暖通節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)之空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì):

n      國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019-2003的第6.4.11條規(guī)定:“設(shè)置2臺或2臺以上冷水機(jī)組和循環(huán)水泵的空氣調(diào)節(jié)水系統(tǒng),應(yīng)能適應(yīng)負(fù)荷變化改變系統(tǒng)流量,并宜按照本規(guī)范第8.5.6條的要求,設(shè)置相應(yīng)的自控設(shè)施 ”。目前,常用的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)有以下幾種形式:
n(1)一次泵定流量系統(tǒng)。系統(tǒng)較小或各環(huán)路負(fù)荷特性或壓力損失相差不大時,宜采用負(fù)荷側(cè)變流量、冷源側(cè)定流量的一次泵定流量系統(tǒng),如圖1所示。采用一次泵定流量泵系統(tǒng)時,應(yīng)按下列要求設(shè)計(jì):

 

1

 

n1) 風(fēng)機(jī)盤管的回水管上應(yīng)設(shè)置浮點(diǎn)式電熱閥,也可采用傳統(tǒng)的電動兩通閥(對房間溫度控制要求不高時)或電動兩通調(diào)節(jié)閥(對房間溫度控制要求較高時)。前者與后兩者相比,具有控制精度高、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)、無噪聲、體積小等優(yōu)點(diǎn);新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)器的回水管上,應(yīng)設(shè)置動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥或電動兩通調(diào)節(jié)閥。前者只受房間溫度設(shè)定控制,不受外網(wǎng)壓力波動的影響,比后者具有更好的調(diào)節(jié)特性和更長的使用壽命。
n2) 應(yīng)在總供回水管之間設(shè)旁通管及由壓差控制的旁通電動調(diào)節(jié)閥,旁通管管徑應(yīng)按 1臺冷水機(jī)組的冷凍水流量確定。
n3) 冷水機(jī)組和冷凍水循環(huán)泵之間宜采用一一對應(yīng)的連接方式。當(dāng)采用方式連接困難時,可采用共用集管連接,但此時應(yīng)在每臺冷水機(jī)組的入口或出口水管道上設(shè)置電動隔斷閥,并應(yīng)與對應(yīng)的冷水機(jī)組和水泵連鎖開關(guān)。
n4) 應(yīng)密切與電器專業(yè)配合,做好自動控制設(shè)計(jì),使系統(tǒng)能夠根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化,自動控制冷水機(jī)組及循環(huán)水泵的運(yùn)行臺數(shù)。
(2)一次泵變流量系統(tǒng)。具有較大空調(diào)水泵節(jié)能潛力的大型系統(tǒng),在確保設(shè)備的適應(yīng)性、控制方案和運(yùn)行管理的可靠性的前提下,可采用冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均變流量的一次泵變流量系統(tǒng),且一次泵為變頻調(diào)速泵,如圖2所示。采用一次變流量泵系統(tǒng)時,應(yīng)按下列要求設(shè)計(jì):
2


n1) 末端裝置的回水管上應(yīng)設(shè)置“慢開/慢關(guān)”型的浮點(diǎn)式電熱閥或電動兩通調(diào)節(jié)閥,且多臺末端設(shè)備的啟停時間宜錯開。
n2) 應(yīng)選擇蒸發(fā)器流量許可變化范圍大,最小流量盡可能低的冷水機(jī)組,如離心機(jī)30%~130%,螺桿機(jī)45%~120%,最小流量宜小于50%。
n3) 應(yīng)選擇蒸發(fā)器許可流量變化率大的冷水機(jī)組,每分鐘許可變化率宜大于30%。
n4) 冷水機(jī)組和水泵臺數(shù)可不對應(yīng)設(shè)置,其啟停分別獨(dú)立控制,水泵轉(zhuǎn)速一般由最不利環(huán)路的末端壓差變化來控制。
n5) 冷水機(jī)組和水泵應(yīng)采用共用集管的連接方式,并應(yīng)在每臺冷水機(jī)組的入口或出口水管道上設(shè)置與對應(yīng)的冷水機(jī)組連鎖開關(guān)電動隔斷閥。
n6) 應(yīng)在總供回水管之間設(shè)旁通管及由流量或壓差控制的旁通電動調(diào)節(jié)閥,旁通管管徑應(yīng)按單臺冷水機(jī)組的最小允許冷凍水流量確定。
n7) 1臺冷水機(jī)組仍可采用一次泵變流量系統(tǒng)。
(3)二次泵變流量系統(tǒng)。系統(tǒng)較大、阻力較高,且各環(huán)路負(fù)荷特性或阻力特性相差懸殊(差額大于50 kPa,相當(dāng)于輸送距離100m或送回管道長度在200m左右)時,應(yīng)采用在冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分別設(shè)置一級泵和二級泵的二次泵變流量系統(tǒng),且一級泵為定流量運(yùn)行,二級泵宜采用變頻調(diào)速泵,如圖3所示。采用二次泵變流量系統(tǒng)時,應(yīng)按下列要求設(shè)計(jì):2
 
