集中式空调水系统

集中式空调水系统（精选九篇）

集中式空调水系统 篇1

数据中心对室内温度的恒定及连续性要求, 确定了冷源必须连续供冷。冷源由冷水机组提供, 分为两种, 一种为没有专用的备用冷水机组。利用大楼非数据中心用的冷源作为紧急备用;另一种设置专用的备用冷水机组。在大楼空间有限、为节省投资资金的情况下选用没有专门的备用冷水机组方案。无备用冷水机时, 根据数据中心空调进水温度, 如大于标准温度7℃, 应通过热交换进行升温。为节省运行费用, 室外温度达到室内数据中心空调的运行温度时, 停止运行冷冻机组, 启动板热交换器及对应冷却塔, 实时观察停运的冷却塔的水温, 以免造成结冰。由于数据中心设备需要一个恒定的室内温度, 需要在每个不间断的时间内, 向其输送冷源, 确保其室内温度的恒定。同时考虑到节能, 利用自然冷却系统对各个系统很重要, 系统内各个子系统应能快速及时的切换。

2 无专用的备用冷水机组系统组成

数据中心冷水机组及大楼平时用台数均大于2台, 自数据中心冷水机组引出两路独立管路供应到数据中心空调;自大楼平时用冷水系统引出一路接到数据中心供冷水系统中, 作为备用系统。数据中心冷水机组或管路出现故障时, 利用管路中电动阀切换到大楼平时用房水路系统, 停止供应部分大楼空调。为保证系统故障时, 能否有足够时间启动或切换冷水系统, 冷水系统中设置了冷水储水水箱, 容量为系统供冷运行10 min~15 min。冷却系统:数据中心冷水机组或大楼平时用冷却系统均为独立, 到屋顶冷却塔时形成环路, 既独立又互为备用;由于冷却水水温低于13℃时, 冷水机组无法启动, 且运行时由于冷却水温温度过低造成机组系统压力过低而产生故障, 冬季冷却水路互为连通, 冷却水泵及冷却塔均为变频, 控制冷却水系统的水温在24℃~30℃之间。当备用冷却水系统水温低于13℃时, 为快速启动设置了两个方案, 一是在冷却水水管出水管处设电动三通比例调节阀门;二是冷水机组进出水口设电动二通比例调节阀门。为节省运行费用, 冬天温度较低时, 采用自然冷却系统, 用冷却塔散热经板式交换器交换, 进行供冷。

3 夏季冷水机组运行

夏季用板式热交换机组制冷及其电动阀门处于常闭状态。开启数据中心专用冷水机组供冷。数据中心冷水机组或管路出现故障时, 利用管路中电动阀切换到大楼平时用房水路系统, 关闭水路电动阀, 停止供应部分大楼空调。当停电时, 启动发电机组及再次启冷水机产生冷水时, 需要几分钟的时间, 冷水系统中冷水储水水箱, 自动供应, 保证供冷的连续性。

4 冬季冷水机组运行

正常情况下冬季冷水机组运行的状况与夏季运行的状况一致, 为保证备用冷却塔不结冰和高于24℃以上温度, 冷却水路互为连通, 维持较高的水温, 以便应急启动备用机组, 同时也利于散热。当室外天气温度较低时, 备用冷却塔水路与正在使用的冷却塔水路关闭, 启动板式热交换系统, 利用备用冷却塔组成自然冷却系统, 关闭冷水机组系统。利用自然冷却系统供冷, 以便大幅降低运行费用。当自然冷却系统发生故障或室外温度升高时, 启动冷水机组及其系统。这时, 应注意冷却水水温, 这时的水温, 并不能启动冷水机组。冷却水升温有两种方法, 第一种是靠辅助热源升温, 如锅炉、市政蒸汽管等;第二种是冷水机组自身的热源。第一种:在冷却泵出水总管处设电动三通比例调节阀, 冷却泵为变频, 辅助热源加热冷却水系统时, 调节电动三通比例调节阀, 短路回水冷却水管 (水不流向冷却塔) , 冷却水水温升到13℃ (冷水机组开机的温度) , 启动冷水机组, 冷却水水温升到24℃ (不损伤冷水机组的温度) , 逐步调节电动三通比例调节阀, 冷却水开向冷却塔, 冷却塔变频低速运行, 待冷却水水温正常后, 电动三通比例调节阀、冷却水泵、冷却塔正常全速或变频调速运行。第二种:冷水机组冷却水进出水口处设置电动二通比例调节阀, 冷水机组在冷却水低于13℃以下启动时, 关闭;关闭水流指示信号 (否则信号显示无流量通过, 无法强制启动冷水机组) , 强制启动冷水机组, 利用冷却管内的热量升温机组内的少量冷却水温度, 如发生保护停机, 可以再次启动冷水机组;待冷却水温上升到24℃~30℃之间时, 逐步调节电动二通比例调节阀, 冷却水开向冷却塔, 冷却塔变频低速运行, 待冷却水水温正常后, 电动二通比例调节阀、冷却水泵、冷却塔正常全速或变频调速运行。第二种方法启动方式已经有成功运行的案例, 大部分的生产厂家的冷水机组并不具备这种启动方式, 设计、订货、运行培训应注意标明。

冬季正常运行时应注意控制冷却水的水温, 通过变频水泵和冷却塔的开关、变频, 冷却水控制在24℃~30℃, 以免温度过低, 导致冷水机组经常出现“油压低”故障。通过对水泵和冷却塔变频控制, 保护了冷水机组的运行, 同时大幅降低了耗电。

5 冷却塔的选用

在粉尘较大的环境中, 冷却塔应选用闭式冷却塔, 以免造成板式热交换器堵塞。在北方寒冷地区可选用闭式冷却塔以防止结冰。

6 备用冷水机组

数据中心冷源设置专用的备用冷水机组, 该系统相对简单, 减少不同水路之间的切换, 冷水机组之间可以互相备用、轮换, 减少冷水机组的长时间运行。变压器和发电机组由专一线路供电, 供电系统简单。其他操作方法同上述无专用的备用冷水机组系统, 但占用空间及增加一台冷水机组及其系统。

7 冷水机组的选用

由于数据中心设备在不同时间以及和室外温度不同所散热量不同, 冷水机组常年运行, 耗能大, 冷水机组使用离心式冷水机组时, 宜选用一级能效变频式冷水机组, 以便节省能耗。

8 方案设计

两种配置除在安装间和投资费用的区别外, 还有冷水机组可以轮换、供配电系统简单化。系统供冷水快速切换各有利弊, 应根据不同的需要选择合适的冷源方案。数据中心不能中断供冷, 否则造成电子系统损坏或停机, 造成不可估量的损失。对上述两种冷水机组配置的控制系统进行了分析, 为保证连续的供冷和节能, 各路的切换都很重要, 电动阀门及时的开关非常重要, 为确保系统的可靠性、快速性, 配置计算机智能自动化控制系统, 以达到最佳运行方案。

摘要：探讨了数据中心集中冷热源空调水系统控制的设计方法, 论述了冷热源在不同季节及不同时间进行切换控制的方法, 介绍了在设备发生故障时不同季节、时间进行切换的方法, 提出为了确保数据中心不间断运行, 各个子系统必须能快速及时的切换, 而且备用设备必须能快速启动。

关键词：数据中心,冷水机组,快速启动

参考文献

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]陈重文, 倪友刚.计算机房空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995.

