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第9讲冷热源与水系统模拟分析_下_

第9讲冷热源与水系统模拟分析_下_
第9讲冷热源与水系统模拟分析_下_

专题讲座建筑环境设计模拟

分析软件D eS T

第9讲 冷热源与水系统模拟分析(下)

清华大学 燕 达☆ 夏建军 刘 烨 张晓亮 江 亿摘要 冷热源系统是整个集中空调系统的核心,它决定了系统能否保障用户的冷热需求,是投资的主要部分,也是能源消耗的主要部分。同时冷热源产生的冷热量主要依靠水系统输配到各末端用户中去。因此冷热源与水系统的联合优化设计是整个空调系统设计过程中至关重要的环节。综述了目前冷热源与水系统联合模拟的现状,详细阐述了DeST模拟软件中冷源和水系统模拟所采用的的模型与模拟方法。通过介绍一个设计实例,指出了冷热源与水系统全工况模拟的应用范围和实际意义。

关键词 冷热源 水系统 全工况模拟

Buil di n g e n vir o n m e nt d e si g n si m ul a ti o n s oft w a r e DeST(9):

si m ul a ti o n a n d a n a l ysis of c o oli n g/h e a ti n g p l a nts(p a rt2) By Y an Da★,X ia Jianjun,Liu Y e,Zhang X iaoliang and Jiang Y i

Abst r a ct A ce nt ral chilling a nd heating system is one of t he most imp orta nt p arts of t he HVA C syste m: t he cooling/heating pla nt has t o be designed t o meet t he cooling a nd heating de mands of t he w hole building, t o be low in initial costs and efficie nt in operation;t he water/air dist ribution systems have t o p rop erly dist ribute cooling a nd heating media t o t he ter minal units.Reviews t he diff ere nt met hods f or t he cooling devices a nd water dist ribution system simulation.Describes t he simulation models a nd met hods suitable f or t he building energy consump tion simulation,in t he DeS T p rogra m f or t he cooling/heating pla nt a nd water dist ribution system.Also explains how t o do t he cooling/heating pla nt a nd water dist ribution syste m f ull year simulation in t he DeS T p rogram wit h a n exa mple.

Keywor ds cooling/heating plant,water dist ribution system,f ull2year simulation

★Tsinghua University,Beijing,China

0 引言

冷热源系统是整个集中空调系统的核心,它决定了系统能否保障用户的冷热需求,是投资的主要部分,也是能源消耗的主要部分。同时冷热源产生的冷热量主要依靠水系统输配到各末端用户中去。因此如何节能、安全、可靠地对空调冷热源和水系统进行设计,使两者能够相互协调地运行,并且能够保障用户的冷热需求,一直是空调系统设计中的主要工作。

通过对国内近30家商业建筑空调系统的测试,发现国内多数的冷水系统由于存在各种各样的设计和运行问题,使得冷水泵的全年电耗往往达到制冷机全年电耗的30%~50%。以其中一家星级酒店为例,制冷机电耗占空调系统总电耗的2513%,冷水泵占11.2%,冷却塔和冷却水泵分别

①☆燕达,男,1978年1月生,大学,在读博士研究生

100084北京清华大学建筑学院建筑技术科学系

(010)62789761

E2mail:yanda00@mails.t https://www.doczj.com/doc/ea16548026.html,

收稿日期:20050308

占1.1%和5.3%[1]。从上述数据可以看出,冷水泵的全年电耗达到了制冷机全年电耗的45%左右。水系统方案设计的好坏直接影响到整个空调系统的能源消耗状况和运行效果,同时也影响到冷热源设备的运行状况及效率,因此冷热源与水系统的联合优化设计是整个空调系统设计过程中至关重要的环节。

在进行冷热源与水系统方案设计时,设计者通常需要确定以下问题:

a)确定冷源的形式,例如,冷源是电动离心式制冷机,还是直燃式溴化锂吸收机组,或是风冷机组等等。

b)确定水系统管网的形式,例如,是一次泵系统,还是二次泵系统。

c)确定热源的形式,例如,热源是燃气锅炉,还是燃油锅炉,或是城市市政外网热水等等。

d)确定上述各设备的台数和具体容量,如冷热源设备的台数、额定制冷量、额定CO P等性能参数。

e)确定水系统输配设备,即水泵运行的控制方式,例如,是台数控制,还是一机对一泵控制,或是变频控制;如冷源为水冷机组,还需确定冷却塔的运行控制方式是台数控制或是一机对一塔控制;如热源部分设有换热站,还需要确定换热器运行的控制方式。

目前冷热源与水系统设计主要是针对典型工况进行的单工况点设计,按照典型工况下(设计日冬夏两天)的最大负荷来选择冷热源设备;根据典型工况的设计流量来进行管网水力设计,水泵选择则通过计算水系统管网的各段水管尺寸、压力损失,确定最不利支路,然后按照最不利支路的总压力损失来确定其扬程。这种单点设计方法存在着以下局限性:

a)无法获知冷热源设备以及水系统、水泵在全年各种工况下是否能够满足设计需要。按单点设计的方案只保证了设计工况满足要求。实际运行时,由于室内外参数等因素随时间变化,冷热源设备和输配设备绝大部分时间不是运行在设计工况下,而是运行在部分负荷工况下。因此不经过全工况的校核,无法确保冷热源设备和水泵的大部分时间工作在高效的工作点上,也无法获知设计中的控制方式能否满足系统全年的需要。

b)无法获知冷热源设备和输配设备的全年运行能耗情况。依据单点设计选取的工况点,计算出的能耗无法代表冷热源设备和输配设备的全年运行能耗,因此单点设计方法无法进行全年能耗分析,从而无法对设计方案的经济性进行合理的评估。