 
1) 末端裝置的回水管上應(yīng)設(shè)置水量控制閥,具體設(shè)置方法應(yīng)符合4(1)中第1)條的要求。
n2) 冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的供回水共用集管(或分集水器)之間應(yīng)設(shè)旁通管,旁通管管徑應(yīng)按 1臺冷水機(jī)組的冷凍水流量確定,旁通管上不應(yīng)設(shè)置因何閥門。
n3) 一級泵與冷水機(jī)組之間的連接方式及運(yùn)行臺數(shù)的控制,應(yīng)符合4(1)中第3)、4)條的要求。
n4) 應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的供回水壓差控制二級泵的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行臺數(shù),控制調(diào)節(jié)循環(huán)水量適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化。系統(tǒng)壓差測點(diǎn)宜設(shè)在最不利環(huán)路干管靠近末端處。
n(4)兩管制及四管制系統(tǒng)。根據(jù)建筑物的具體情況,在滿足舒適性要求的前提下,合理地設(shè)計(jì)負(fù)荷側(cè)空調(diào)水系統(tǒng)的制式,既可減少空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備和管道的初投資,又能降低空調(diào)水系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。負(fù)荷側(cè)空調(diào)水系統(tǒng)的制式,應(yīng)按下列要求設(shè)計(jì):
n1) 不存在同時供冷和供熱,只要求按季節(jié)進(jìn)行供冷和供熱轉(zhuǎn)換的空調(diào)系統(tǒng),應(yīng)采用兩管制水系統(tǒng)。
n2) 當(dāng)建筑物內(nèi)有些空調(diào)區(qū)需全年供冷水,有些空調(diào)區(qū)則冷、熱水定期交替供應(yīng)時,宜采用分區(qū)兩管制水系統(tǒng)。
n3) 對于全年運(yùn)行中冷、熱工況頻繁交替轉(zhuǎn)換或需要同時使用的空調(diào)系統(tǒng),宜采用四管制水系統(tǒng)。
n(5)“一泵到頂”系統(tǒng)?照{(diào)冷凍水系統(tǒng)的靜水壓力不大于1.0MPa時,豎向不宜分區(qū),宜采取水泵吸入式的“一泵到頂”系統(tǒng),以減少由于分區(qū)而增大土建與設(shè)備的一次投資和電耗,并方便設(shè)備與系統(tǒng)的運(yùn)行管理。
n(6)空調(diào)冷(熱)水系統(tǒng)的輸送能效比(ER)應(yīng)按下式計(jì)算,
        且不應(yīng)大于表2 中的規(guī)定值 。
        ER= 0.002342 H/(ΔT·η)  
        式中:H―水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程,m;     
            ΔT―供回水溫差,℃;
             η―水泵在設(shè)計(jì)工作點(diǎn)的效率,%。
n      表2    空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的最大輸送能效比(ER)
管 道類 型
兩管制熱水管道
四管制熱水管道
空調(diào)冷水管道
嚴(yán)寒地區(qū)
寒冷地區(qū)/夏熱冬冷地區(qū)
夏熱冬暖地區(qū)
ER
0.00433
0.00577
0.00865
0.00673
0.0241
注:兩管制熱水管道系統(tǒng)中的輸送能效比值,不適用于采用直燃式冷熱水機(jī)組 作為熱源的空調(diào)熱水系統(tǒng)。