《冷熱源工程》課程設計指導書

2022-04-25 11:30:04 字數 4403 閱讀 1347

重慶大學城市建設與環境工程學院裝置教研室

孫純武黃忠丁勇編

二00五年十二月

一、冷源裝置選擇

1.冷水機組的**機容量

由於當前冷水機組產品質量大大提高,冷熱量均能達到產品樣本所列數值,另外,系統保溫材料效能好,構造完善,冷損失少,因此,冷水機組的**機容量應以正確的空調負荷計算為準,可不作任何附加,避免所選冷水機組的**機容量偏大,造成大馬拉小車或機組閒置的情況。

對於管線較長的小區管網,則按具體情況確定。

2.冷水機組台數選擇

冷水機組台數選擇應按工程大小,負荷變化規律及部分負荷執行的調節要求來確定。當空氣調節冷負荷大於528kw時不宜少於2臺。大工程台數也不宜過多。

為保證運轉的安全可靠性,當小型工程僅設1台時,應選用調節效能優良、執行可靠的機型,如選擇多台壓縮機分路聯控的機組,即多機頭聯控型機組。

3.冷水機組機型選擇

(1)水冷電動壓縮式冷水機組的機型宜按製冷量範圍,並經過效能**比進行選擇。

冷水機組機型冷量範圍(kw) 參考**(元/kcal/h)

往復活塞式7000.5~0.6

螺桿式116~17580.6~0.7

離心式17580.5~0.6

(2)電機驅動壓縮機的蒸氣壓縮迴圈冷水機組,在額定製冷工況和規定條件下,效能係數(cop)不應低於以下規定。

水冷冷水機組機型額定製冷量(kw) 效能係數(w/w)

活塞式/渦旋式<5283.8

528~11634.0

>11634.2

螺桿式<5284.10

528~11634.30

>11634.60

離心式<5284.40

528~11634.70

>11635.10

4.冷水機組的製冷量和耗功率

(1)冷水機組銘牌上的製冷量和耗功率,或樣本技術效能表中的製冷量和耗功率是機組名義工況下的製冷量和耗功率,只能作冷水機組初選時參考。冷水機組在設計工況或使用工況下的製冷量和耗功率應根據設計工況或使用工況(主要指冷水出水溫度、冷卻水進水溫度。)按機組變工況效能表、變工況效能曲線或變工況效能修正係數來確定。

(2)冷水機組水側汙垢係數隨著機組執行時間的積累增加,在很大程上取決於所應用的水質及執行溫度。我國很多地區的水質較差,無法保證機組在15~20年常規應用週期中不出現結垢而影響傳熱。因此,國家現行標準《蒸氣壓縮迴圈冷水(熱幫浦)機組工商業用和類似用途的冷水(熱幫浦)機組》(gb18430.

1)規定機組名義工況時的使用側和水冷式熱源側汙垢係數為0.086m2.℃/kw。

當設計選用國外生產的冷水機組時,應注意生產國機組名義工況與我國名義工況差異,特別是汙垢係數的取值差異。如美國空調製冷協會的ari550/590-1998標準規定機組冷水側的汙垢係數為0.018m2.

℃/kw,冷卻水側的汙垢係數為0.044m2.℃/kw,明顯低於我國的規定,所以,選用國外機組時應根據其規定的汙垢係數與我國標準的差異對機組的製冷量和耗功率進行修正。

修正係數可參考國標《直燃型溴化鋰吸收式冷(溫)水機組》(gb/t18362)附錄a的表a2和下表。

汙垢係數修正表

二、熱源裝置

1.熱源裝置型別

在**空調,特別是在高層民用建築**空調所用熱源中,熱水的使用是最為廣泛的。首先,熱水在使用的安全性方面比較好,其次,熱水與空調冷水的性質基本相同,傳熱比較穩定。在空調系統中,許多時候採用冷、熱盤管合用的方式(即常說的兩管制),可以減少空調機組及系統的造價,同時也給執行管理及維護帶來了一定的方便。

提供空調熱水的鍋爐按其使用能源的不同,主要分為兩大類:

(1)電熱水鍋爐

電熱水鍋爐的優點是使用方便,清潔衛生,無排放物,安全,無燃燒**危險,自動控制水溫,可無人值守。但其使用目前受到《公共建築節能設計標準》(gb50189-2005)的限制。除了符合下列情況之一外,不得採用電熱鍋爐、電熱水器作為直接採暖和空氣調節系統的熱源:

1 電力充足、供電政策支援和電價優惠地區的建築;

2 以供冷為主,採暖負荷較小且無法利用熱幫浦提供熱源的建築;

3 無集中供熱與燃氣源,用煤、油等燃料受到環保或消防嚴格限制的建築;

4 夜間可利用低谷電進行蓄熱、且蓄熱電鍋爐不在日間用電高峰和平段時間啟用的建築;

5 利用可再生能源發電地區的建築;

6 內、外區合一的變風量系統中需要對區域性外區進行加熱的建築。

(2)燃氣、燃油熱水鍋爐

燃氣、燃油熱水鍋爐的初投資比電熱水鍋爐略高,但執行費用低。其缺點主要是,第一安全性差,特別是燃氣鍋爐。燃氣的洩漏會造成工作人員中毒,遇明火會產生燃燒**,因此,燃氣鍋爐應有單獨房間與用電裝置,如水幫浦分隔開,並應有良好的通風供燃氣燃燒和稀蝕機房空氣中的燃氣濃度。