然而,冷热源设备以及水输配设备在全年各种工况下是否能满足需要和其全年的能耗状况是对冷热源及水系统方案进行评价的两个主要考察点。由于单点设计存在上述的局限性,对选择的方案无法给出其全年运行状况和能耗情况,缺少选择方案的依据,也就无法保证设计方案的质量。因此需要对冷热源与水系统方案进行全年全工况逐时的模拟分析。

对冷热源与水系统方案进行模拟分析,即是对给定的方案进行全工况的逐时模拟分析,获得设计方案的运行效果(能否满足空气处理设备逐时要求的冷(热)水温度和冷(热)水流量)和运行能耗。模拟的已知条件包括:

a)空调处理设备逐时要求的冷(热)水温度和冷(热)水流量;

b)水系统的方式及其管网分布,如二次泵系统;

c)冷热源的方式,如电动离心式制冷机+燃气锅炉;

d)已选冷热源设备和水泵的相关额定参数,如制冷机的额定制冷量等;

e)已选冷热源设备和水泵在部分负荷下的工作性能;

f)设备的运行控制方式,如水泵的运行控制方式为台数控制,制冷机的出口温度维持恒定,等。

进行冷热源与水系统方案全工况的逐时模拟分析后,我们可以得出以下模拟结果:

a)冷热源设备和水系统、水泵能否满足空气处理设备逐时要求的冷(热)水温度和冷(热)水流量,即满意率情况;

b)各个水管路逐时的流量和温度;

c)冷热源设备逐时的运行状态、效率和能耗;

d)水泵逐时的运行状态、效率和能耗。

通过以上的模拟结果,可以清楚地了解到设计方案全年的运行状况和能耗情况,从而可为方案选择提供可靠的依据。

本讲的上半部分已经详尽阐述了DeST模拟软件中制冷设备的半经验模型以及冷源模拟分析方法。下半部分将着重论述冷热源与水系统相互耦合的模拟计算方法。首先简要介绍目前冷热源与水系统方案联合模拟的研究现状,然后详细阐述DeST在冷热源与水系统方案联合模拟中选用的模型与模拟方法,并结合实例进行说明。

1 冷热源与水系统联合模拟的研究现状

众所周知,空调系统末端的类型多样、数量众多、结构复杂,加上控制方式各异,这些特点给冷热源与水系统的联合模拟带来了许多困难。一方面,要对数量众多、不同类型、不同控制方式的空调系统末端进行整体建模并与冷热源、水系统联合迭代求解有非常大的困难,目前的研究一般只能局限于只有三四个空调末端的小型空调系统的模拟,无法对具有上千个风机盘管的大型系统进行模拟。另一方面末端装置如风机盘管,一般在水路上都装有通断调节式控制器。控制器的动作周期是几min,在通和断这两种状态下其水流量、冷量、等效阻力等都完全不同,以1h为时间步长对这种高频变化的控制过程进行模拟不可能反映其真实状况。而简单地按照时均参数如平均开启率、时均流量、时均阻力系数来模拟,整个管网所得到的工况将是系统中根本见不到的工况,而实际系统中出现的状态又不能在模拟中得到。另外,末端装置如风机盘管,在通断控制情况下,如将单个换热盘管的热力特性作为变流量水系统整个用户侧的热力特性进行分析,将得出部分负荷下供回水温差变大的结论。然而实测发现,这种情况下风机盘管系统的供回水温差变小。这表明在某些情况下,末端用户的个体特性与整体特性之间存在差异,采用以个体特性代替整体特性的方法并不能真实反映末端用户系统的整体特性和动态特征。目前对冷热源设备本身的模拟研究已经较为成熟,然而如何准确描述末端用户的整体特性还需要做更多的研究工作。

针对上述问题,不同的建筑能耗模拟软件采用不同的解决方法。

DO E22的模拟方法采用“图形法”对各种类型的制冷机进行建模,对水系统仅根据负荷率和经验曲线计算水泵的能耗,例如对于冷水系统,仅根据经验曲线计算求得冷水泵的能耗,而不是详细计算管网特性和泵的工作状态点[2],这样并不能反映实际系统中水泵的能耗状况,尤其不能真实预测水泵在部分负荷下的能耗。

EnergyPlus采用集成同步的模拟方法在建筑能耗分析的三个模块(负荷、系统、设备)之间进行反馈迭代计算,因此对于一些小型系统模拟更为精确。但对于一些大型系统,如具有复杂风网和水网结构的系统,采用该软件进行模拟经常会出现很难收敛甚至发散的情况,计算时间也偏长[3]。

TRNS YS的主要模拟目标是由各种模块搭成的系统的动态特性及其在各种控制方式下的响应,适用于系统的高频(如以几s为时间步长)动态特性及过程的仿真分析。但是当研究全年的能耗状况和动态过程时,采用几s或1min作时间步长就使计算量过大,结果也过于繁杂;而采用1h作为时间步长时,又会使控制器的模拟出现严重失真,从而导致模拟出的整个系统的现象严重背离实际情况。

综上所述,要准确实现对冷热源和水系统的联合模拟,真实反映末端用户系统的整体特性和动态特征,必须根据末端用户本身及其控制方式的特点来建立模型,对于规模庞大的系统要考虑问题的可算性,对于带控制的系统要恰当处理控制器的模拟问题,同时,必须认识到末端用户个体特性与整体特性的差异,在建模过程中体现这种差异所造成的影响。