集中式空调水系统 篇2

主控项目：

1.空调水系统设备、附属设备、管道、配体、阀门的型号、规格、材质及连接形式应符合设计规定。检查产品质量证明文件、材料进场验收记录，观察检查外观质量。2.管道与水泵、制冷机组必须柔性，与其连接的管道应设置独立支架。观察检查。3.管道接口不得设于套管内，竖直套和应高出地面20～50mm，其他部位套管应与面层平齐。套管不得作为管道支撑。保温套管及其周围应用不甘落后燃绝热材料填塞。观察检查。4.补偿器安装位置必须符合设计要求，且应进行预拉（压），并在预拉（压）前固定。固定支架结构形式、固定位置、导向支架设置应符合设计要求。观察检查。5.水系统应在冲洗、排污合格，水质正常扣才能与制冷机组、空调设备贯通。观察检查和检查冲洗记录。

6.阀门安装位置、高度、进出口方向必须符合设计要求，连接牢固紧密。保温管上阀门连接牢固紧密。按图纸核对并观察检查。

7.工作压力大于1.0Mpa及主干和严密性试验。试验要求按第9.2.4-3条执行。检查试验观察记录。

8.管道安装完毕后应按设计要求进行水压试验，水压试验可采取分区、分层和系统进行。试压要求按第9.2.3条执行。

9.隐蔽管道必须按第3.0.11条规定执行。

10.焊接钢管、镀锌钢管严禁采用热煨头。观察检查施工记录。

一般项目：

1.管道焊接材料品种、规格、性能应符合设计要求。焊口组对和坡口形式符合表9.3.2规定。焊缝表面干净，外观质量不低于GB50236第11.3.3第Ⅲ级规定。观察检查。2.螺纹连接牢固，螺纹应清洁规整，根部外露2-3扣，注意保护镀锌层，破损处应防腐。尺量和观察检查。

3.法兰连接法兰面与管道中心垂直且同心，对接应平行，连接螺纹长度一致，螺母在同侧，均匀拧紧，衬垫按设计要求。观察和尺量检查。

4.钢制管道安装按第9.3.5条执行，允许偏差见本表。观察和尺量检查。5.钢塑复合管与管道配件连接深度和扭矩符合表9.3.6-1条规定。

6.沟槽式连接时，沟槽与橡胶密封圈和卡箍套必须为配套合格产品，支吊架间距应符合表

9.3.6-2规定。5.6应检查产品合格证明文件，观察和尺量检查。

7.管道支、吊架型式、位置、间距、标高应符合设计或有关技术标准要求。若设计无规定，则按第9.3.8条规定执行。

空调水系统节能设计探讨 篇3

【关键词】中央空调；水系统；冷水机组；冷冻水泵；冷却水泵；冷却塔；节能

一、引言

在能源不足困扰着世界的今天，节能已经成为我国的基本国策。节能要我们每位公民首先具有节能意识，而且节能首先要从我做起。作为一个中央空调设计者，我们要做的就是在中央空调设计中践行国家的节能政策，设计出更加舒适、实用且更加节能的系统。

在中央空调系统能耗中最大的是冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔等设备，大概占到了空调的总体耗能的百分七十至八十。由此可见，空调水系统的节能设计是整个中央空调系统节能设计的重中之重。本文就从空调水系统的四大能耗部件开始进行空调水系统的节能分析，望同行探讨。

二、空调水系统中各部件能耗分析

笔者所设计的X高层办公楼为例，该办公楼水系统的主要设备数量及功率如下表

由上表可知，整个水系统的输入功率为1870.5KW，其中，冷水机组输入功率为1406KW，占整个水系统输入功率75.17%；冷冻水泵输入功率为210KW，占整个水系统输入功率11.23%；冷却水泵输入功率为202KW，占整个水系统输入功率10.80%；冷却水塔输入功率为52.5KW，占整个水系统输入功率2.81%。知道了整个水系统中各个部件的能耗比我们才能更有针对性的去做节能设计。下面笔者就从此展开来谈谈中央空调水系统的节能设计。

三、冷水机组的节能设计

从上面的例子不难看出在整个水系统中冷水机组的能耗占比最大，达到75.17%。要想降低整个水系统的能耗，首先就要从降低冷水机组的能耗入手。如何降低冷水机组的能耗呢，随着科技的发展，冷水机组制造厂家已经能生产出制冷性能非常优异的冷水机组。冷水机组本身的节能问题我们在这里不做深入讨论，在这里主要谈谈如何选择冷水机组，以使其能更好的跟整个空调系统相匹配，进而使冷水机组在满负荷运行及部分负荷运行时均能发挥出优异的制冷性能。下面就从冷水机组台数的选择方面讨论一下，不同台数组合情况下的耗能情况。

这里以X工程为例，该工程冷负荷为1200KW。选冷水机组时有如下三种组合方式：（当然还有更多的组合方式，笔者只以这三种典型的方式为例）

方案一：选一台制冷量为1200KW的主机；

方案二：选两台制冷量为600KW的主机；

方案三：选两台制冷量为500KW加一台制冷量为200KW的主机；下面三

张图是对应以上这三种方案冷水机组输入功率随着冷负荷变化而变化的示意图。图中阴影部分为后两种方案相对于第一种方案的节能效果。从图中我们可以很容易的看出这三种组合方式在耗能方面的表现。进而确定第三种方案是比较节能的，因此建议在设计中应该尽量选用。

正如笔者之前所强调的，在实际设计中有很多种方案，不同的方案有不同的特点，同时也有不同的节能效果。在实际工程中，我们要经过计算比较来选择合适的机组及其组合方式，而不能拘于形式。力求使冷水机组的功率输入与负荷成线性关系，笔者认为这样更有利于节能。

四、冷冻水泵及冷却水泵的节能设计

水泵的能耗占整个水系统能耗的20.03%，其能耗比例也相当的客观。要减少水泵的能耗，根据水泵能耗计算公式，笔者认为除了水泵本身要采用节能产品外还应该从以下两个方面入手，第一，减少水系统的输送水量，即减少水泵的流量；如何减少水泵的输送水量呢？可以采用提高冷冻水供回水溫差的方法来减少水系统的水量。传统的中央空调冷冻水系统供回水温度分别为7℃和12℃，供回水温差为5℃。实际工程中可以考虑把供回水温差提高到10℃，即供回水温度分别为7℃和17℃，这种系统也就是所谓的大温差供冷系统。该系统在实际工程中已经屡有应用，实际使用情况良好，节能效果十分明显，值得推广。

