空调冷水系统设计与配置.doc

空调冷水系统设计与配置一．引言 　　随着我国经济的持续高速发展，建筑事业也呈现出一片蓬勃繁荣的景象，中央空调系统在宾馆﹑办公大楼﹑商业中心﹑医院及其他建筑得到广泛的应用。中央空调系统不但涉及到高额的资金初投入，同时也是建筑的耗能大户。大多数工程设计中，最关心的是空调冷源方案的经济性以及运行耗能的比较。但是我们知道，选择理想的冷源方案只是良好的中央空调系统的基础，对于空调冷水系统有效运行管理和节能降耗是远远不够的，中央空调系统运行节能降耗很大程度上取决于空调冷水系统有效的运行，设计对策合理﹑调试完善﹑管理技术措施到位的中央空调冷水系统才是其最有力的保障。 二．机房侧的设计配置 2．1冷水机组﹑冷冻水泵的容量合理配置 　　冷水机组容量偏大的问题是目前中央空调系统存在比较普遍的问题，大容量的闲置无疑是最大的浪费，一方面很大程度上增加了工程建设初投资，另一方面又加剧了系统的运行能耗。冷水机组的容量偏大又影响决定了冷冻﹑冷却水泵的容量，如果对空调水系统的水力同时又缺乏详细的计算，设计工程师心中无数，那么水泵选型扬程难免偏大，也进一步增加水泵的功耗（N 与Q*H成正比），这无疑是雪上加霜的事情。造成这种现象是由于对空调冷负荷没有进行仔细的计算，取而代之为“拍脑袋”，这种现象是比较普遍的，一方面是设计工程师缺乏足够的时间去做这些繁琐的计算工作，另一方面是业界缺乏对空调系统效果好与坏的评判准则，我们知道空调系统的＂发挥能力＂取决于很多方面，除了设计的因素其中还包括施工质量的好坏﹑竣工调试水平的高低，这些往往由于缺乏有力的管理和监控，便能形成影响空调系统效能充分发挥决定性的因素。特别是在设计总冷量配置不太富裕的情况下，如果系统缺乏仔细的调试，很容易造成客观上贫富不均，进而引起产生空调效果不好或总制冷量不足的误解。基于这种的忧虑，设计工程师便加大保险系数，层层加码，便造成冷水机组容量偏大的后果，投资浪费﹑建筑耗能大便在所难免。所以仔细认真的空调冷负荷和水力计算是降低初投资﹑实现节能降耗最根本，也是最有效的方法，同时提高安装施工质量和竣工调试水平是其最直接的保障措施。 2． 2机房侧机组有效运行管理设计对策 　　对于大面积的建筑，中央空调系统冷源所配备的冷水机组，常常不止一台，有的是二~四台，有的甚至超过四台。由于机房面积的限制，冷水机组和冷冻水循环泵无法采用一一对应的原则，大多采用多台冷水机组与多台冷冻水泵独立并联设置。这种布置方式有它比较明显的简洁﹑方便的优点，但是如果由于资金匮乏或其他原因，空调水系统无法设计配置BAS监控管理系统，那么在部分空调冷负荷的情况下，就有一部分冷水机组处于停开的状态，如果管理人员操作管理上的疏忽，未把停开冷水机组的管路上的阀门关闭，则冷冻水就会出现旁通分流的现象。通过分析我们不难得到结论，冷水旁通分流会影响冷水机组效能的发挥，降低冷水机组的COP值。另一方面如果末端空调冷负荷的需求增大，需要增开冷水机组的台数，这需要管理人员及时到位，及时打开增开冷水机组管路上的阀门。这种操作管理方式显然是行不通的，在大多数工程的实际管理中，更多是一种“放任自由”的状态，这不但引起冷水机组的能耗增加，而且空调冷冻水泵的运行工况点偏离额定的工况点，电耗增加，空调冷水系统有效节能的运行管理似乎是不可能的。解决这对矛盾最经济的措施是冷水机组管路中考虑增设电动蝶阀，电动蝶阀和冷水机组一一对应，两者并为连锁运行控制，这样才能有效方便控制冷冻水的通路，解决冷冻水旁通分流的现象。如果在适当追加资金投资的允许下，还可以考虑仅把机房侧部分纳入小型智能监控系统（该部分的投资对于中型的空调水系统据估价约为10万RMB），这样便可以把空调系统中耗能最大部分，也是节能最具潜力的区域纳入智能化的控制，做到最经济的投资，最节能方便的管理。 2． 3低负荷运行时冷冻水泵超载问题的设计对策 　　大型的中央空调冷水系统，随着空调区域冷负荷的改变，投入使用的冷水机组﹑空调冷冻水泵的台数也将随着增减，同时空调冷水系统的管网流量也发生改变，这引起管网水阻力的改变。在低负荷运行情况下，尤其是空调冷水泵只需要单台运行时，从R(空调冷水系统的水阻力)=Q2（管道通过的流量），我们不难发现，空调冷水系统满负荷与低负荷运行时水阻力相差甚大，这导致低负荷时空调冷水泵超流量运行，其运行工作点可能跳出经济区域，进而引起电机效率的降低，同时水泵运行电耗的增加，所以在只有单台水泵运行的工况下，极容易发生电机过载烧毁的事故。对于越大型的中央空调冷水系统，并联的机组台数越多，低负荷时超载问题越严重，电机烧毁的情况越容易发生。所以设计中不能仅注意了多台水泵的额定状态点能否满足管路计算要求，还必须重视空调低负荷时运行状态点变化所引发的问题，并采取必要的解决措施，借鉴于水冷式离心式冷水机组降载的设计思