2 De ST中冷热源与水系统的模拟分析方法

2.1 总体模拟思路

根据前面分析,单个末端(如风机盘管)的工作状况与多个末端并联后的总的工作状况有很大不同,而我们在此的任务是希望正确地预测出用户侧总的性能,包括总的回水温度、总的流量、总的压降等。这些参数会影响制冷机和水泵的工作状况,而水泵和制冷机的状况不同又会使供水温度和用户侧的水的资用压差不同,从而又会影响各个末端的工作状态。这样,当着重研究此二者的相互影响、相互作用时,可把冷热站与用户侧隔开,划分为等效末端用户和冷热站两个模块,相互耦合迭代求解。这样可以准确分析和认识用户侧水系统和冷热站各自的特性,即这两个部分各自水量、压差和冷热量之间存在的相互关系。而且还可以对这两部分系统采用不同的处理手段。对冷热源侧的管道、制冷机、水泵按照每一段管道进行准确严格的

模拟,而对用户侧管网,则只需要对一个能正确反映整体流量、压差和热量变化的等效末端进行计

算,而不对每一段管段进行具体模拟。

为了建立一个能反映末端用户整体时均的流动和热力状态的等效模型,来准确再现末端用户和其控制器的整体状况,需要对不同的末端形式分别建立能反映其热物理本质的等效模型,即建立用户侧水量、压差和冷热量之间的相互关系。如图1

图1 末端用户等效模型示意图

示,在末端用户模型中,需要解决的关键问题是:在末端用户结构和末端用户逐时负荷已经得知的情

况下,已知用户侧供水温度t w ,in 和供回水压差Δp 时,如何计算得到用户侧的冷水流量G 以及回水温度t w ,out 。

末端用户等效模型可以反映出复杂末端用户的整体本质和时均状态。这样可以将末端用户系统和其复杂的动态控制调节独立出来,通过供回水温度和压差与冷热站模型联合迭代求解。

对于冷热站来说,如图2所示,

需要解决的关

图2 冷热站模型示意图

键问题是:在冷热站控制策略已经确定的情况下,已知用户侧的回水温度和流量时,如何计算得到用户侧供水温度、供回水压差。

冷热站的运行状况不仅取决于冷热源设备的性能,而且与整个冷热站系统的运行控制调节方式密切相关。其运行控制调节方式主要包括制冷机的启停与调节、水泵的启停与调节以及冷热站内一些阀门的开闭与调节。

所谓的控制调节,实际可分为两个层次:底层单参数的闭环调节和上层全局性控制策略。

底层单参数闭环调节指系统中根据单个测量参数对单个调节装置进行的闭环调节。例如制冷

机内根据出水温度对制冷机进行的调节(压缩机转速、离心机入口导向阀、螺杆机滑块等)以使出口水温稳定在温度设定值;一次泵系统的旁通阀根据制冷机蒸发器中的流量进行调节,以使蒸发器中的水量维持于设定值;二次泵的转速根据某处的压差进行调节,使其维持于要求的设定值等。这种调节都是由控制器中的调节算法来实现(例如PID 调节),希望达到的目的是使其输出准确地稳定于设定值。如果在设定值周围出现大的波动,这是由于控制器中的调节算法所导致,而非设备系统的原因。只有当调节装置开到最大或最小,由于设备容量或系统匹配问题,使输出参数不能达到设定值

时,才是设备系统的问题。因此对这样的底层闭环调节,DeST 仅校核是否能达到设定值,如果能够达到,计算其调节量(制冷机制冷量、水泵转速、阀门压降等);如果不能达到,则计算当调节装置开到最大时可能实现的输出参数。

上层全局性控制策略则不同。这是指对冷热站的决策控制。例如确定各台制冷机的开停,确定冷热源供水温度,确定水泵的开停和压差、温差的设定值等。这些全局性控制很难根据单一参数确定,而是由运行人员根据全面的运行工况判断决定,或由冷热站的协调控制器根据多个参数分析判断得到。不同的控制策略会出现不同的运行效果,也会影响系统能耗。为此,DeST 对上层全局控制策略进行仔细模拟。无论是操作人员决策还是协调控制器决策,都是基于当时或一段时间内系统的各种实测参数以及室外气象参数、建筑物各空间使用状况等信息而得到。这种控制策略会有很多变

化,DeST 不可能预先列出全部可能的控制策略,只能要求使用者根据实际情况自行编程,自行定义其控制策略。DeST 可实时提供所需要的各种现场可能实现的测量参数,由用户自行编写控制策略模块,实时地确定各设备运行模式。DeST 目前已有几个简单的控制策略模块供用户选用。用户编写的新模块也可存入DeST 数据库中,供以后的用户选用。以下为已有的一例控制策略。

制冷机控制策略:出口温度恒为7℃,当已运行的制冷机全负荷仍不能达到要求的出水温度时,再开启下一台;当开启的制冷机的额定制冷量减去

实际总制冷量的值大于其中某台制冷机的额定制冷量时,则可以停止运行这台制冷机。

冷水泵控制策略(二次泵系统):一次泵按“一机对一泵”方式运行,即一次泵随制冷机启停,开启后的流量等于设计流量。二次泵根据供回水压差调转速,当停止一台泵后可使水泵效率提高时,停止这台泵;当增开一台泵可使水泵效率提高时,增开一台泵。

冷却水泵控制策略:按“一机对一泵”方式运行,流量为设计流量。

冷却塔控制策略:按“一机对一塔”方式运行,即冷却塔随制冷机启停。

以上只是一个简单的控制策略实例,并非所有的控制策略。使用者可根据工程中实际的设计,写出自己实际的控制策略。这样可通过模拟分析,了解不同的控制策略导致系统性能和能源消耗上的差别。

建立用户侧等效模型和冷热站模型后,根据其内在的耦合关系,联合迭代求解出管网中实际的流量、压差和温度,即要保证冷热站和用户侧水系统在水量、供回水压差和冷热量上的一致性。具体的联合迭代方法如图3所示

