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水系统中央空调原理_中央空调水系统分析

来源:经济论文 时间:2018-11-09 点击: 推荐访问:空调水系统原理图

  摘要 本文对某办公楼中央空调水系统进行了分析,结合此办公楼的中央空调水系统的具体设计实践和实际运行日常维护,阐述中央空调水系统比较常见的一些弊病,以及相应的解决办法。
  关键词 水力不平衡;堵塞;冷凝水;水泵
  中图分类号:TU831.3+7 文献标识码:A 文章编号:
  The Analysis in Central Air-conditioning Water system
  YANG Qianbin
  AbstractBased on the analysis of air conditioning water system of an office building in central, central air conditioning water system with the office of the specific design practice and actual operation of daily maintenance, expounds some disadvantages of common central air conditioning water system, and the corresponding solutions.
  Key wordsHydraulic imbalance; occlusion; condensate water; water pump
  0引言
  在中央空调工程中,不论采用哪种空调方式,除了有输送空气的系统,都设有冷(热)水系统,而且中央空调的水系统对中央空调系统的运行效果至关重要。在工程实践当中,经常会由于水系统中存在某些问题严重地影响中央空调系统作用的发挥,不但影响到中央空调系统所应提供的舒适性,同时在一定程度上也造成设备投资和能源的浪费。
  1 中央空调水系统水力不平衡的问题
  在此办公大楼中央空调水系统中较为突出问题是水力不平衡。水力平衡是影响整个中央空调系统效果至关重要的因素。而且由于此办公大楼在施工过程中规模发生较大的变动,所以整个中央空调系统在原设计的基础上进行了较大的改动,使得水系统的规模较大又较复杂,增加了许多控制回路,并且由于回路大小不一、管线长短不一,稍有不慎就会出现水力不平衡现象。
  1.1水力不平衡对冷热源机组设备的影响
  冷热源机组的流量需保持在机组规定的限度内才能满足设备正常工作的需要,通常在冷热源的自动控制系统中都要加设安全装置。当流量低于机组设计流量时,安全装置将使机组停止运行。如果冷热源机组频繁的启停,将使机组所提供的出力低于室内负荷所需的功率,同时如果水量突然减小,控制器来不及反应,也来不及调整机组的出力,就有可能发生水在管内冻结,其后果是相当严重的。如果是多台机组并联使用,随着负荷的减小,设计机组容量会是负荷所需容量的几倍。当实际投入运行机组多于实际需要时,部分机组会长期地重复开启和停止,且启停周期很短。这样,将导致机组效率降低及能耗增加,而且缩短了机组的使用寿命。为了确保机组良好运行,采取的合理方法是在设计时每台机组处设置平衡阀,这样可调整流量至设计值,同时还要给机组的启停预留一定的提前和延时的时间,以免机组的启停过分频繁。
  1.2水力不平衡对水系统管路的影响
  在水系统管路中,距离水泵最远的环路因阻力大使其压差为最小,而距水泵最近的环路则具有最大压差值。在此办公大楼这样的工程中,由于办公大楼的高度较高,冷热水热源均位于地下一层,如果没有任何措施弥补这种差异,那么离冷水机组较近的管段或系统环路阻力小的环路,水流量会大大高于设计流量;反之,则大大低于设计值,整个系统中的水量处于分配不均状态。这种不均匀的水量会使建筑物内室温不均匀以及室温持续波动;距离近冷水机组处的房间过冷,距离远的则室温偏高;另外流量偏大的环路的房间相对较快地达到要求的室温,流量偏小的环路的房间需较长时间才能达到要求的室温,还会造成某些区域冬天不热、夏天不冷的情况,系统输送冷、热量不合理,从而引起能量的浪费,或者为解决这个问题,提高水泵扬程,但仍会产生冷(热)不均及更大的电能浪费。要解决因环路压差不同引起的水力不平衡的较好办法,是在各环路回水总管及各个分支管路上均设平衡阀,保证将各环路流量调至设计要求值。
  2 中央空调水系统的堵塞问题
  中央空调水系统中还比较常见的问题是由于管道堵塞引起空调水系统不能正常工作。在此办公大楼中央空调系统的调试和试运行过程中发现某些房间空调使用效果很差,甚至没有效果,而且从设计图纸上来看也不是水泵扬程不够所致,更不属于水利失调的问题,后来经过查找,发现很多情况是由于施工用的麻丝、铁屑粉末、小螺栓等杂物堵塞管道而引起的。所以,空调水系统管道清洗工作的好与坏,直接关系到空调系统能否正常工作,因此我们应当从下列几个方面加以注意。
  (1)首先在设计上,应考虑在管网最低处设置大口径排污阀,便于清洗时排污。如果设计上在管网顶部采用了自动排气阀,施工单位在管网清洗前不要急于把排气阀安装上去,这样便于注水时满灌及排污时将管内水尽快排净。
