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  • 25
    2015
    09

    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,一起列在這里,請大家指正。 
    一. 設備間面積及層高與管路布置原則 
    隨著智能建筑及建筑功能的發展,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,并避免不必要的返工。 
    設備層布置原則:20層以內的高層建筑:宜在上部或下部設一個設備層 
    30層以內的高層建筑:宜在上部和下部設兩個設備層 
    30層以上超高層建筑:宜在上、中、下分別設設備層 
    生產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筑內。 
    設備層內管道布置原則:離地 h≤2.0 m  布置空調設備,水泵等 
    h=2.5~3.0 m  布置冷、熱水管道 
    h=3.6~4.6 m   布置空調通風管道 
    h 〉4.6 m   布置電線電纜 
    設備層層高概略: 
    建筑面積(m2) 設備層層高(m) 建筑面積(m2) 設備層層高(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為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后,進行水泵的選擇。有些設計人員未進行設計計算,認為揚程大一些保險,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臺之間,對于規模很大的工程項目,甚至需要5臺以上的冷水機組并聯工作。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為有2臺或2臺以上水泵并聯的定流量系統或一次泵變流量系統??照{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。在循環水泵采用并聯運行方式時,選擇水泵一定要按管路特性與水泵并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并聯工作。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,為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為空調負荷KW,ΔT為水系統溫差℃,G為水系統循環流量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,并保護水泵。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為水泵自重的1.5—2倍。減震器應根據慣性基礎重量和水泵重量并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。 
    解決方法:1. 再開啟一臺水泵。運行兩臺水泵時,異響消失。 
    2. 適當關小泵出口閥門,異響消失。 
    3.泵前過濾器太臟,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.系統冷凍水(或鹽水)流量估算0.14~0.20L/S (0.25~0.40L/S)/冷噸。1RT=3516.91W。 
    2.冷凍水系統的補水量(膨脹水箱) 
    水箱容積計算: 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 —水的體積膨脹系數,a=0.0006 L/℃ 
    △t—最大的水溫變化值 ℃ 
    Vs—系統內的水容量 m3,即系統中管道和設備內總容水量 
    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。為便于維修,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。 
    生產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。所以安裝完成后,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。系統初次運行一周后應清洗過濾器??照{水管路焊接應該用氬弧焊打底,電焊蓋面。因為氬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,待系統充滿水后,再打開回水閥,以利于去除管路的雜質,防止進入盤管。 
    四. 冷卻水系統設計與施工 
    制冷機冷卻水量估算表 
    活塞式制冷機(t/kw) 0.215 
    離心式制冷機(t/kw) 0.258 
    吸收式制冷機(t/kw) 0.3 
    螺桿式制冷機(t/kw) 0.193~0.322 
    冷卻塔的選擇: 
    1. 現在一般中央空調工程使用較多的是低噪聲或超低噪聲型玻璃鋼逆流式冷卻塔,其國產品的代號一般為DBNL-水量數(m3/h)。如DBNL3-100型表示水量為100 m3/h,第三次改型設計的超低噪聲玻璃鋼逆流式冷卻塔。即:水量數(m3/h)=(主機制冷量+壓縮機輸入功率)÷3.165 
    2. 初先的冷卻塔的名義流量應滿足冷水機組要求的冷卻水量,同時塔的進水和出水溫度應分別與冷水機組冷凝器的出水和進水溫度相一致。再根據設計地室外空氣的濕球溫度,查產品樣本給出的塔熱工性能曲線或說明,校核塔的實際流量是否仍不小于冷水機要求的冷卻水量。 
    3. 校核所選塔的結構尺寸、運行重量是否適合現場安裝條件 
    4. 簡要經驗值計算公式: 
    設備總冷量(KW)×856(大卡)÷3000×(1.2~1.3)=冷卻塔水流量 
    冷卻水系統的補水量包括:1 蒸發損失2 漂水損失 3 排污損失 4 泄水損失 
    建議冷卻水系統的補水量取為循環水量的1—1.6%,電制冷、水質好時,取小值,溴化鋰吸收式制冷、水質差時,取大值。冷卻水系統設計應注意的問題 
    1.多臺冷卻塔并聯時,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,為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,把壓差控制在額定范圍內(一般壓差為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. 冷凝水系統設計與施工 
    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,不推薦使用。2. 立管的公稱直徑,就與水平干管的直徑相同。3. 冷凝水管的公稱直徑DN(mm),應根據通過冷凝水的流量計算確定 
    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產生的冷凝水,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,水平管道應保持不小于千分之一的坡度;且不允許有積水部位。 
    2. 當冷凝水盤位于機組負壓區段時,凝水盤的出水口處必須設置水封,水封的高度應比凝水盤處的負壓(相當于水柱高度)大50%左右。水封的出口,應與大氣相通。為了防止冷凝水管道表面產生結露,必須進行防結露驗算。 
    3. 冷凝水立管的頂部,應設計通向大氣的透氣管。 
    4. 設計和布置冷凝水管路時,必須認真考慮定期沖洗的可能性,并應設計安排必要的設施。 
    5. 大型電子廠房的MAU機組,AHU機組因冷凝水量大,應考慮回收?;厮睦淠梢宰鰹槔鋮s塔的補水。 
    冷凝水施工中,管道安裝一定注意不能倒坡。很多情況都是因為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,對人們并不陌生。早在埃及時代皇帝迫使奴隸們將沙漠的干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,并分析了蒸發冷卻與機械制冷系統的性能。認為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,那么就可以得到降低溫度的空氣,但含濕量不增加,此過程為等濕降溫冷卻過程。
    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,可在其后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《全國民用建筑工程設計技術措施·節能全篇》中對蒸發冷卻空調系統提到:“在氣候比較干燥的西部和北部區區如新疆、青海、西藏、甘肅、寧夏、內蒙古、黑龍江的全部、吉林的大部份等地,陜西、山西的北部、四川、云南的西部等地,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?!?/div>
    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
    夏季干球溫度℃
    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為30%—70%RH,露點濕度為17℃的ASHRAE標準,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%,干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??紤]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,作為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為液態,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,