图3 末端用户等效模型和冷热站模型联合迭代示意图

a )首先假定用户侧供回水压差的初始值和冷热站

供水温度,由等效用户模型求出用户侧流量和回水温度。

b )根据冷热站的控制策略,确定冷热源与水泵的开启台数等参数。

c )根据用户侧等效模型计算得出回水温度和流量,应用冷热站模型求出新的用户侧供水温度和供回水压差。

d )通过耦合迭代计算得到水系统各个管段实际的流量和温度;最终根据各个设备中的流量、压力及

温度状况得到冷热源、水泵、冷却塔等设备的工作状况、效率及能耗。

下面分两节分别详细介绍末端用户等效模型和冷热站模型。2.2 末端用户模型

如前所述,在末端用户模型中,需要解决的关键问题是,在末端用户类型和用户逐时负荷已经得知的情况下,已知用户侧供水温度t w ,in 和供回水压差Δp 时,如何计算得到用户侧的冷水流量G 以及回水温度t w ,out 。

由于用户侧的水力工况和热力工况取决于末端是否有自动调节和自动调节的方式,因此要对采用不同控制调节方式的末端用户分别进行讨论。通常末端用户包括无控制调节阀的空调箱末端、带控制调节阀的空调箱末端、通断控制的风机盘管末端,以及水侧不控的风机盘管末端四种主要类型。以下分别对这四种不同类型的末端模型进行介绍。2.2.1 无控制调节阀的空调箱末端2.2.1.1 用户侧流量

对于无控制调节阀的空调箱末端,其水侧阻力由盘管水侧流动压力损失造成。

在设计工况下,盘管流量为G 0,压降为Δp 0,

可由S =Δp 0

G 20

计算得到盘管水侧流动阻力系数。

在部分负荷工况下,由于其没有调节阀进行控制调节,可以认为阻力系数S 值不变,通过式G =

Δp

S

计算得到当前流量G 。图4所示为S 取单位值时盘管水侧的流量G 与压降

Δp 的关系。

图4 无控制调节阀的空调箱末端水侧的流量与压降关系图

2.2.1.2 用户侧换热量和供回水温差

当实际供水温度为t in ,w1,水侧流量为G 1时,

可以采用ε2N T U 方法对空调箱换热器盘管进行建模。通常换热器是一典型的空气水叉流换热

器,因此其换热过程可以通过下式进行描述[4]:

Q ?

=εC ?

min (t a ,in -t w ,in )

(1)

式中 Q ?

为换热量;C ?

min 为换热器两侧流体热容较小者,C ?

min

=min (c p ,w G w ,c p ,a G a ),G w 为水侧质量流量,c p ,w 为水的比热容,G a 为干空气质量流量,c p ,a 为空气比定压热容;在一般运行工况下,C ?

min 为空气侧的流体热容;t a ,in 为空气侧进口干球温度;t w ,in 为水侧进口温度;ε为换热器的传热效率,对于叉流换热器(两种流体都不混合)其可以通过下式进行计算:

ε=

1-e -N TU (1-C ?r

)

1-C ?r

e

-N TU (1-C ?

r )

(2)

其中 N T U 为蒸发器传热单元数,

N T U =A U/

C ?min

(3)

A U 为干工况下传热系数,可以由实际换热器数据

拟合得到;C ?r =C ?

min /C ?

max ,C ?

max 为换热器两侧流体热容较大者,C ?

max =max (c p ,w G w ,c p ,a G a )。

当空调箱换热器运行在湿工况环境下时(空气侧有凝水出现),仍可以采用与干工况相同的计算方法对其换热过程进行计算。此时式(1)中空气侧的定性温度应采用相应的湿球温度进行计算;同样的空气侧空气流量和空气比热容也应相应地采用湿空气参数进行计算:

C ?

min =min (c p ,w G w ,c p f ,a G a ),

C ?max =max (c p ,w G w ,c p f ,a G a ),

c p f ,a =

h a ,in -h a ,out t wb ,in -t wb ,out

(4)

式中 h a ,in ,h a ,out 为湿空气进出口焓值,可以通过进口湿空气干球温度和相对湿度以及出口湿空气干球温度(出口相对湿度取98%~100%)计算得到;t wb ,in ,t wb ,out 分别为湿空气进出口湿球温度。

由以上计算过程可知,已知换热器换热系数,空气侧质量流量、进口参数,水侧质量流量、进口温度,即可以算出换热器实际的换热量,以及空气侧和水侧的出口参数。

图5为一实际空调箱换热器在空气侧进口参数一定的情况下,其换热量随水侧水量和供水温度变化的关系。2.2.2 带控制二通式调节阀的空调箱末端2.2.2.1 

用户侧流量

图5 无控制调节阀的空调箱末端水侧的压降

与换热量、供回水温差关系图

对于带控制二通式调节阀的空调箱末端,在自动调节时,调节阀不断调节水量以满足空调箱要求的冷量。因此,对于带控制二通式调节阀的空调箱

末端,其水侧阻力不仅由盘管水侧流动压力损失造

成,并且与自动控制调节阀的压降有关。对于确定

的供水温度,当空调箱输出的冷量确定时,由传热要求即可确定其需要的流量,二通式调节阀可使得空调箱的流量自动调节到所需要的流量上。只有当空调箱的资用压力过小,调节阀全开也不能满足其流量要求时,空调箱不能满足其流量要求,实际上经过空调箱的流量就是调节阀全开时的流量。因此对于带控制二通式调节阀的空调箱末端,盘管水侧的流量G 与压降Δp 的关系如图6所示。2.2.2.2 用户侧换热量和供回水温差

