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2015
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空調水系統設計與施工經驗總結

近年來,本人相繼參加了德州幾個大型電子廠房空調水系統的二次設計及施工。我總結了一些空調水系統施工和設計的切身體會,或是經驗或是教訓,還有一些是自己想到的和看到的,一起列在這裏,請大家指正。 
一. 设备间面积及层高与管路布置原则 
隨著智能建築及建築功能的發展,設備布置所需的空間越來越受限制了。設備間的管路管線只有認真合理的進行空間管理,才能節省空間,並避免不必要的返工。 
設備層布置原則:20層以內的高層建築:宜在上部或下部設一個設備層 
30層以內的高層建築:宜在上部和下部設兩個設備層 
30層以上超高層建築:宜在上、中、下分別設設備層 
生産廠房宜在其周邊輔房內設空調設備,冷水機組及鍋爐房等設備宜設在獨立的建築內。 
设备层内管道布置原则:离地 h≤2.0 m  布置空调设备,水泵等 
h=2.5~3.0 m  布置冷、热水管道 
h=3.6~4.6 m   布置空调通风管道 
h 〉4.6 m   布置电线电缆 
設備層層高概略: 
建筑面积(m2) 设备层层高(m) 建筑面积(m2) 设备层层高(m) 
1000                      4.0                        15000                      5.5 
3000                      4.5                        20000                      6.0 
5000                      4.5                        25000                      6.0 
10000                    5.0                        30000                      6.5 
在實際施工中往往因爲機房空間不夠或管線布置不合理,導致沒有空調水閥組的安裝位置,閥門裝設過高,不便操作。 
二.水泵選擇與安裝 
在設計空調水系統時應進行必要的水力計算,根據設計流量計算出在該流量下管路的阻力,以確保選用水泵的揚程合理。在對流量和揚程乘以一定的安全裕量後,進行水泵的選擇。有些設計人員未進行設計計算,認爲揚程大一些保險,導致所選擇的水泵不能滿足要求,或者造成運行費用增加,甚至水泵不能正常工作。 
一般工程項目中配置的冷水機組都在2至4台之間,對于規模很大的工程項目,甚至需要5台以上的冷水機組並聯工作。制冷站內的主機與水泵的匹配一般來說是一機對一泵,以保證冷水機組的水流量及正常運行,因此,目前我國空調水系統大多爲有2台或2台以上水泵並聯的定流量系統或一次泵變流量系統。空調設計時,都是按最大負荷情況來進行設備選擇以保證最不利情況時的需要。在循環水泵采用並聯運行方式時,選擇水泵一定要按管路特性與水泵並聯特性曲線進行選型計算。選型時,除應注意水泵在設計工況時的性能參數外,還應關注水泵的特性曲線,盡量選擇特性曲線陡的水泵並聯工作。運行人員應注意工況轉換時對閥門的調節。 
很多空調設計都是冬夏兩用的,即隨著季節的變化,爲盤管供應冷水或熱水。冬季熱負荷一般比夏季冷負荷小,且空調水系統供回水溫差夏季一般取5℃,冬季取10℃,根據空調水系統循環流量計算公式G=0.86Q/ΔT(式中Q爲空調負荷KW,ΔT爲水系統溫差℃,G爲水系統循環流量m3/h),則夏季空調循環水流量將是冬季的2-3倍。所以水泵應根據夏季工況參數選型。 
水泵安裝時,其進出水口均應安裝金屬軟接或橡膠軟接,以減小振動對管路的影響,並保護水泵。重量大于300kg的水泵應安裝慣性基礎和減震器。慣性基礎一般用型鋼框架內填混凝土(C30)制作。慣性基礎的重量一般爲水泵自重的1.5—2倍。減震器應根據慣性基礎重量和水泵重量並考慮水泵的動載荷選取。此外還應在水泵慣性基礎上安裝水平限位裝置。 
水泵出口聲響異常,一般是系統阻力太大,導致系統缺水來引起的。 
解决方法:1. 再开启一台水泵。运行两台水泵时,异响消失。 
2. 适当关小泵出口阀门,异响消失。 
3.泵前過濾器太髒,吸不上水,拆洗過濾器。 
4.系統排氣,減小系統阻力。 
三.冷凍水系統設計與施工 
1.系统冷冻水(或盐水)流量估算0.14~0.20L/S (0.25~0.40L/S)/冷吨。1RT=3516.91W。 
2.冷凍水系統的補水量(膨脹水箱) 
水箱容积计算: Vb=a△tVs m3 
Vb—膨脹水箱有效容積(即從信號管到溢流管之間高差內的容積)m3 
a —水的体积膨胀系数,a=0.0006 L/℃ 
△t—最大的水温变化值 ℃ 
Vs—系统内的水容量 m3,即系统中管道和设备内总容水量 