第二，减少整个水系统的阻力，即减少水泵的扬程。首先，在设计过程中，水泵选型计算时应适当放大管径，笔者建议在选择管道水流速度时按规范规定的较小值选择，这样会使整个系统的管道阻力大为减小。其次选择阀件时，要选择局部阻力小的阀件比如说尽量选用闸阀，而不选用截止阀；选择止回阀时不选用阻力较高的升降式止回阀等。再次，选择控制阀时有些设计师过分强调阀权度，使系统中控制阀全开时的阻力等于甚至大于所控制末端的阻力，这无形中增加了是泵的扬程，因此建议控制阀全开的阻力为所控制的末端阻力的50%左右。的这样可以使整个水系统阻力减小，从而使选择的水泵扬程减小。笔者认为这种做法也有一定的节能效果。

冷却水泵的选择，首先，要选择适当的位置布置冷却塔，放置位置不能太高以减少冷却水泵的扬程；其次，避免选择塔体扬程太高的冷却塔。这样均能有效的减少冷却水泵的扬程，对冷却水泵的节能运行很有益处。

五、冷却水塔的节能设计

冷却塔是制冷系统中冷却水与空气热进行热交换的地方，其任务是通过热交换降低冷却水温度，而这一热交换过程非常复杂，影响因素众多。在冷却塔中的水与空气交换热量，主要是水蒸发吸热，进而降低冷却水的水温。因此空气的湿球温度是影响冷却塔冷却效能的一个重要因素。

实际上，影响冷却效果的因素多种多样，有研究表明，冷却塔水量、风量都会影响冷却塔出水温度，两者对冷却塔出水温度的影响存在一定的不同。其中水量的影响较大。但风量却与冷却塔本身的能耗息息相关，要合理控制冷却水塔的风机风量，以利于节能。必要时可以关闭冷却塔风机。

五、结语

综上，从当前情况分析，中央空调水系统的耗能情况非常严重，因此空调设计人员一定要在设计之初就对整个系统的节能加以重视。也只有在源头上开始考虑节能、实施相关节能措施，才能在以后的运行中实现节能。以上的观点纯属一家之言，希望广大同行批评指正。

参考文献：

[1] 张谋雄.冷水机组变流量的性能[J].暖通空调.2011，30（6）：56～58.

[2] 赵荣义.简明空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社.2013

[3] 江亿.用变速泵和变速风机代替调节用风阀和水阀[J].暖通空调.2012，27（2）：66～71.

[4] 王玉峰 邵宗义.空调冷水机组的性能及经济性分析

浅析空调水系统压力分布 篇4

1 空调水系统的阻力的组成

这里所谈的闭式空调冷水系统的阻力组成, 如图1所示。

图1中, 1为冷水机组阻力, 由机组制造厂提供, 一般为60~100 kPa。2为管路阻力, 其中单位长度的摩擦阻力即比摩阻取决于技术经济比较。若取值大则管径小, 初投资省, 但水泵运行能耗大;若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩阻宜控制在150~200 Pa/m范围内, 管径较大时, 取值可小些。3为空调末端装置阻力, 是由制造厂经过盘管配置计算后提供的, 一般在20~50 kPa范围内。4为调节阀阻力。空调房间通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3, 于是, 二通调节阀的允许压力降一般不小于40 kPa。

根据以上所述, 可以估计一栋约100 m高的高层建筑空调水系统的压力损失, 即循环水泵所需的扬程。

(1) 冷水机组阻力:取80kPa (8 m水柱) 。

(2) 管路阻力:取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa;取输配侧管路长度300 m与比摩阻200 Pa/m, 则摩擦阻力为300×200=60 kPa;如考虑输配侧的局部阻力位摩擦阻力的50%, 则局部阻力为60×0.5=30 kPa;系统管路的总阻力为50+60+30=140 kPa (14 m水柱) 。

(3) 空调末端装置阻力:组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大, 故取前者的阻力位45 kPa (4.5 m水柱) 。

(4) 二通调节阀的阻力:取40 kPa (4.0 m水柱) 。

于是, 水系统的各部分阻力之和为:80+140+45+40=305 kPa (30.5 m水柱) 。

(5) 水泵扬程:取10%的安全系数, 则扬程H=30.5×1.1=33.55 m。

根据以上估算, 可以基本掌握同类规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围, 防止因未经计算, 而将系统压力损失估计过大, 水泵扬程选得过大, 导致能量浪费。

2 空调水系统的定压点及压力

定压点确定的最主要原则是:保证系统内任何一点不出现负压或者热水的汽化。在空调水系统中, 定压点的最低运行压力应保证水系统最高点的压力为5 kPa以上。以图3来说明, 其中A点为系统最高点。

一般来说, 采用 (a) 的方式是最常见的, 其特点是稳定可靠, 这时对最低定压压力的要求为:PAmin=5 kPa。 (b) 的方式也是常用方式之一, 这时对最低定压压力的要求为:PBmin=H+5+△HAB (kPa) , 式中△HAB为设计状态下, 从A点到水泵吸入口B点的水流阻力, kPa;H为系统最大高差 (折算为压力单位kPa) 。

3 空调水系统的压力分布分析

了解空调水系统在停运与运行时系统各点的压力分布, 对保证设备与管路安全, 系统正常使用是非常重要的。如下a、b说明图2中水系统中各典型压力点的静压力值 (以m计) 。

(1) 水泵不运行时:PA=h1;PB=h1+h2;PC=h1+h2;PD=h1+h2;PE=h1。

(2) 水泵运行时:PA=h1;PB=h1+h2-AB段阻力;PD=PC-C D段阻力;PE=PD-h2-D E段阻力。

由以上, 可以得到如下认识。

(1) 膨胀水箱 (EXT) 接入点A处 (定压点) 的静压值, 不管水泵是否在运行, 总是等于膨胀水箱水面与A点之间的高度h1 (m) 。

(2) 水泵不运行时, 系统中任一点的静压力等于该店与膨胀水箱水面之间的高度差。

(3) 水泵运行时, 定压点A处与水泵吸入口之间管路 (A-B-C) 上任一点的静压值, 等于该点的静水高度值减去从A点到该店管路的压力损失值;水泵出口处与A点之间管路 (C-D-E-A) 上任一点的静压值, 等于水泵扬程与该点静水高度值之和减去从A点到该点管路的压力损失值。

(4) 如果将冷水机组置于水泵的吸入管路中, 机组的承压值就与水泵的扬程无关。正因为如此, 在高层建筑的水系统中, 常将机组置于水泵的吸入管中, 以减小机组的承压值。

4 结语

空调水系统的压力分析, 主要是能使设计中能更详细了解整个水系统的压力分布情况, 解决设备和构件的承压问题, 空调冷水机组的蒸发器、冷凝器的承压能力有一定要求, 不同厂家略有不同。所以设计中必须清楚知道各个部分的压力分布情况, 才能使所做的设计更加合理, 更加优化。