当实际供水温度为t in ,w1且实际水侧流量为G 1

时,由于自动调节阀不断的调节作用,可以使得水侧提供的冷量满足空调箱要求的冷量。只有当供回水压差过低,以至于控制调节阀全开时,仍无法达到需

图中G w ,coil 为盘管水流量,其余符号含义同图5

图6 带控制二通式调节阀的空调箱

末端水侧的流量与压降关系图

要的流量,此时末端模型性能与无控制调节阀的空调箱末端的模型相似。由此得到换热量Q 以及供回水温差Δt w

随压降Δp 的关系,如图7所示。

图中符号含义同图5

图7 带控制二通式调节阀的空调箱末端水侧的压降

与换热量、供回水温差关系图

2.2.3 通断控制的风机盘管末端(见图8)

图8 风机盘管末端示意图

目前绝大多数风机盘管系统中采用的控制方

式是电磁阀通断控制,当系统运行于部分负荷时,由于风机盘管通断控制的作用

,其调节负荷的方式与空调箱连续调节水量的方式不同。如图9所示,

图9 风机盘管供冷量与时间的关系图

一个盘管在开启瞬间释

放的相对供冷量q 3并不是向此房间一段时间内

的平均相对供冷量q ,任一时刻该盘管向此房间的实际相对供冷量是在0和q 3两个值中变化,且其在一段时间内的平均值为q 。2.2.3.1 用户侧流量

当风机盘管系统的负荷率为 Q ,供回水压差为Δp ,供水温度为t w 时,约有数量为 N =

Q (t w0-t r )

t w -t r

的盘管处于开启的状况,其余盘管处于关闭状态,其中t w0为设计供水温度,t r 为室内温度。 N 表征的是瞬态整个风机盘管系统中开启的盘管比例,称为开启率

。整个风机盘管系统总等效阻力系数与开启率的关系如图10所示[5]。

图10 总等效阻力系数与开启率的关系

因此,整个风机盘管系统流量与供回水压差、

开启率的关系如图11所示。

图11 风机盘管系统流量与供回水压差、开启率的关系

2.2.

3.2 用户侧换热量和供回水温差

在以通断控制风机盘管为末端的水系统中,由于部分负荷下只有部分的盘管开启,其余盘管关

闭,这样会使开启盘管的流量大于设计流量,从而导致瞬态供冷量增大。由单台风机盘管的特性可知,水量增加将导致冷水进出口温差变小,这完全不同于对水量进行连续调节时系统总的冷量愈小,流量愈小和温差愈大的性质,而是全系统总的平均相对供冷量愈小,瞬态开启率愈低,开启的风机盘管瞬态流量愈大,从而导致总的供回水温差愈小,呈现出与连续调节时完全相反的规律。这是通断控制的风机盘管水系统最主要的特征。图12

反映

图12 单台盘管在连续调节时和通断控制时各自通常的工作区

了盘管在采用连续调节和通断控制时通常的工作区。因此在部分负荷下,每一个开启的盘管都运行在大流量、小温差的工况下,从而导致整个风机盘管水系统也运行在大流量和小温差的工况下。由

此得到换热量Q 以及供回水温差Δt w 与压降Δp 的关系,如图13所示。

2.2.4 水侧不控的风机盘管末端2.2.4.1 用户侧流量

对于水侧不控制、通过调节风量来调节室内空气状态的风机盘管末端,由于其不控制水侧流量,因此其水侧阻力不变。这类末端装置的阻力特性与无控制调节阀的空调箱末端类似,水侧阻力主要由盘管水侧流动压力损失造成。风机盘管水侧的流量G 与其压降Δp 的关系(类似于图4)如图14所示。

2.2.4.2 用户侧换热量和供回水温差

由于此类末端采用了风量调节来控制盘管的出力,因此其换热特性与有控制调节阀的空调箱末端相似,对于水侧不控的风机盘管末端,换热量Q 和供回水温度t w 与供回水压差Δp 的关系如图

15

图中符号含义同图5

图13 通断控制的风机盘管末端水侧的压降

与换热量、

供回水温差关系图

图14 水侧不控的风机盘管末端水侧的流量与压降关系图

所示。

2.3 冷热站模型

我们将冷热站模型分为冷源模型、冷却塔模型、热源模型和水泵模型分别进行介绍。2.3.1 冷源模型冷源模型主要描述的问题是:在已知冷水回水温度及流量、冷却水供水温度及流量,以及冷源的设备性能和控制策略时,如何计算得到冷源的供水温度、冷却水的回水温度、冷源的运行效率及能耗。冷源模型如图16所示。

关于冷源模型的详细介绍,请参见本讲的上半部分[6]。

图中符号含义同图5

图15 水侧不控的风机盘管末端水侧的压降

与换热量、

供回水温差关系图

图16 冷源模型示意图

2.3.2 冷却塔模型

冷却塔模型(见图17)主要描述的问题是:

图17 冷却塔模型示意图

已知冷却水回水温度及流量,室外空气湿球温度,以及冷却塔的设备性能和控制策略时,如何计算得到冷却水的供水温度、冷却塔风机的电耗和冷却水

的蒸发量。

DeST 模拟软件中逆流式冷却塔模型基于Merkel 理论,在这一理论的基础上,全热(显热和

潜热)传递取决于空气和水在稳态条件下的直接接触[7]。

d

Q ?

w -air

=

U d A c p

(

h s -h a )(5)

式中 U 为总传热系数;A 为传热面积;h s 为处于湿表面温度下的饱和空气的焓值;h a 为自由气流的空气焓值;c p 为湿空气比定压热容,在这里假设为常数,等于1025J /(kg ?K )。

式(5)是基于以下一系列假设的:a )空气和水蒸气是理想气体;b )进出口水流量相等(也就是忽略水的蒸发损失);c )忽略风机对空气的加热量;d )表面空气膜处于饱和状态;e )路易斯数,也就

