣罐容納的空氣量比臥式的多，因此大多數情況下均選用立式集氣罐；僅在干管距頂棚的距離很小不能設置立式集氣罐時，才使用臥式集氣罐。 值得注意的是集氣罐在系統中的安裝位置(高度)必須低于膨脹水箱，才能保證其排放空氣的功能。
5）水過濾器 水過濾器又稱排污器，通常裝在測量儀器或執行機構之前；常用的水過濾器時Y 型過濾器，規格有 10 目、14 目或 20 目，Y 型過濾器只能安裝在水平管道中，介質的流動方向必須與外殼上標明的箭頭方向相一致。排污器離測量儀器或執行機構的距離一般為公稱直徑的 6~10 倍，并定期清洗。
6）水管 中央空調水系統的管材，常用焊接鋼管（普通或加厚管）和無縫鋼管；對φ219×60（mm）以上的大管徑，則多采用螺旋焊縫鋼管（SYB/000443）。 焊接鋼管用碳素鋼制成,它有鍍鋅管（百鐵管）和不鍍鋅管（黑鐵管）之分，其管壁縱向有一條焊縫,一般用爐焊法或高頻電焊法焊成。普通焊接鋼管適用公稱壓力 Pz≤1.0MPa；加厚焊接鋼管適用于公稱壓力 Pg≤1.6MPa。兩種管的管端均可用手動工具或套絲機加工管螺紋，便于螺紋連接。鍍鋅鋼管比普通鋼管的單位重量約重 3~6%。其公稱直徑以 DN 表示。無縫鋼管采用優質碳素鋼、普通低合金鋼或合金結構鋼材料經熱軋或冷拔（軋）制成。習慣以 D 表示管子外徑，乘壁厚表示管子規格,如 D219×6,相當于公稱直徑 DN200。熱軋管的最大公稱直徑為 DN600；冷拔(軋)管的最大公稱直徑為 DN200。管徑超過 D57 時，常選用熱軋無縫鋼管(GB8163-87〉。 管路的連接：
1、螺紋連接。適用于工作壓力≤0.8MPa，工作溫度≤175℃，管子公稱直徑≤50 的低壓流體輸送用的焊接鋼管之間；具有連接方便可靠，施工簡便的特點。AHU 風柜產品其表冷器和加熱器的接口全部采用此種方式。
2、法蘭連接。法蘭連接拆裝方便，常用于管件閥門與管子之間的連接。
3、管接頭和彎頭連接。
4、焊接連接。一般用于大管徑的連接和中央空調采暖系統中。
7）閥門 閥門是重要的管道附件，其作用是接通、切斷和調節水或其他流體的流量。中央空調系統中常用的閥門形式有截止閥、閘閥、蝶閥、止回閥、調節閥、安全閥以及凝結水用疏水器等。
四?管道保溫和防腐
一、管道和設備保溫的作用
空調管道和設備在下列情況下要保溫：
1.不保溫冷、熱損耗量大，且不經濟時；2.由于冷、熱損失使介質溫度達不到要求溫度,從而達不到規定的室內參數時；3.當管道通過要求參數嚴格的空調房間,由于管道散出的冷熱量對室內參數有不利影響時；4.防止管道的冷表面結露或防止管道熱表面造成可燃物燃燒時。
二、保溫層厚度的確定
1）冷管道或設備的保溫層厚度取防止結露的最小厚度和經濟厚度二者中的較大值。熱管道除計算經濟厚度外,還應考慮其外表面溫度不致影響所在房間的室內參數和滿足防火要求。當對冷、熱媒的溫升或溫降有嚴格要求時,還應校核其是否滿足要求。
2）防止結露的最小厚度：防止結露指絕大多數時間不結露。例如放在和室外大氣有良好接觸的房間內的冷管道，當室外相對濕度達到 95%以上且溫度較高時不結露是很難作到的,也是不必要的。
平面的保溫厚度或外徑大于 400mm圓形管道：δ= (λ/αwg) * [(Tl – Tng) / (Twg - Tl)]小于 400mm的圓形管道：(d +δ) * ln(1+2δ/d)= (λ/αwg) * [(Tl – Tng) / (Twg - Tl)]
δ--------防止結露的最小厚度，m
Twg-------保溫層外的空氣溫度，℃
Tl---------保溫層外的空氣露點溫度，℃
Tng-------管內介質的空氣溫度，℃
λ--------保溫材料的導熱系數，W/(m．℃)
αwg------保溫層外的表面換熱系數，W/(m．℃)，一般為 5.8~11.6，室內管道可取 8.1?
d----------保溫前的管道外徑，m
3）保溫的經濟厚度：選定某一種保溫材料后，隨著保溫層厚度增加，熱損失費用 A 下降，但敷設保溫層的費用和維護使用費 B 卻增加，兩者費用相疊加得到曲線 C。曲線 C的最低點對應的厚度，即是該保溫材料保溫層的經濟厚度。
三、保溫材料的選擇
保溫材料應根據因地制宜，就地取材的原則，選取來源廣泛、價廉、保溫性能好、易于施工、耐用的材料。具體有以下要求：
1.導熱系數低、價格低。一般說來，二者乘積最小的材料較經濟。在二者乘積相差不大時，導熱系數小的經濟。
2.容重小、多孔性材料。這類材料不但導熱系數小，而且保溫后的管道輕，便于施工，也減少荷重。
3.保溫后不易變形并具有一定的抗壓強度。最好采用板狀和氈狀等成型材料；采用散狀材料時，要采取防止其由于壓縮等原因變形的措施。
4.保溫材料不宜采用有機物和易燃物，以免生蟲、腐爛、生菌、引鼠或發生火災。當采用上述材料時，要進行處理。
5 宜采用吸濕性小的材料，如保溫材料含水多則易產生凝結水,造成對管壁等的腐蝕，保溫材料也易于損壞。
6.保溫材料應采用非燃和難燃材料，必須符合《建筑設計防火規范》等規定的防火要求。對于電加熱器等的保溫，必須采用非燃材料。
7.冷管道在保溫層外應設防潮層，以防管外的水分和潮濕空氣侵入保溫層內部使保溫層內結露。放在室內的管道應注意外表面光滑和美觀。隱蔽在擱樓層內的管道可以在外表面涂瀝青作為防潮層，不加保護殼。室外冷管道避免架空敷設，如架空應有防止輻射熱的措施。
常用的保溫結構由防腐層(一般刷防腐漆)、保溫層、防潮層(包油氈、油紙或刷瀝青)和保護層組成。保護層隨敷設地點和當地材料不同可采用水泥保護層、鐵皮保護層、玻纖布保護層；保溫結構的具體作法，詳見國家標準圖。