空调系统中的冷热量的输送是由水泵设备完成的,空调水系统水泵类型包括冷冻水泵、冷却水泵、补水泵。冷冻水泵用于输送冷量,将冷水机组制备的冷冻水输送至空调系统末端,冷却水泵用于将冷水机组冷凝器中循环水输送至冷却塔释放热量,广一离心泵为水流克服供回水管网中的阻力提供能量。空调水泵的型号是在计算管网最不利环路压降、确定输送供回水温差、确定水流量后确定的,水泵分为定频泵与变频泵,如今水泵变频技术日渐成熟,其节能效果显著,水泵变频技术已经大量应用在了实际工程中,但通常可能由于水力计算中对于局部阻力的过量估计,造成了水系统最不利环路计算压降偏大,水泵选型也会偏大,设备能耗增加,即便是使用变频水泵,由于变频器的效率会随着频率的下降而降低,水泵的综合效率也会相应降低,长时间处于低频的运行状态同样会造成能源的浪费,也是不节能的表现。因此,对于水系统最不利环路的水力计算应严格准确的进行,为空调水系统的合理运行创造条件。
在大型公共建筑中,通常会存在内区房间,由于其不存在与室外环境接触的围护结构,夏季负荷量多数情况下小于外区房间,而冬季由于内部发热量的影响,通常内区房间会需要供冷。对于一个系统中同时需要供冷热水的情况,可以采用四管制方案来实现,但由于四管制系统管材量消耗大,前期投入高,对经济性存在一定的不利影响;广一水泵厂对于这种情况还可以采用内外区分开供水的系统形式来解决,即内区与外区各自对应一套冷冻水泵和分集水器,内区与外区形成相对独立的系统,这种水泵配置方案即使在冬季是仍可实现内区供冷、外区供暖的工况(通常称为“分区两管制”水系统)。
一些公共建筑为高层多功能建筑,如标准层为办公用房、下层为商业餐饮娱乐用房的建筑,这类公共建筑的水系统规模较为庞大,冷负荷分布状况较为规律,空调末端设备的开关具有相对固定的时间。白天时段上层办公用房与下层餐饮用房空调系统正常运行,到了下午 6 点以后办公用房空调系统大量关闭,商业餐饮娱乐用房空调则需要继续运行,此时整个建筑的需冷量与白天相比大幅度降低。通常变频水泵为保证出水扬程而对频率的变化下限进行了限制,当系统流量降低至一定水平时,广一离心泵无法继续通过调节转速实现变工况运行,而是停留在限制的最低频率下运行,造成水泵的高能耗或者不正常运行。笔者认为对于多功能型建筑,存在时段性负荷变化差异性较大的情况时,在确定水系统最不利环路并选型水泵后,应对可能发生的低负荷工况进行计算分析,核对实际选型结果能否满足该低负荷工况的需求,且在高效区工况运行。
空调冷冻水泵的配置方案种类繁多,但合理的水泵配置方案是综合考虑了建筑空调区域特性的结果,本节仅对水系统的优化分区及多功能建筑广一离心泵的合理选型进行了探讨,实质上水系统的合理配置是综合考虑空调区域、负荷特性等多因素的结果,规范中规定,对于中小型工程宜采用一级泵系统;系统较大、阻力较高, 且各环路负荷特性或阻力相差悬殊时, 宜在空气调节水的冷热源侧和负荷侧分别设一级泵和二级泵。可以说水泵配置方案本身并不存在好坏之分,而能否与建筑空调区域特性相适应、相匹配才是评判水泵配置方式合理性的最佳方式。
一级泵变流量系统的特点、形式、与冷水机组及广一离心泵的启停和台数转换等情况,均是基于整个水系统为一个线性系统设计的,即冷水机组与末端盘管设备的制冷量与冷冻水量是线性关系。而实际工况下却并非如此,通过大量调研资料绘制了冷水机组相对制冷量与相对水量的特性曲线。
空调风系统中无论是空调机组中的表冷器,还是风机盘管中的盘管,广一水泵厂均是作为空气冷却器来实现风与冷冻水的热量传递的,其热交换原理也基本相同。下面将对表冷器传热特性进行分析。
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