是传热传质系数之比等于1。

本模型建立的最初部分由两部分组成:一是假定湿空气焓值只是湿球温度的函数;二是假定湿空气可以通过下式定义的平均比热容而将其视为假

想的理想气体来处理:

c p f =

Δh

ΔT wb

(6)

液体侧导热系数要比气体侧导热系数要大得多。因而,湿表面温度也被假定为等于水的温度。

在以上假设的基础上,全热传递可表述为:

d Q ?

w-air =U f d A (T w -T wb )

(7)

式中

U f =

Uc p f

c p

由空气侧和水侧的能量平衡则可得出以下方程:

d Q ?

w-air =G a c p f d T wb (8)d Q ?w-air =G w c p w d T w

(9)

冷却塔水侧的效率可通过分析一简单的换热器效率来确定:

ε=T wsu -T wex

T wsu -T wbsu

(10)

式中 T wsu ,T wex 分别为水的进出口温度;T wbsu 为空气湿球温度。

结合方程(7),(8)和(9)并将其积分,并把积分结果与方程(10)组合可得以下冷却塔效率的表达式:

ε=1-exp [-(1-w )

N T U ]

1-w exp [-(1-w )N T U ]

(11)

其中 w =

C ?

w C ?

f

,C ?w =G w c p w 和C ?

f =G a c p f ,N T U =

A U f

C ?w

,A U f 为式(6)假设条件下的换热系数。

可以看出,这一方程与直接接触式逆流换热器效率表达式完全相似。当考虑空气侧效率时可得到同样的结论。因而,在稳态条件下,可以将冷却塔假设成是一个典型的逆流式换热器来进行模拟。第一种流体为水,第二种流体则是进入换热器时温度为T wbsu ,比热容为c p f (式(6))的假想流体。换热器通过一个参数,也就是其全热交换系数来识别。实际冷却塔的换热系数A U 是通过以下方式与A U f 联系起来的:

A U =A U f

c p c p f

(12)

热传递系数假定是空气质量流量的单值函数,

它一般可以通过实验室测量结果或厂家样本获得。

2.3.3 制冷机组与冷却塔耦合计算

在建立了制冷机组和冷却塔的各自模型后,由于这两个模型中的冷却水供回水温度存在耦合关系,因此需要联合迭代求解冷却水供回水温度,即要保证制冷机和冷却塔在冷热量上的一致性。具体的过程如图18所示。

图18 制冷机组模型与冷却塔模型联合迭代示意图

a )根据冷热站的控制策略,确定冷热源与冷却塔

的开启台数;

b )假定制冷机冷却水的入口温度的初始值,由制冷机组模型求出冷却水的出口水温;

c )根据制冷机组模型的输出结果,应用冷却塔模型求出新的制冷机冷却水的入口温度。

这样不断循环,耦合迭代计算得到制冷机实际冷却水的供回水温度;

最终根据各个设备中的流量、压力及温度状况得到冷热源、冷却塔设备的工作状况、效率及能耗。2.3.4 热源模型

热源模型(见图19)主要描述的问题是:在已

图19 热源模型示意图

知热水回水温度及流量,以及热源的设备性能和控

制策略时,如何计算得到热源的供水温度及热源的运行效率和能耗。

热源的逐时工作状态一般处于部分负荷工作状态,其效率和能耗也与额定效率和额定能耗有所不同,所以在计算热源运行状况和能耗时,需要热源系统在部分负荷性能下的性能参数,这些参数一般为实验室测量结果或厂家样本提供数据。在得到热源在部分负荷状况下的运行性能后,可以根据此时的效率,得到燃料需要提供的热量。再根据所用燃料的种类,得到热源系统在单位时间内所耗燃料的质量或者体积。2.3.5 水泵模型

水泵的实际性能曲线可以通过厂家样本获得。定速水泵的性能曲线方程分别可以表示为p =aG 2+bG +c 和η=d G 2

+eG +f ,变频水泵的性能

曲线方程可以表示为p =aG 2

+b

n 1

n 0

G +c

n 1

n 0

2

η=d G 2

+e n

1n 0

G +f

n 1n 0

2

(其中n 0为设计工况

下的转速,n 1为运行工况下的转速)。在末端用户模型与冷热站模型迭代中代入水泵的特性曲线,根

据控制策略中给出的压差、转速或温差,可以代入用户侧模型,计算得到水泵的实际工作状态点

(G 1,p 1)和转速n 1,并进一步通过公式N 1=

G 1p 1

η1

求得水泵逐时能耗。3 实例分析

下面通过一个冷热站系统模拟的实例,来介绍和说明冷热源与水系统的模拟及分析方法,并比较

不同末端用户类型和不同冷热站控制方式下,冷热站系统的运行状况及能耗。3.1 实例介绍

本实例为一位于北京市的大型办公楼,建筑总

面积约30000m 2,共有2台2110kW (600U Srt )离心式制冷机组。空调冷水系统为二次泵系统,

图20 空调冷水系统图

水一次泵和二次泵均为2台,空调冷水系统如图20所示。

制冷机及水泵的额定性能参数如表

1,2所示,全楼逐时耗冷量如图

21所示。

表1 制冷机额定性能参数

制冷机

类型制冷量

/kW 冷水流量

/(t/h )冷水压降

/m

额定CO P 台数

离心式

2110

360

10

5

2

表2 水泵额定性能参数

流量/(t/h )

扬程/m

功率/kW

台数

冷水一次泵36012162

冷水二次泵

360

15

20

2

图21 全楼逐时耗冷量

3.2 不同末端用户

为了比较不同末端用户类型对制冷站模拟结

果的影响,分别计算了末端用户全为带控制二通式调节阀的空调箱末端,以及末端用户全为通断控制的风机盘管末端的两个工况,其中冷水一次泵采用“一机对一泵”控制,二次泵采用根据流量变化进行台数控制。