     

    25
    2015
    09

    冷卻塔|水冷式直接冷凍制冷的原理

    冷卻塔底盆的水通過水泵輸送到冷水機的冷凝器對冷凝器進行降溫,再流回冷卻塔內噴淋而下時通過冷卻塔頂上的風扇對水進行了降溫后流回冷卻塔底盆,就這樣周而復始的運行。冷凝器散熱同時里面的冷媒液化,再流入蒸發器進行蒸發,而蒸發時要吸收熱量,從而就對蒸發器里的硫酸(槽液)進行了降溫,降溫后的硫酸通過水泵輸送到電鍍(氧化)槽,就這樣一個循環過程。

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    2015
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    冷卻塔|水冷式間接冷凍在電鍍(氧化)行業的制冷原理

    冷卻塔底盆里的水通過水泵輸送到冷水機的冷凝器,對冷凝器進行降溫。再流回冷卻塔內噴淋而下時通過冷卻塔頂上的風扇對水進行了降溫,再流回冷卻塔底盆,就這樣周而復始的運行。冷凝器散熱同時里面的冷媒液化,再流入水箱內的蒸發器進行蒸發,而蒸發時要吸收熱量,從而就對水箱里的水進行了降溫,降溫后的水通過水泵輸送到熱交換器(中間隔開、一邊水、一邊硫酸),再通過熱傳遞的過程就對硫酸進行了降溫,就這樣一個循環過程。此款產品其優勢在于安裝方便,使用壽命相對比直接冷凍的長,酸堿不易腐蝕冷水機。

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    2015
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    大型冷卻塔施工方案的改進與探討

            前言:近期已施工完的冷卻塔中,針對冷卻塔環基大體積砼易出現裂縫等質量問題,采用相應的措施預防裂縫等質量問題的發生。在人字柱、通風筒、淋水件預制等項目施工中,對原有的施工方案及工藝進行了大膽的創新和改進取得了預期效果,得到同行們的認可,其中部分施工方案已被兄弟單位采納。

            隨著國民經濟的發展及科學技術的不斷進步,我國火電機組已由80年代的以300MW機組為主發展到目前的以600MW為主機組。與之配套的冷卻系統即冷卻塔淋水面積也隨之增至7000~9000m2。如何采用最佳的施工方案,施工出質量好、工期短、成本低、安全好的冷卻塔是每個施工企業追求的目標。結合本人連續幾個大塔的施工實際,總結一下自己對施工方案的改進和幾點新的思考供同行們參考。

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    冷卻塔填料--竹格填料、竹片填料的分析

    一、產品概述

    為了進一步發揮填料的技術性能,尋求較為理想的制作材質和設計結構,以便能適應機械通風、自然通風冷卻的使用,我廠科計人員在此基礎上進行了探索和研究:在填料阻力不增加的情況下,可通過提高填料的換熱性能,增加塔體淋水面積,從而提高自然通風冷卻塔的使用效果。該填料不會結團(竹片有一定的剛性)、比表面積大、水力流態好、布水布氣效果好,兼有彈性填料和蜂窩填料的優點。并且可以采用傳統的安裝方法,也可以像懸浮填料一樣使用,安裝運輸均很方便。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:將竹片蜂窩裝填在一個圓餅狀的外殼中。竹片蜂窩為幾片縱橫交錯正交呈“#”形正交和插排列的竹片。圓餅狀的外殼,其上下底面鏤空類似于普通彈性填料,中心有懸掛孔。竹片蜂窩表面粗糙掛膜容易,正交的網格保證良好的布水布氣性能,上下底面保證整個填料的安裝懸掛,其幾何外形也能起到氣泡切割的作用,整個外殼是竹片蜂窩的載體,起到固定的作用。

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    清冷受被CAO到肚子鼓起来ABO