3.冷凍水系統流速規定 
DN100及以上管道:2.0m/s~3.0m/s 
DN80~DN100管道:1.0m/s~2.0m/s 
DN40~DN80 管道: 1.0m/s 左右 
DN40以下管道: 1.0m/s以下 
無論如何,冷凍水系統管路的流速不應大于3.0m/s。 
系統運行時或剛開機時,水中不可避免混有空氣,所以系統管路上應根據管徑安裝自動放氣閥。特別要注意立管頂端最易積聚空氣,阻礙冷凍水正常流動,必須安裝自動放氣閥。爲便于維修,在過濾器及控制閥處應設置旁通管,在水泵的進出口處,系統最低點和局部低點應設排水閥。 
生産廠房內冷凍水系統如果系統較大,末端設備較多時,建議采用同程式系統。既可以避免安裝多級平衡閥,節約成本,又容易達到水力平衡。 
冷凍水系統管路多采用焊接,焊渣等雜物非常容易掉到管道內,堵塞過濾器或盤管。所以安裝完成後,應進行管路清洗,清洗時應敲打管路,除去附著在管內壁的焊渣等雜物。系統初次運行一周後應清洗過濾器。空調水管路焊接應該用氩弧焊打底,電焊蓋面。因爲氩弧焊打底不會出現焊渣,且焊縫致密,不易滲漏。 
冷凍水系統初次運行時,應先打開供水閥,待系統充滿水後,再打開回水閥,以利于去除管路的雜質,防止進入盤管。 
四. 冷却水系统设计与施工 
制冷機冷卻水量估算表 
活塞式制冷机(t/kw) 0.215 
离心式制冷机(t/kw) 0.258 
吸收式制冷机(t/kw) 0.3 
螺杆式制冷机(t/kw) 0.193~0.322 
冷卻塔的選擇: 
1. 现在一般中央空调工程使用较多的是低噪声或超低噪声型玻璃钢逆流式冷卻塔,其国产品的代号一般为DBNL-水量数(m3/h)。如DBNL3-100型表示水量为100 m3/h,第三次改型设计的超低噪声玻璃钢逆流式冷卻塔。即:水量数(m3/h)=(主机制冷量+压缩机输入功率)÷3.165 
2. 初先的冷卻塔的名义流量应满足冷水机组要求的冷却水量,同时塔的进水和出水温度应分别与冷水机组冷凝器的出水和进水温度相一致。再根据设计地室外空气的湿球温度,查产品样本给出的塔热工性能曲线或说明,校核塔的实际流量是否仍不小于冷水机要求的冷却水量。 
3. 校核所选塔的结构尺寸、运行重量是否适合现场安装条件 
4. 简要经验值计算公式: 
設備總冷量(KW)×856(大卡)÷3000×(1.2~1.3)=冷卻塔水流量 
冷却水系统的补水量包括:1 蒸发损失2 漂水损失 3 排污损失 4 泄水损失 
建議冷卻水系統的補水量取爲循環水量的1—1.6%,電制冷、水質好時,取小值,溴化锂吸收式制冷、水質差時,取大值。冷卻水系統設計應注意的問題 
1.多台冷卻塔並聯時,冷卻塔進水管路應設置平衡閥或電動控制閥,平衡管路阻力。 
2.冷卻水系統水質較差時,應設計旁濾系統,過濾冷卻水。 
3.在有結凍危險的地區,冷卻塔間歇運行時,爲防止冷卻塔水池結冰,應設加熱管線。室外冷卻水管應保溫。 
冷卻塔漂水過大是施工調試中經常遇到的問題。其主要原因是冷卻水量超過額定流量。調節冷凝器進出水閥門,觀察出水壓力表,把壓差控制在額定範圍內(一般壓差爲0.08MPa左右),一般就可以解決問題。如果不行,再去查看布水器噴口噴射角度是否過于朝下,調節冷卻塔布水器的噴射角度,使其稍有傾斜(15度)。 
五. 冷凝水系统设计与施工 
通常,可以根據機組的冷負荷Q(KW)按下列數據近似選定冷凝水管的公稱直徑。 
Q≤7kW DN=20mm Q=7.1~17.6kW DN=25mm 
Q=101~176kW DN=40mm Q=177~598kW DN=50mm 
Q=599~1055kW DN=80mm Q=1056~1512kW DN=100mm 
Q=1513~12462kW DN=125mm Q>12462kW DN=150mm 
注:1. DN=15mm的管道,不推荐使用。2. 立管的公称直径,就与水平干管的直径相同。3. 冷凝水管的公称直径DN(mm),应根据通过冷凝水的流量计算确定 
風機盤管機組、整體式空調器、組合式空調機組等運行過程中産生的冷凝水,必須及時予以排走。排放冷凝水管道的設計,應注意以下事項: 
1. 沿水流方向,水平管道应保持不小于千分之一的坡度;且不允许有积水部位。 
2. 当冷凝水盘位于机组负压区段时,凝水盘的出水口处必须设置水封,水封的高度应比凝水盘处的负压(相当于水柱高度)大50%左右。水封的出口,应与大气相通。为了防止冷凝水管道表面产生结露,必须进行防结露验算。 
3. 冷凝水立管的顶部,应设计通向大气的透气管。 
4. 设计和布置冷凝水管路时,必须认真考虑定期冲洗的可能性,并应设计安排必要的设施。 
5. 大型电子厂房的MAU机组,AHU机组因冷凝水量大,应考虑回收。回水的冷凝水可以做为冷卻塔的补水。 
冷凝水施工中,管道安裝一定注意不能倒坡。很多情況都是因爲倒坡使冷凝水不能正常排放,導致凝水盤處溢水。安裝時存水彎的高度應符合設計要求,否則冷凝水不能排出。 
冷凝水管在吊頂上敷設時,應認真保溫,防止結露。