如图22,23所示,在以通断控制风机盘管为末端的水系统中,由于部分负荷下只有部分的盘管开启,其余盘管关闭,这样会使开启盘管的流量大于其设计流量,从而导致供回水温差变小。而对于带控制二通式调节阀的空调箱末端,在部分负荷下,冷水流量小、供回水温差大。通过以上计算可以看出,对于相同的冷热源系统及控制方案,如果末端

图22 两种不同末端形式的供回水温差比较

图23 两种不同末端形式的二次泵流量差

用户采用的控制和调节方式不同,运行的状况差异

非常大。3.3 不同二次泵控制方式的比较

为了比较不同二次泵控制策略对水泵电耗的影响,分别计算了二次泵开启台数等于制冷机开启台数、根据用户流量变化进行台数控制,以及二次泵根据供回水压差变频控制三种工况。计算中末端用户全为带控制二通式调节阀的空调箱末端,冷水一次泵采用“一机对一泵”控制。图24,25,26分别显示了三种不同控制方案

下,水泵的全年工作状态点(G,p ),(G,η

)。图27给出了三种不同控制策略下二次泵全年累计电耗的差异。

从上面的计算结果可以清晰地看出,采用供回水压差变频控制时,水泵的电耗最小。与根据制冷机开启台数控制的方案相比,节约了20%左右的电能。具体到不同的例子,水网的形式不同、末端用户不同,都会影响到各种控制方案之间的能耗差别,所以应该具体问题具体分析。而模拟分析方法就是把具体方案的差异量化到数值指标,提供给设计者最直观的判断依据,从而帮助设计者确定合理可行的方案。4 总结

冷热源与水系统的联合优化设计是整个空调系统设计过程中至关重要的环节。本讲综述了目前冷热源与水系统联合模拟的研究现状,详细介绍了DeST 模拟软件中冷源和水系统模拟所采用的

图24 

根据制冷机开启台数控制下水泵的全年工作状态点

图25 根据用户流量台数控制下水泵的全年工作状态点

的模型与模拟方法。在DeST 模拟软件中,建立了

反映末端用户整体时均的流动和热力状态的等效模型与冷热站模型,整个制冷站则是由这两个相对独立的模块拼接而成的网络,通过耦合联立迭代求解,得到整个水系统网络各个管段实际的流量和温度。最终根据各个设备中的流量、压力及温度状况得到冷热源、水泵、冷却塔等设备的工作状况、效率及能耗。最后通过介绍一个设计问题的实例,

指出

图26 

根据供回水压差变频控制下水泵的全年工作状态点

图27 三种不同控制策略下二次泵全年累计电耗比较

了冷热源与水系统全工况模拟的应用范围和实际意义。

参考文献

1 薛志峰,江亿.北京市大型公共建筑用能现状与节能潜力分析.暖通空调,2004,34(9):810,242 DO E 22Engineers Manual.Version 2.1A.19823 潘毅群,吴刚,Hartkopf Volker.建筑全能耗分析软件

EnergyPlus 及其应用.暖通空调,2004,34(9):274 杨世铭,陶文铨.传热学.第3版.北京:高等教育出版

社,19985 朱伟峰.空调冷水系统特性研究:[博士学位论文].北京:清华大学,20026 夏建军,燕达,江亿.建筑环境设计模拟分析软件DeST

第9讲 冷热源与水系统模拟分析(上).暖通空调,2005,35(3):56657 Bourdouxhe Jean 2Pascal ,Grodent Marc ,Lebrun Jean.A

Toolkit for Primary HVAC System Energy Calculation.American Society of Heating ,Ref rigerating and Air Conditioning Engineers.1996

冷热源监控系统

冷源设备群控系统控制方案 一、制冷系统 制冷系统的机房群控系统包括以下主要内容:一是实现制冷系统的能量控制管理,主要包括根据冷量负荷计算对制冷机组进行台数控制、根据系统压差实现一次泵变流量控制、根据冷却水供水温度实现对冷却水泵的控制管理;二是根据大厦的日程安排开关制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵等,并实现各设备之间开关机顺序及连锁保护功能;三是累计每台制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵运行时间,自动选择运行时间最短的设备启动,使每台设备运行时间基本相等,延长机组的寿命;四是动态显示机组、水泵及相关设备的运行状态和报警信息,自动记录系统数据,如遇故障则自动停泵,备用泵自动投入使用。 将系统管理主机安装在地下三层制冷机房值班室内,方便值班人员随时查看监控参数及设备运行情况。 1、制冷系统控制方案 1)监控设备 制冷系统监控原理图 DI点:制冷机组、冷冻/冷却水泵、冷却塔、热泵机组的运行状态、故障报警、自动/手动状态,稳压泵、水流开关状态、水箱水位状态。