摘要：本文通过空调水系统阻力的组成、定压点及空调水系统的压力分布的阐述, 说明了空调水系统压力分布的情况以及设计中应注意的关键。

关键词：空调水系统,阻力组成,定压点,压力分布

参考文献

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

集中式空调水系统 篇5

1 水力平衡技术和方案分析

自力式压差控制阀:无需外加能量即可工作的自力式压差控制阀,已经广泛应用于暖通空调系统中,通过保证系统各支路处资用压差恒定,以实现系统各末端水力平衡;该方案适用于末端设备可以根据需要调节其流量,可以吸收系统上下游由于流量改变而引起的压力波动,维持被控支路处资用压差恒定,使其内部各支路间的调节干扰显著的减弱。

自力式流量控制阀:无需外加能量即可在工作压差范围内,自动调节控制环路流量,保证系统支路的流量恒定;该方案适用于末端设备为流量恒定的系统,当装设自力式流量平衡阀以后,可以吸收管网流量变化而引起的压力波动,流量平衡调节阀门开大或关小,保持被控支路流量恒定。

静态平衡阀:一般用于解决不同环路之间的静态水力平衡,不具有自力式阀门那样自动地随系统工况变化而改变其开度的功能,静态平衡阀就等于一个可以改变局部阻力的节流孔板,准确调节流量满足用户要求,该方案适用于各末端设备流量在不同工况按同比例变化的系统,即使不在设计工况下运行时,水量也按照与设计工况一致的比例进行重新分配。

2 空调水系统水力平衡设计

2.1 商业开发空调系统案例

该商业为一层,建筑面积12 000 m2,总冷负荷1 870kW,夏季供冷工况,冷媒参数温度12/7℃。空调系统为风机盘管加新风系统,末端设备选用的是吊顶式风机盘管,同时含有新风机组两台,空调水系统平面示意见图1,从冷热源总干管分出A、B两路,A、B两路各分为1、2、3、4大支路,大支路各分为a、b、c、d小支路。

2.2 制定平衡设计方案

该系统的各末端风机盘管都设带三速开关的温控器,进而由温度控制器控制空调回水管处的电动二通阀;新风处理机组分组设置电动二通阀,因此末端用户为变流量系统,前文分析的一类和三类方案适合该类系统。考虑“节能/投资比”比较分析二种方案:如果是设置电动三通阀就是定流量系统,那么前文分析的二类和三类方案适合,此处不再论述。

方案a:只在干管A、B处设置静态水力平衡阀和自力式压差控制阀;

方案b:在A、B和其大支管1—4处设置静态水力平衡阀和自力式压差控制阀。

按a类方案设计后示意见图1,按b类方案设计后见图2。

2.3 方案比较分析

(1)如果不设置平衡措施时,该系统的水压图状况见图3,可以看出为使末端B路满足要求,导致A支路处资用压头ΔHA阀比其需要的压头大20%,同时为了使支路环路4处满足要求,1、2、3处资用压头ΔH1、△H2、△H3,比其需要的压头分别大40%、30%、15%,都会使其处于大流量下运行,能耗增加。

(2)如果按方案a设计后,该系统的水压图状况见图4,可看出在使B路满足要求的同时,通过静态平衡阀调节ΔH阀,使A路资用压头也满足要求;同时当末端用户负荷减小,而关小二通阀,系统水压图将会发生变化见图5,由图可以看出,干管上压力损失将会减少,提供给用户A、B的资用压头将会增加,引起用户流量相对增加,那么二通阀又会关小,使二通阀无法正常运转;然而自力式压差控制阀可以根据需要自动关小,增大消耗的压头△H自,使,相反阀门可以自动开大,减少其消耗的压头。

(3)如果按方案b设计后,该系统的水压图状况见图6,可看出在使4路满足要求的同时,通过静态平衡阀调节ΔH阀,使1、2、3路资用压头也满足要求,同时当末端用户负荷减小,关小二通阀,系统水压图将会发生变化见图7,由图可以看出,干管上压力损失将会减少,提供给用户1、2、3、4的资用压头将会增加,引起用户流量相对增加,同样自力式压差控制阀可以根据需要自动关小,增大消耗的压头,使,相反阀门可以自动开大,减少其消耗的压头。

3 节能性与经济性分析

3.1 节能性分析

以方案b为例进行分析,该系统进行完平衡设计以后,因为水力失调而引起的能耗将会降低,当不设平衡设施时流量G1为382 t/h,按方案b设计的计算流量G2为321 t/h,按方案a设计的计算流量G2为352 t/h,实际供冷量通过式(1)计算得出:

加平衡设施后的节能量通过式(2)计算得出:

整个供冷期的节能量ΔQ=ΔQ×N×18×0.517=

按方案a与方案b设计的节能量见表1。可以得出解决平衡问题后节能显著。如果是全年运行的系统其节能量会更加可观。

3.2 经济性分析

为了消除水力失调,降低能耗,投资也会相应增加。平衡设计的同时需权衡投资的经济性与运营期回收时间问题,按以上二种改造方案进行设计所需的投资费用主要是阀门的购置费用,方案a和b的投资费用见表1。

经过对方案a和方案b节能量与投资的权衡比较,如果全年运行,考虑冬季供热节能后,投资都可以在一年内回收,方案b的节能率更高,对于本商业开发的空调水系统平衡分析,采用方案b更为合适。

4 结论

经过对该站房商业开发的空调水系统平衡设计和分析,得出如下结论:

注:阀门设备价格按进口阀门和国产阀门的中间值,标准煤价格按当前市场价折算。

(1)自力式压差控制阀、自力式流量控制阀和静态平衡阀,各自具有不同的功能和使用范围,需要根据管网的具体情况选择采用哪种方案,本文分析的只是其中一种形式。

(2)在铁路站房商业开发过程中,空调水系统管网设置平衡措施时,需要考虑干管、大支管和小支管与末端设备的关系,一般设在大支管处;通过设置平衡措施,节能效果很显著,投资回收期短,是铁路投资业主乐于采纳的方案。

(3)早期建设的一些国铁站房,随着经济发展也进行物业开发改造,这些空调系统节能潜力更大,但是其改造投资较大,可以考虑与能源合同管理服务公司合作解决既有站房商业空调系统节能改造。

参考文献

[1]于浩.我国高速铁路车站商业开发与管理模式探讨[J].铁路运输与经济,201 2(8).

[2]黄维,徐伟.平衡阀和定流量阀在水系统中的不同应用[J].暖通空调,1999,29(5):103-106.

[3]王飞,王慧萍.浅析自力式流量平衡阀的节能效应[J].山西能源与节能,2008(4):10-12.