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蒸發冷卻技術在東北應用的可行性分析

一、前言
蒸發冷卻技術是人類最古老的冷卻方法之一,對人們並不陌生。早在埃及時代皇帝迫使奴隸們將沙漠的幹燥空氣吹向盛滿水的多孔素瓷罐,以排除多余的熱量。近幾年來,國際上對蒸發冷即技術在空調中的應用愈加重視,理論上與應用技術上開展了大量的研究工作。在國內蒸民冷卻技術也越來越受到人們的重視,在西北好多地方已得到應用。本文主要闡述蒸發冷卻及這一技術在我國東北地區應用的可行性,並分析了蒸發冷卻與機械制冷系統的性能。認爲在東北地區采用蒸發冷卻技術有顯著的節能價值,應大力推廣使用。
二、發冷卻技術的原理
蒸發冷卻技術包括直接蒸發冷卻、間接蒸發冷卻以及直接蒸發冷卻與間接蒸發冷即相結合的二、三級冷卻方式。
直接蒸發冷卻(簡稱DEC)是指空氣與霧化的水接觸,由于水的蒸發,空氣和水的濕度都降低,而空氣的含濕量有所增加,這個過程叫絕熱降濕過程。
間接蒸發冷卻(簡稱IEC)是指把直接蒸發冷卻過程中降低了溫度的空氣和水通過非接觸式換熱器冷卻,那麽就可以得到降低溫度的空氣,但含濕量不增加,此過程爲等濕降溫冷卻過程。
三、在東北地區應用蒸發冷卻技術的可行性
直接蒸發冷卻的送風空氣其溫度可以調節,但含濕量不能調節。在空調的焓濕圖上看,新風的狀態只能沿著等濕線下上移動,當此系統用于在東北地區時,可在其後加上一段直接蒸發冷卻裝置,這樣使得新風的溫度和濕度都可以調節,這種聯合系統可以在不用機械制冷的條件下滿足室內的空調要求。
在《全國民用建築工程設計技術措施·節能全篇》中對蒸發冷卻空調系統提到:“在氣候比較幹燥的西部和北部區區如新疆、青海、西藏、甘肅、甯夏、內蒙古、黑龍江的全部、吉林的大部份等地,陝西、山西的北部、四川、雲南的西部等地,空氣的冷卻過程,應在優先采用直接蒸發冷卻、間接蒸發冷卻或直接蒸發冷卻與間接蒸發冷卻相結合的二級或三級冷卻方式。”
從室外氣象來看,東北三省的省會城市的夏季制冷情況,見下表:
地區名稱
夏季幹球溫度℃
夏季濕球溫度℃
夏季相對溫度%
夏季室外風速m/s
哈爾濱
30.3
23.9
63
3.3
長春
30.5
24.2
57
3.7
沈陽
31.3
25.3
64
3.0
1992年,根據人在室內的舒適度,國際教科文組織曾對夏季室外濕度上限確定爲30%—70%RH,露點濕度爲17℃的ASHRAE標准,夏季如果使用蒸發冷卻系統,它必須俱備兩個條件,其一是室外相對濕度小于65%,幹球與濕球溫度差大于6℃。這樣使用這項技術,就可達到顯著的效果。
夏季空調系統的運行耗電量和室內狀態參數與其運行調節方案有密切的聯系,室外空氣狀態參數的分區是確定運行調節方案的重要依據。考慮到室外空氣含濕量對蒸發冷卻空調系統效果的影響,本模型將夏季室外氣象參數分四個區,如圖所示,第一區使用直接蒸發冷卻,第二區使用雙級蒸發冷卻,第三區使用間接蒸發冷卻,第四區需人工冷源(或深井水),但應先用間接蒸發冷卻預冷新風。東北地區處在三、四象限氣候狀態,使用雙級和間接蒸發冷卻比較合適。
四、蒸發冷卻空調與機械制冷系統的對比
蒸發冷卻空調系統的制冷劑是水。它利用水的蒸發而獲得冷量,但蒸發區的水蒸氣不必再還原成液態的水。普通的機械制冷也是在制冷劑的蒸發中獲取冷量,作爲制冷循環還必須將氣態的制冷劑通過壓縮機和冷凝器還原爲液態,而壓縮耗能正是機械制冷的一個主要部份,蒸發冷卻正好省去了這一壓縮功耗(占整個功率的60%以上),從而體現了它的節能特征。
下面由全國七個城市蒸發冷卻空調系統與機械制冷空調系統的耗能比較,