  (2)在主要设备及末端装置进水管上设过滤器,以防止杂物进入,污染或阻塞设备和末端装置。对于风机盘管,还可以在集水盘出口处安装一段透明塑料软管,既能观察夏季运行时风机盘管排除冷凝水的状况,还能清除由于灰尘、绒毛等物,避免堵塞冷凝水管造成水盘溢水。
  (3)在每层的水系统的顶点要设排气阀或排气管,防止形成气塞;在主立管的最下端要有排出污物的支管并带阀门,在所有的地点设泄水管,便于冲洗放空及以后日常维护。
  (4)对水质应定期监测,避免因冷热水污染堵塞末端装置和腐蚀管道。空调水系统分为冷却水系统和冷冻水系统,其中冷却水系统主要靠冷却塔散热。水在冷却塔中滴溅成无数小水珠或在填料表面成膜状流动,充分与空气接触,把空气中大量灰尘、微生物、可溶性盐类及腐蚀性气体带入冷却水中,使水中杂质浓度不断增加;此外由于水不断蒸发、泄漏、飞散,也使水的杂质浓度提高,这将给中央空调系统的运行带来很多危害,所以应对冷却水系统每年进行水质处理。而冷冻水系统则由于腐蚀性大,极易造成盘管堵塞,机组及管路附件腐蚀,影响系统正常运行,所以从设计上最好考虑安装电子水处理装置并对水质每年作稳定处理。
  3 中央空调水系统的冷凝水问题
  在此办公大楼工程中,风机盘管机组、组合式空调机组等运行过程中都会产生冷凝水,这些冷凝水必须及时予以排走,这一点应该在设计排放冷凝水管道的时候尤其注意。
  (1)由于冷凝水排水管坡度小或根本没有坡度而造成漏水,或由于风机盘管的集水盘安装不平或盘内排水口及排水管堵塞而盘水外溢是比较常见的弊病。解决的办法首先是要求冷凝水盘泄水支管保证沿水流方向不小于1%的坡度,冷凝水水平干管不宜过长,其坡度不应小于3‰,且不允许有积水的部位;而且冷凝水管的断面应足够大,建议支管不小于DN20,中间不得有纵向弯曲以避免气阻使流水不畅;其次是风机盘管的集水盘应向排水孔有1%左右倾斜,并在集水盘出口处安装一段透明塑料软管。另外冷凝水排水管应选择内壁光滑,水中污染物不易粘附的材料,选材建议采用PVC管或镀锌钢管,不应采用焊接钢管。
  (2)冷冻水管道结露引起得冷凝水漏水,这个问题需要在施工和日常维护中注意。对冷冻水管道其保冷要比管道保温要求高,因冷损失要比热损失所需的费用高,而更主要的是因为保冷结构层的热传递方向与保温结构层的传热方向相反,它是由外向内传递热量的。在热量传递过程中,因保冷层内外壁有一温差,它可使保冷层内外壁之间有一水蒸气分压力差。大气中的水蒸气在其分压力差的作用下随热气流渗入保冷材料内,使其内部产生冷凝水现象,含有水份的保冷层材料会使其热导系数增大而破坏保冷效果,对某些材料还会因受潮而发霉腐烂,造成管道外壁结露,引起冷凝水漏水。所以在施工中保温操作时应严格按照标准图施工,保温层应紧贴管壁,隔气层要严实、密封。严禁某些密度不一、厚薄不均的劣质保温材料在工程上使用。此办公楼施工中,保温操作和保温层的设置都没有问题,但是现在由于整个空调系统运行时间已经较长,许多风机盘管机组的冷凝水管保温已经破损,致使一些办公室内出现了滴漏的现象,所以在日常的维护当中也需要及时的进行维修和更换。
  (3)当冷凝水盘位于机组内的负压区段时,冷凝水盘的出口处将造成重力排水不畅,不但可能造成集水盘往外溢水,而且还会从排水管向内漏风,若冷凝水管直接引进下水井,还会形成细菌污染。所以当冷凝水盘位于机组内的负压区段时,冷凝水盘的出口处必须设置水封,水封的高度应比冷凝水盘的负压大50%左右,而且如果冷凝水管直接引进下水井,还应由空气隔断措施。
  (4)在设计和布置冷凝水管路时,必须考虑定期冲洗的可能性,并应设计安排必要的设施。
  4 中央空调水系统水泵的选择问题
  (1)在选水泵类型时,应充分了解整个系统的用途、管路的布置、地形条件、被输送流体状况、水位等原始资料,以便选择不同类型的水泵。
  (2)选择水泵时应该根据工程需要,合理的确定最大流量Qmax和最高扬程Hmax,然后分别加10%~20%的安全量(考虑计算误差和管路损耗等) 作为选择水泵流量和扬程的依据,即Q= 1.1Qmax ,H = 1.1~1.2Hmax。
  (3)当水泵的类型选定后,要根据流量和扬程,查阅样本和手册,选定其大小(型号) 和转数。一般可先用综合的“选择性能曲线图”进行初选,然后再用个别的性能曲线图做出决定。水泵工作点应落在最高机器效率区域(η线峰值左右各减10 %) 内,并在Q - H 曲线最高点右侧的下降段上,以保证工作的稳定性和经济性。
  (4)在确定泵型号时,还要确定其转速、电机型号等参数,并查明泵允许的气蚀余量。对于某些高层建筑,还要注意水泵的耐压强度。
  (5)要进行初投资、运行管理费用的综合经济和技术比较。
  5 结论
  在中央空调设计当中,水系统涉及的问题很多,综合影响因素面广,本文仅是对以上几个常见的问题进行了分析,而在实际的工程当中常常还会有其他的一些问题暴露,有些问题还很棘手,这往往需要我们细致地做好工作,从工作中得到经验和教训,并认真地加以总结, 以便在今后的工作中减少失误,将工程设计得更加合理,更加完善,保证用户使用起来放心满意,也希望今后国内同行继续研究,共同探讨空调水系统各方面的问题。
  参考文献
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  [2]张登春,陈焕新,于梅春.中央空调水系统常见问题及其处理建筑热能通风空调,2001
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