对暖通空调水系统工程的探讨 篇6

虽然某些通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力,但由于其调节性能不好以及无法对调节后的流量进行测量,因此这种调节只能说是定性的和不准确的,常常给工程安装完毕后的调试工作和运行管理带来极大的不便。因此近些年来,在越来越多的暖通空调工程水系统的关键部位(如集水器)、特别是在一些国外设计公司设计的工程项目中,均大量地选用水力平衡阀来对系统的流量分配进行调节。

1 水力平衡和水力失调的概念

1.1 水力平衡是指网路中各个热用户在其它

热用户流量改变时保持本身流量不变的能力,通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。

(QJ:用户的设计要求流量,QMAX:用户出现的最大流量)

1.2 在热水供热系统以及空调冷冻水系统中

各热(冷)用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量,X称水力失调度。

X=QS/QJ(QS:用户的实际流量,QJ:用户的设计要求流量)

2 定流量系统水力平衡分析

定流量水力平衡系统是暖通空调设计中常见的水力系统,在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。常用的主要有以下三种形式:

2.1 完全定流量系统

完全定流量系统是指系统中不含任何动态阀门,系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动,系统各处流量始终保持恒定。完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统,如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。

2.2 单管串联(带旁通管)供暖系统

单管串联供暖系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。这种系统主管的流量基本不变,因此是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调,在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体如下:

a.在系统机房集水器上安装水力平衡阀。

b.在立管回水管上设水力平衡阀。

c.在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定。

2.3 末端设备带三通调节阀的空调系统

该系统各分支环路的流量基本不变,是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调,在末端管路上也存在一定的动态水力失调。因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体措施同系统2,只需将措施c的流量调节器安装在末端设备(风机盘管或空气处理机组)水管道即可。

3 变流量水力平衡分析

变流量系统一般既存在静态水力失调,也存在动态水力失调,因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。

3.1 静态水力平衡的实现

通过在相应的部位安装静态水力平衡设备,使系统达到静态水力平衡。实现静态水力平衡的判断依据是:当系统所有动态水力平衡设备均设定到设计参数位置(设计流量或压差),所有末端设备的温度控制阀门(温控阀、电动二通阀和电动调节阀等)均处于全开位置时(这时系统是完全定流量系统,各处流量均不变),系统所有末端设备的流量均达到设计流量。

3.2 动态水力平衡的实现

通过在相应部位安装动态水力平衡设备,使系统达到动态水力平衡。它包含二方面内容:a.当系统其它环路发生变化时,自身环路关键点压差并不随之发生变化,当自身的动态阀门(如温控阀、电动调节阀)开度不变时,流量保持不变;b.当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时,通过动态水力平衡设备的作用,使关键点压差并不发生变化,此时自身其它并联支路的流量也不发生变化。

4 系统水力平衡调节

水系统水力平衡调节的实质就是将系统中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。

4.1 单个水力平衡阀调节

单个水力平衡阀的调节是简单的,只需连接专用的流量测量仪表,将阀门口径及设计流量输入仪表,根据仪表显示的开度值,旋转水力平衡阀手轮,直至测量流量等于设计流量即可。

4.2 已有精确计算的水力平衡阀的调节

对于某些水系统,在设计时已对系统进行了精确的水力平衡计算,系统中每个水力平衡阀的流量和所分担的设计压降是已知的。

4.3 一般系统水力平衡阀的联调

对于目前绝大部分的暖通空调水系统,对系统进行调节,应使所有的水力平衡阀同时达到设计流量。

4.3.1 系统水力平衡调节的分析

a.并联水系统流量分配的特点:并联系统各个水力平衡阀的流量与其流量系数KV值成正比,如图1所示,调节阀V1、V2、V3组成的并联系统,则QV1:QV2:QV3=KV1:KV2:KV3(Q为流量,KV为流量系数)。当调节阀V1、V2、V3调定后,KV1、KV2、KV3保持不变,则调节阀V1、V2、V3的流量QV1、QV2、QV3的比值保持不变。

b.串联水系统流量分配的特点:串联系统中各个平衡阀的流量是相同的,如图1所示,调节阀G1和调节阀V1、V2、V3组成一串联系统,则

c.串并联组合系统流量分配的特点:如图1所示,实际上是一个串并联组合系统。其中平衡阀V1、V2、V3组成一并联系统,平衡阀V1、V2、V3又与平衡阀G1组成一串联系统。

4.3.2 水力平衡联调的步骤

该系统水力平衡联调的具体步骤如下:

a.将系统中的断流阀和水力平衡阀全部调至全开位置,对于其它的动态阀门也将其调至最大位置,例如,对于散热器温控阀必须将温控头卸下或将其设定为最大开度位置。

b.对水力平衡阀进行分组及编号:按一级并联阀组1~6、二级并联阀组I、系统主阀G顺序进行,见图2。

c.测量水力平衡阀V1~V18的实际流量Q实,并计算出流量比q=Q实/Q设计。

d.对每一个并联阀组内的水力平衡阀的流量比进行分析,例如,对一级并联阀组1的水力平衡阀V1~V3的流量比进行分析,假设q1

e.按步骤d对一级并联阀组2~6分别进行调节,从而使各一级并联阀组内的水力平衡阀的流量比均相等。

f.测量二级并联阀组I内水力平衡阀G1~G6的实际流量,并计算出流量比Q1-Q6。

g.调节系统主阀G,使G的实际流量等于设计流量。

5 总结

在暖通空调水力工程中,合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调,可以极大地改善系统的水力特性,使系统接近或达到水力平衡,从而既为系统的正常运行提供了保证,同时又节省了能源,使系统经济高效地运行。

摘要：在暖通空调水力工程中,合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调,可以极大地改善系统的水力特性,现针对暖通空调水系统工程进行探讨。

浅析大温差小流量的空调水系统 篇7

近年来中国许多大中城市夏季电力短缺现象日趋严重,已影响了当地的经济发展和人民生活。夏季空调设备的耗电量节节攀升,高峰时甚至消耗约40%的城市电力供应,因此节约用电迫在眉睫。

由于楼宇的空调电费取决于整个空调系统的能耗,因此不仅需要提高空调设备本身的效率,而且要优化空调系统设计,降低楼宇空调系统的整体能耗。楼宇空调的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷冻水水泵及冷却水水泵等几个主要的耗能部件。在过去的30年内,冷水机组的效率几乎提高了一倍,冷水机组占整个系统能耗的比例已降低了20%,而冷却塔和水泵的能耗比例提高了10%(图1)。需要优化空调系统的设计方案,调整各部件所占系统能耗的分配比例来降低整个系统的能耗。

1 优化空调水系统

多年来冷水机组的冷冻水供、回水设计温差通常为5℃。冷水机组提供的冷量与冷冻水的供、回水温差和流量有关,计算公式如下:

式(1)中假定比热Cp为常数。若所需的冷量Q不变,则既可采用增大流量M而减小温差DT的方案(即增加水泵耗功而减少机组耗功),又可采用减少流量M而增大温差DT的方案(即减少水泵耗功而增加机组耗功),而这两种方案的系统总能耗可能并不相等。

为了分析系统总能耗如何随水流量和水温差而变化,在表1中选择4种不同的流量/温差方案进行了计算。表中2.4/3.0 gpm/ton这一基准方案也是ARI的标准额定工况。本例中对系统的构成不作详细介绍。

这4种方案的能耗对比,可见,随着水流量的减小,整个系统的总能耗是逐渐减小的,冷却水水泵、冷冻水水泵及冷却塔的能耗也是逐渐降低的,而压缩机的能耗则反而增多。这个变化趋势是与水流量减小而水温差增大有关的。如上所述,大温差小流量系统能够降低空调水系统总能耗。那么,该系统对初投资又有什么影响呢?