 

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冷卻塔|水冷式直接冷凍制冷的原理

冷卻塔底盆的水通过水泵输送到冷水机的冷凝器对冷凝器进行降温,再流回冷卻塔内喷淋而下时通过冷卻塔顶上的风扇对水进行了降温后流回冷卻塔底盆,就这样周而复始的运行。冷凝器散热同时里面的冷媒液化,再流入蒸发器进行蒸发,而蒸发时要吸收热量,从而就对蒸发器里的硫酸(槽液)进行了降温,降温后的硫酸通过水泵输送到电镀(氧化)槽,就这样一个循环过程。

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冷卻塔|水冷式间接冷冻在电镀(氧化)行业的制冷原理

冷卻塔底盆里的水通过水泵输送到冷水机的冷凝器,对冷凝器进行降温。再流回冷卻塔内喷淋而下时通过冷卻塔顶上的风扇对水进行了降温,再流回冷卻塔底盆,就这样周而复始的运行。冷凝器散热同时里面的冷媒液化,再流入水箱内的蒸发器进行蒸发,而蒸发时要吸收热量,从而就对水箱里的水进行了降温,降温后的水通过水泵输送到热交换器(中间隔开、一边水、一边硫酸),再通过热传递的过程就对硫酸进行了降温,就这样一个循环过程。此款产品其优势在于安装方便,使用寿命相对比直接冷冻的长,酸碱不易腐蚀冷水机。

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大型冷卻塔施工方案的改进与探讨

        前言:近期已施工完的冷卻塔中,针对冷卻塔环基大体积砼易出现裂缝等质量问题,采用相应的措施预防裂缝等质量问题的发生。在人字柱、通风筒、淋水件预制等项目施工中,对原有的施工方案及工艺进行了大胆的创新和改进取得了预期效果,得到同行们的认可,其中部分施工方案已被兄弟单位采纳。

        随着国民经济的发展及科学技术的不断进步,我国火电机组已由80年代的以300MW机组为主发展到目前的以600MW为主机组。与之配套的冷却系统即冷卻塔淋水面积也随之增至7000~9000m2。如何采用最佳的施工方案,施工出质量好、工期短、成本低、安全好的冷卻塔是每个施工企业追求的目标。结合本人连续几个大塔的施工实际,总结一下自己对施工方案的改进和几点新的思考供同行们参考。

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冷卻塔填料--竹格填料、竹片填料的分析

一、産品概述

为了进一步发挥填料的技术性能,寻求较为理想的制作材质和设计结构,以便能适应机械通风、自然通风冷却的使用,我厂科计人员在此基础上进行了探索和研究:在填料阻力不增加的情况下,可通过提高填料的换热性能,增加塔体淋水面积,从而提高自然通风冷卻塔的使用效果。该填料不会结团(竹片有一定的刚性)、比表面积大、水力流态好、布水布气效果好,兼有弹性填料和蜂窝填料的优点。并且可以采用传统的安装方法,也可以像悬浮填料一样使用,安装运输均很方便。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:将竹片蜂窝装填在一个圆饼状的外壳中。竹片蜂窝为几片纵横交错正交呈“#”形正交和插排列的竹片。圆饼状的外壳,其上下底面镂空类似于普通弹性填料,中心有悬挂孔。竹片蜂窝表面粗糙挂膜容易,正交的网格保证良好的布水布气性能,上下底面保证整个填料的安装悬挂,其几何外形也能起到气泡切割的作用,整个外壳是竹片蜂窝的载体,起到固定的作用。

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