同時還應設洩漏報警器和氣體滅火裝置。執行中還應有人員值守。第二,燃氣、燃油熱水鍋爐有170~180℃的高溫排煙,需建築考慮排煙豎井,從合適的地方排煙至室外。

這是建築工種最感麻煩的地方。

燃氣、燃油熱水鍋爐的額定熱效率不應低於89%。

燃氣、燃油熱水鍋爐房單台鍋爐的容量,應確保在最大熱負荷和低谷熱負荷時都能高效執行。

鍋爐台數不宜少於2臺,當中、小型建築設定1臺鍋爐能滿足熱負荷和檢修需要時,可設1臺。

2.熱水**溫度

空調用熱水水溫的決定與空調裝置使用的性質及工程地點有一定的關係。目前空調裝置大致有兩類,一類是用於全空氣系統的空調機組,包括新風空調機組;另一類就是用於空氣―水系統中的風機盤管機組。從這兩類機組的結構上看,前者通常能承受較高的熱水溫度,而後者因其結構緊湊,加上安裝位置所限,散熱能力是有限的。

水溫過高時,其機組內部溫度有可能過高,對內部元器件,如電機等會產生一定的影響。因此,一般來說,空調機組可採用較高的熱水供、回水溫度(95/70℃);而風機盤管機組則採用較低的熱水供、回水溫度(60/50℃)。現有風機盤管通常的供熱能力也都是以供水溫度60℃為標準工況進行測試的。

雖然也有一些廠商開發了用於高溫熱水的風機盤管,但實際工程中應用較為少見。

工程所在地區的地理位置也與熱水溫度有關,尤其是對於處理新風的空調機組而言,過低的熱水溫度對於寒冷地區空調機組內的盤管有發生凍裂的危險,這是應值得重視的。這種情況下可採用不同溫度的熱水分別用於空調機組和風機盤管,但這樣做的結果是使設計變得複雜化,系統初投資增大,對施工和管理維護都會帶來一些困難。就目前的實際情況來看,華北及其以南的大部分地區,風機盤管與空調機組採用同一熱水溫度,即以風機盤管的適應性來決定水溫是完全可行的。

3.系統連線方式

熱水鍋爐,無論是用電或是燃氣、燃油都有承壓和常壓之分。

(1)承壓熱水鍋爐

即能承受一定的靜水壓力,如0.8mpa、1mpa等。承壓熱水鍋爐連線簡單,可直接與冷水機組併聯,供熱供冷通過閥門開關進行轉換。

當熱水溫度低於80℃,冷水、熱水可用同一臺幫浦;當熱水溫度高於80℃,應用熱水幫浦。但建議在機房位置許可時,即便熱水溫度低於80℃,冬季供熱時最好採用熱水幫浦。一是因為熱水的流量與冷水不一致,可以減少電耗;二是熱水幫浦有排氣設施,水幫浦不易產生氣蝕。

燃氣熱水鍋爐的管路連線方法如下圖。

(2)常壓熱水鍋爐

即鍋爐不能承壓。當空調水系統是閉式迴圈時,採用常壓熱水鍋爐就要通過板式換熱器與空調水系統相連。

板式換熱器與其它形式換熱器比較有許多優點:

1 結構緊湊,傳熱面積大,重量輕,尺寸小,占地面積小;

2 內部合理的流道設計加強了流體擾動,因此,傳熱效率大幅度提高。水―水換熱時的傳熱系數可達3500~4000w/ m2.℃;

3 很小的傳熱溫差即可傳遞很大的熱量,故特別適用於

一、二次熱媒溫度相差不大的場合。不光是空調熱水,也可用於空調冷水的熱交換上;

4 擾流狀態使結垢速度減慢。維護管理簡單,檢修時可拆下清洗;

5 組合靈活。如果負荷條件與原設計不同時,可增減傳熱板數來滿足新要求的工況;

6 承受的工作壓力比較高,對高層民用建築的使用是非常有利的。

但要注意,板式換熱器板間距小,要求水質好。另外,安裝的要求相對較高,尤其是板片組合,密封墊片與板的配合要準確,否則易發生漏水。

4.水質要求

空調冷、熱水在使用過程中存在的乙個問題就是系統內部結垢問題。水的結垢與其水質和水溫有關。當水溫超過70℃時,結垢現象變得較為明顯,它對換熱裝置的效率將產生較大的影響。

因此,空調冷、熱水應盡可能地採用軟化水。系統的充水和補水可通過全自動軟水處理器,經膨脹水箱加入系統。不能用軟水至少也應考慮電子除垢器、加藥等水處理措施。

5.熱源裝置供熱量

熱源裝置供熱量應為空調系統冬季熱負荷之和,並要考慮同時使用係數和10%的熱損失。

三、冷熱源一體化裝置

1.空氣源熱幫浦冷、熱水機組

《公共建築節能設計標準》(gb50189-2005)指出,空氣源熱幫浦冷、熱水機組的選擇應根據不同氣候區,按下列原則確定:

(1) 適用於夏熱冬冷地區的中、小型公共建築;

(2)夏熱冬暖地區採用時,應以熱負荷選型,不足冷量可由水冷機組提供;

(3) 寒冷地區,當冬季執行效能係數低於1.8或具有集中熱源、氣源時不宜採用。

注:冬季執行效能係數係指冬季室外空氣調節計算溫度時的機組供熱量(w)與機組輸入功率(w)之比。

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