在以上的能耗分析中,我们假设系统设备不变。实际上,大温差小流量系统还可以减小水泵的尺寸、阀的大小、管道的直径及保温材料的用量等等。表2列出了在一个实际项目中,冷冻水温差由10o F(5.56o C)增至18o F(10o C)时实际成本的变化。可见,系统初投资的减小趋势是明显的。

近年来大温差小流量空调水系统方案受到广泛关注。《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)要求冷冻水供、回水温差不小于5℃,并阐明某些实际工程采用8℃温差,获得良好的节能效果。但是在推广大温差小流量空调水系统方案时,需考虑以下三点:

a.水系统不同,最优化的工况可能不同,具体取决于空调负荷特点、外部环境、设备性能等。

b.冷水机组应能够在宽广的蒸发温度与冷凝温度范围内可靠地运行,并保持较高的制冷效率。

c.水流量不是越小越好,水泵及冷却塔节省的能耗应大于空调设备传热效率可能下降所增加的能耗。

2 水系统末端设备的选择

由于水系统末端设备(空调箱、风机盘管等)通常按照冷冻水供、回水5℃温差进行设计和制造,故人们担心现有的水系统末端设备应用于大温差小流量系统时,能否提供充足的冷量和合适的空调出风温度。

2.1 理论分析

以12000 m3/h风量的空调箱为例,在冷冻水供、回水温差分别为5.5℃和8.9℃时,理论分析水盘管的热交换量(冷量)的差别。

水盘管的热交换量计算公式如下:

假设式(1)中传热系数U不变,传热面积S不变,则水盘管的热交换量Q仅与空气与水的对数平均温差LMTD有关。

式(2)中TD1、TD2分别为水盘管的进水端和出水端的空气与水的温差

根据温度数据和公式,计算结果如下:

冷冻水5.5℃温差(12.2/6.7℃)时:LMTD=9.7

冷冻水8.9℃温差(13.9/5.0℃)时:LMTD=10.1

2.2 电脑模拟

首先在常规的空调混风工况、新风工况条件下,通过电脑选型软件(如特灵公司的TOPSS软件),在冷冻水供、回水温差分别为5.6℃、8℃、10℃时,比较所选择水盘管的排数,以便判断是否需要更新水系统末端设备。

以10000 m3/h风量的空调箱和1000 m3/h风量的风机盘管为例,在冷冻水供、回水温度分别为7.2℃/12.8℃、5.6℃/13.6℃、5.6℃/15.6℃三种情况下,电脑选型得出的所需水盘管的排数见表3。

从表3中看出:冷冻水供、回水温差为8℃时,所需的水盘管排数无需增加(混风工况除外),水温差为10℃,所需的水盘管排数均需增加。

其次,可在水盘管内部加装扰流器强化换热,如图2所示,以达到减少水盘管排数的目的。

采用与上文相同的方法,通过电脑选型软件(如特灵公司的TOPSS软件)得出的所需水盘管排数列在表4中。

从表4中看出:冷冻水供、回水温差越大,加装扰流器减少水盘管排数的作用越明显。

以上讨论未涉及盘管水压降不同对水泵能耗的影响。还在同一进风工况下,忽略了不同盘管排数所引起的出风工况参数的微小差别。

综上所述,我们能够选择合适的水系统末端设备,满足大温差小流量系统方案的需求。

摘要：在楼宇空调水系统设计方案中,冷水机组的冷冻水供、回水温差通常为5℃。近年来冷水机组的效率提高很快,同时大温差小流量的空调水系统方案受到了更多关注。分析说明大温差小流量的空调水系统方案经过优化可以减少空调系统的总能耗和配套设备的初投资,探讨在该方案中空调水系统末端设备的选择问题。

关键词：冷水机组,空调水系统,大温差小流量

参考文献

西安地铁二号线空调水群控系统设计 篇8

西安市城市快速轨道交通二号线规划线路为北起北客站至韦曲南, 沿西安市南北向主客流走廊布设, 线路全长32.402 km, 共设21座地下车站, 其中每座车站外加控制中心与车辆段均设置了一套空调水群控系统, 用来对车站冷水机房内的冷却水和冷冻水流量、压力、温度等工艺参数及设备状态进行采集, 对主要设备进行控制, 并实现与BAS系统网络通讯。

1 空调水群控系统结构

在每个车站, 空调水群控系统均由PLC控制柜、冷冻水泵控制柜、冷却水泵控制柜、冷却水塔控制柜和网络设备组成, 用来对冷水机房内的冷却水和冷冻水流量、压力、温度等工艺参数及设备状态进行采集, 对主要设备进行控制, 并实现与BAS系统网络通讯。

对冷冻水泵及冷冻水阀门、冷却水泵及冷却水阀门、冷却水塔风机及水塔供水阀门分别设置电控柜, 柜内配置有断路器、接触器、热继电器、变频器等电动机控制回路。在每台电控柜上设置一块斯菲尔多功能电量测量装置, 该装置采用Profibus_DP通讯协议与实现与PLC通讯, 实现对冷水机组、水泵、冷却塔用电量的检测。

PLC柜设置一套西门子S7-300 PLC, 采用Profibus_DP总线组建群控系统内部网络, 实现群控PLC (S7-300) 、群控人机界面、冷水机组PLC (S7-200) 、电力仪表之间的通讯, 并通过网关与车站BAS系统Control Net总线进行通讯。

2 控制方式

空调冷水系统受中央级控制、车站级控制、就地级控制三级控制, 就地级控制具有优先权。

中央控制、车站控制:对群控系统来说属于“远方” (BAS) 控制, 群控系统接收BAS系统发来的启停控制信号, 完成冷水机组的启停, 完成冷却泵、冷却塔、冷冻泵的联动连锁。确保在不同运行工况时, 对空调冷水系统的运行状态作控制和显示。正常工况下, 显示空调冷水系统运行状态和工艺参数;事故工况下, 根据要求对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、阀门等工艺设备进行开/关控制。

就地控制:在冷水机房群控系统控制柜处进行操作, 供设备安装、调试、检修时在现场使用。就地控制分为:手动、自动两种控制方式。手动控制由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔控制柜实现;自动控制由群控系统PLC实现。

3 系统功能

3.1 系统控制范围及受控对象

空调水群控系统控制范围:必要参数状态显示、设备状态及控制, 整个制冷系统协调、稳定、可靠、经济工作所需的全部功能。

主要受控设备为冷水机组 (两台) 、冷冻水泵、冷冻水阀、冷却水泵、冷却水阀、冷却水塔、冷却塔电动蝶阀, 及其现场冷冻冷却管路的各类传感器和压差旁通阀等。

3.2 控制功能实现

群控系统通过对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制, 使空调冷水系统在任何负荷情况下能达到设计参数并以最可靠的工况运行, 保证空调的使用效果。控制目的是在满足末端空调系统要求的前提下, 使整个系统达到最经济的运行状态, 使系统的运行费用最低, 并提高系统的自动化水平、管理效率, 从而降低管理人员劳动强度。

3.2.1 数据采集功能

1) 系统工艺设备启动、正常运行、停止、故障状态等开关量采集。温度、压力、流量等非电量工艺参数数据采集。

2) 电压、电流、电度等电气量通讯量数据采集。

3) 冷水机组通讯量数据采集。

3.2.2 数据通讯

1) 系统将冷水系统的状态在Profi Bus主站中实时读取。数据内容包括:冷水机组状态数据, 冷却水泵及阀的运行状态及数据, 冷冻水泵及阀的运行状态及数据, 冷却塔风机及阀的运行状态及数据。

2) 空调水群控控制器在读取每套冷水系统 (1台冷水机组+1台冷冻水泵+1台冷却水泵+1个冷冻水阀+1个冷却水阀+1个冷却塔风机+1个冷却塔水阀) 的数据的同时, 还要接受上一层通讯系统读取数据的请求, 将读得的冷水系统的所有数据都传给上一层的控制系统 (BAS) , 采用的协议是Control Net。

3) 当群控器与任意一个Profi Bus子站 (冷水机组) 通讯故障或自身有一定故障时, 通讯条件允许的情况下应将通讯故障通知上一级的监控系统。

一号机组监视界面如图1所示。

3.2.3 基本控制功能

1) 冷水机组的自适应控制功能

冷水机组开启关闭按照以下工艺完成:

开冷却水泵→开冷却塔→开冷冻水泵→开冷水机组;

关冷水机组→关冷却塔→关冷却水泵→关 (延时5分钟) 冷冻水泵。

为达到节能的目的, 系统能适应车站负荷的大小, 开启相应的冷机, 当车站负荷较大时, 现在运行的冷机无法达到系统控制目标时, 需要增加一台冷机, 反之, 则减少一台机组。以增加冷机为例, 软件实现如图2所示。

2) 水泵的选择控制

在现场, 冷冻水与冷却水均配置三台水泵, 两台工作一台备用。为有效并合理利用, 采用如图3所示控制策略, 以冷却水泵为例。

3) 冷却水塔的控制

对冷却水控制的基本要求是保证经过冷却塔处理的冷却水温度符合冷冻机的要求。按冷却水供水温度决定是否开启冷却塔风机, 同时进行冷却塔风机运转台数的控制, 当冷却水供水水温低于预设温度值时, 可以不必开启冷却塔, 仅靠自然冷却即可;高于预设值值时, 冷却塔开启。如果当前开启一台冷却塔风机, 冷却水供水水温仍然高于预设值时加大风量 (即增加冷却塔风机运行台数) , 反之则减少风量, 以便降低能耗。

因此, 在系统中, 群控控制器对冷却塔控制包括对冷却水供水温度的监测, 对冷却塔风机及对应电动蝶阀的控制。

在人机界面上, 操作人员可以根据实际情况修改预设值。

4) 冷冻水压差的控制

群控PLC根据检测到的冷冻水供回水压差, 自动调节旁通调节阀, 维持供水压差恒定。具体要求为:需在一定条件下 (冷冻水总管路的压差升高到一定数值) , 尽快调节压差旁通阀的开度, 以让该压差达到一个预先设定的数值。

调节原则为:如果压差偏大, 应将阀门开大以减小压差;反之应将阀门关小增大压差直至阀门全关。

在所有过程中应将阀门开度的百分数实时写入各冷水机组PLC控制器。并将压差值实时写入各冷水机组PLC控制器, 用于机组控制水泵变频器的参考变量。

3.2.4 报警复位及目标温度设定

1) 群控器接受到报警复位命令时, 在机组处于远程控制状态下需将此命令发送到已经处于报警状态的机组, 且报警命令的持续时间要大于3秒。

2) 当机组处于远程控制状态中, 群控器有重新设置机组“出水温度”的操作时, 群控器要将最新的设定值写人每台冷水机组中。

3.2.5 空调水一次泵变流量控制

1) 一次泵变流量控制方案特点

空调系统的冷冻水一次泵, 传统上都采用固定转速水泵, 仅在负荷侧作变流量控制。两者之间的流量差值和系统压力, 靠压差旁通控制来平衡, 在正常运转时旁通管内不可避免会有旁通水流, 就是说全速运转的冷冻水泵有一部分作功消耗于旁通循环中, 同时水泵扬程所产生的供回总管之间的较高压力, 使大量的水流动能消耗在克服管路阻力上。而空调水的变一次流量控制系统是近年才开始出现的先进控制方案。该方案控制系统冷冻水的供应量 (总流量) 始终保持在刚好满足系统负荷要求的水平, 并确保系统供回总管之间最不利负荷处的压力差稳定于某个预设定值, 这一点需要靠高品质的变频调速控制冷冻水泵来完成。

一次泵变流量控制, 其特点是利用最新的测控技术和冷冻机在低水流量能力上的改进, 在冷冻机的蒸发器管路配置变频调速水泵, 使得流过冷冻机的冷冻水量可以按负荷的需要调节, 它比传统的二级泵系统设备配置少, 但有更好的节能效果。变一次流量控制系统能够很好地跟踪系统荷的动态变化, 较好地满足系统的负荷需求, 把能源消耗控制在较低的水平。

2) 控制方案的实现

本系统为实现变流量控制, 采用一次泵变流量控制但同时也保留了传统模式工作作为备用模式的方案, 在设备全部正常时, 变频调速冷冻水泵闭环控制投运, 系统作变一次流量控制;万一变频调速闭环控制不能投运时, 系统也可非常方便地切换成传统工作模式, 即冷冻水泵恒定转速, 同时投入压差旁通控制, 系统仍能正常运行, 只是后者的节能效果比前者差为此, 每一台冷冻泵配置一次泵变流量控制依然以系统供回水总管处的设计压差 (人机界面可设置) 为压差预设值, 以变频调速冷冻水泵作为执行机构, 对冷冻水供水进行调节控制, 控制目标是使过程变量趋近于预设定值, 如图4所示;当冷冻水的系统负荷流量大于一台冷冻机蒸发器最低许可流量值时, 流量旁通控制阀门是关闭的;当只有一台机组在运行, 且冷冻水的系统负荷流量低于一台冷冻机蒸发器最低许可流量值时, 需要启动分、集水器之间的旁通流量控制, 控制目标是使这台正在运转的冷冻机蒸发器的水流量大于等于最低许可流量值。

在此控制方案中, 确保冷冻机蒸发器最低水流量是一项非常重要的措施, 否则有可能破坏冷机的正常工作状态, 甚至损坏冷机。一次泵变流量控制的旁通阀控制实际上是专为这个保护而设置的。对系统工作模式来说, 这个旁通阀不需要很大, 它的流通能力只要保证大机组冷冻机蒸发器的最低水流量即可。

4 结束语

本文设计的空调水群控系统已成功运用于西安地铁二号线, 运行结果表明, 该系统完全满足其设计要求, 具有操作方便、可靠性强、数据完整、监控及时等突出优点。

而本文所述的一次泵变流量控制也试用于北苑站与会展中心站, 经现场实际检验, 运行稳定可靠, 且能达到很好的节约能源的目的。

参考文献

[1]崔坚.西门子S7可编程控制器STEP编程指南[M], 北京, 机械工业出版社, 2007.

[2]何军红.西门子PLC编程及工程应用[M].北京, 化学工业出版社, 2011.

[3]马丁.西门子PLC200_300_400应用程序设计实例精讲[M], 北京, 电子工业出版社, 2008.

[4]赵明生.电气工程师手册[M].北京, 机械工业出版社, 2000.

[5]胡寿松.自动控制原理[M].北京, 科学出版社, 2007.

浅析节能在空调水系统中的运用 篇9

空调系统是工程建设中使用最广, 也是能耗比较大的一个系统。比如中央空调系统中水系统中的水泵和风系统中的风机都是功率比较大, 数量多, 而且运行时间长, 在一座大楼的总能耗中占有很大的比重, 所以在建筑节能中空调系统的节能是一个要引起重视的系统。本人作为一名监理工程师, 多年从事空调系统的监理工作, 深感在抓好施工过程质量控制的同时, 更应该从节能的角度对空调系统所采用的设计方案进行认真研究, 结合建筑物的特点了解系统合理性, 是否能体现节能上的要求和国家节能规范的要求, 提出意见和建议, 在节能工作中发挥应有的作用。

下面我想通过本人监理过的两个工程实例, 介绍在空调系统中节能技术的具体运用和特点, 以便我们对空调系统中节能技术的运用有更深的了解。

一、工程实例1

湖州市妇保院住院大楼工程, 总建筑面积为4 9 5 7 8 m 2, 其中病房大楼面积39800m 2, 手术楼面积7538m 2, 病房楼为19层, 每层设计了新风机加风机盘管空调系统, 所以在该大楼设有二路空调水系统, 一路为每层新风机组, 一路为每层房间内的风机盘管, 都为二管制, 同程水系统, 手术楼设有三路, 包括四、五层手术室净化空调, 一、二、三层风机盘管和一、二、三层新风机组和病房大堂新风机, 针对上述空调区域, 大楼选用三台H型蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组, 二台冷量2230KW, 一台1160KW, 过渡季节一台小机组运行为手术室和区提前供冷, 根据各管路的工况特点, 采用了一次泵定流量空调水系统, 如图1所示。

该系统有如下特点:

1、管路比较简单, 初期投入比较低, 本系统只选用了4台冷水泵, 55KW两台, 3 0 K W两台 (一用、一备) 。

2、供回水管设有压差旁通阀, 当系统回水流量减少, 压力降低时能逐步打开旁通阀保证流经冷水机组蒸发器流量不变。

3、通过旁通管上增设流量计, 可以通过流量的变化来进行冷水机组和冷水泵的台数控制, 从而能达到夜间负荷减低时冷水机组和冷水泵能最经济的运行台数和状况。

根据GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》5.3.18—5条, 该大楼采用的一次泵水系统符合节能设计标准, 是比较理想和节能的一套方案, 在中小规模空调系统中广为采用。

二、工程实例2

湖州大剧院工程建筑面积19120m2, 建筑层为四层, 观众厅规模为1 3 4 1座, 其中池座748座, 二层334座, 观众厅周围为娱乐场所、餐饮场所等, 另外附近一图书馆也从大剧院供冷, 其建筑面积为5000m2左右, 根据大剧院建筑和功能特点, 空调水系统设计有影碟吧一路, 多功能厅一路, 右大剧院一路, 左大剧院一路, 餐厅一路, 后台及化妆一路和图书馆一路, 都为二管制同程水系统, 大空间区域都为组合式新风机组, 小区域为风机盘管加新风系统。由于该建筑空调系统比较大, 各系统的运行阻力相差较大, 如图书馆输送管路较长, 而且各系统的负荷运行状况也相差较大, 如后台及化装只有演出时方使用空调系统, 而娱乐和餐饮区域使用时间较长, 根据以上特点该空调水系统设计为二次泵变流量系统, 如图2所示。

该系统配置:空调冷源选用了3台蒸汽双效型溴化锂机组, 每台额定冷量为2040KW, 一次泵选用了1 5 K W三台, 空调二次泵分别选用了影碟吧1 8.5 K W一台, 多功能厅4 K W一台, 右大剧院2 2 K W一台, 左大剧院2 2 K W一台, 餐厅7.5 K W一台, 后台化装7.5 K W一台, 图书馆3 0 K W二台, 二次泵都为变频控制。

该系统有以下特点:

1、可以减小配置泵的功率, 避免部

分负荷运行时而产生能量浪费, 如果该系统采用一次泵系统, 在选择泵的功率时就要根据系统水路的最不利点进行计算, 选择泵的功率就会较大。

2、不同水路选择不同性能的水泵, 泵的性能指标就会与该系统非常匹配, 不会产生浪费, 而且能根据各环路的使用特点进行自由控制。

3、二次泵采用变频控制, 不会受到主机的影响, 对各环路进行变流量控制, 节能非常好。

4、供回水上进行压差式旁通控制可以对冷水机组和一次泵进行台数控制, 能起到非常好的节能效果。

根据GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》, 该工程的空调水系统符合5.3.18—6条款的要求, 能起到非常好的节能效果。

三、结语

以上是节能技术在两例工程中的运用, 但是从我经历的一些工程来看, 空调系统中节能理念还是比较淡薄的, 存在着以下一些状况:

1、空调二次泵系统很少使用。

2、空调水系统变频技术基本没用过。

3、冷水机组和冷水泵台数控制都是手动操作, 能源浪费严重。

综上所述, 根据建筑工程空调各负荷区的制冷和运行特点, 在空调水系统中选择合理的系统配置是达到该系统节能的关键和核心所在, 所以我们要充分认识空调节能的重要性, 高度重视节能技术在空调系统中的选用, 从节能角度去分析和论证空调方案的可行性, 在系统的配置、控制和调试过程中去贯彻节能设计标准的要求, 倡导节能理念, 推广节能技术, 为建筑节能作出应有的贡献。

摘要：通过介绍节能在空调系统中的具体运用和特点分析, 使人们加深对空调系统中节能技术和节能设计标准的了解, 倡导节能理念, 推广节能技术。

关键词：空调水系统,一次泵,二次泵,节能

参考文献

[1]、龙惟定.建筑节能与建筑能效管理.中国建筑出版社