DO点:制冷机组、冷冻/冷却水泵、冷却塔、蝶阀。 AO点:供回水总管旁通阀。 AI点:冷冻水总管供回水温度、水流量和压力,冷却水供回水温度。 另外,通过网关,可以采集到制冷机组的电流、电压、功率、功率因数、供水温度等。 2)监控内容及控制方法 监控点位 制冷机组:运行状态、故障状态; 冷却塔风机:运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制; 冷却泵:运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制、变频控制、变频反馈; 冷却水供回水温度、冷却水蝶阀开启、状态反馈、水流状态; 冷冻泵:运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制、变频控制、变频反馈; 冷冻水供回水温度、压力、旁通调节阀控制,回水流量、冷冻水蝶阀开启、状态反馈、水流状态; 稳压泵:运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制; 补水箱:高液位报警、低液位报警; 3)机组联锁控制 启动:冷却塔风机开启,冷却水蝶阀开启,开冷却水泵,冷冻水蝶阀开启,开冷冻水泵,开制冷机组。 停止:停制冷机组,关冷冻水泵,关冷冻水蝶阀,关冷却水泵,关冷却水蝶阀,关冷却塔风机。 4)冷冻水压力监测 监测冷冻水供回水压力,维持供回水压差恒定。 5)水泵保护控制 水泵启动后,水流开关检测水流状态,如发生故障则报警,同时备用泵自动投入运行。当无法启动备用泵时,制冷机组自动停机。 6)补水箱监控 监视补水箱水位高度,当补水箱内水位过高或过低时,均报警。 7)机组运行时间累计 自动统计机组、各水泵、风机的累计工作时间,提示定时维修。 8)机组运行参数

酒店空调冷热源系统选择

酒店空调冷热源系统选择 贵州盛黔中远龙偶精品酒店在双龙经济开发区自购楼房,并按精品酒店的要求建造硬件设施,力图打造四星级品牌的连锁酒店。酒店由一层入口大堂和6~17层塔楼结构的客房、餐饮和辅助用房所组成,其中客房为168间、客人满员入住率的人数约为300人,建筑面积为8000m2。按照四星级标准酒店要求,酒店公共空间和客房均应做中央空调和卫生热水系统及智能门禁系统等。酒店的运行能耗一直是困扰酒店管理和发展的难题,随着科学技术进步和制造业的发展,空调系统已经从冷水机组加锅炉的供冷供热消耗资源型模式,发展到利用可再生能源的运行模式。 风冷热泵技术也属于可再生能源的范畴,但是风冷系统有一些致命缺馅,在最冷和最热的时候正是需要空调发挥作用的时间、它的工作效率最低的时段,相反它效率较高的温度期间,是不用开启空调系统的时间。风冷系统和水冷系统的另一差别就是制冷和制热效率的差别,风冷制冷效率在标准工况下只有2.8~3.0,水冷制冷效率在标准工况下有4.5~6.5,制热工况下:风冷制热效率为1.5~2.5,水冷制热效率为4.0~6.0,在气温低于5℃时制热效率会大幅度下降、要维持系统运行就要用电加热的维持运行,且供热质量时好时坏、极不稳定。(风冷系统还有N多缺点不在此一一列举)风冷热泵只是节约了资源、但并不节能。 近年来发展得比较好的地源热泵系统开始在市场崭露头角,地源热泵系统利用可再生能源效率最高的一种形式,通过合理的技术组合可以最大化的减少化石燃料的消耗,在取热大于排热的地区可以通过太阳能热水系统做好热平衡,达到最大限度利用可再生能源的需求;在排热大于取热的地区,可以通过卫生热水系统来平衡地下温度场、同时达到减少化石燃料消耗的目的。这些组合都体现了节能、环保、低碳和节约资源的发展要求。 酒店的卫生热水是比较重要的指标之一,就用卫生热水能耗做一个经济比较来体现地源热泵的节能率高低问题。按照四星及酒店要求热水配置量≥150(升/人),供热水总量G L为: G L=300×150=45000(升)=45(m3) Q G=45×(55-15)×1×1.163=2093.4(Kw)

地源热泵工作原理图讲解

地源热泵工作原理图讲解-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

地源热泵工作原理图讲解 地源热泵工作原理图讲解 今天为大家介绍一下关于地源热泵以及地源热泵工作原理的详细讲解。地源热泵是一种绿色技术,地源热泵工作原理是利用地热资源将低位能量转化成高位能量从而达到节能的目的,地源热泵能效比一般可以达到5以上,比普通的中央空调要节能40%以上,目前我国也在大力倡导地源热泵中央空调系统,很多专家认为,地源热泵将是中央空调的未来和趋势。 地源热泵为什么如此节能呢,这要从地源热泵工作原理说起,地源热泵主要是利用了地能和水能,和太阳能一样,他们都是免费可再生能源。下面安徽绿能通过地源热泵原理图为大家详细介绍一下地源热泵工作原理,看看地源热泵是如何节能的。 地源热泵原理简述 作为自然现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温,用著名的热力学第二定律准确表述:“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器,如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样,采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以地源热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低,这就是地源热泵节能的原理。 地源热泵原理图 地源热泵工作原理

地源热泵系统是从常温土壤或地表水(地下水),冬季从地下提取热量,夏季把建筑的热量又存入地下,从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。 夏季通过机组将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温,同时储存热量,以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间,对房间进行供暖,同时储存冷量,以备夏用,大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。 地源热泵原理图 冬季地源热泵工作原理 冬天热泵中制冷剂正向流动,压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量,相变为高温高压的液体,再经热力膨胀阀节流降压

建筑冷热源素材(1)

建筑冷热源素材(1)

未经出版者预先书面许可,不得转载或用于其他任何以营利为目的的活动 建筑冷热源 素材电子版 1

前言 建筑冷热源素材电子版(以下简称电子版)摘录了教材《建筑冷热源》(以下简称教材)中主要内容的梗概,以方便教师在制作讲课的课件时摘取教材中的素材。电子版涵盖了教材第1章~第13章的主要内容,不包括第14章内容。第14章供学生做课程设计或毕业设计时参考,教师在指导学生设计时可结合设计题择要讲授。 为便于查找内容,电子版保留了教材的章、节名称,但取消了节下小节编排。电子版每节的内容均分若干段,在每段的标题前用“·”标志,标题名称及分段的方法并不完全与教材的小节一致,但每节内容的次序仍保持与教材一致。电子版中的公式、插图、表均无编号。教材制作课件时,可根据所选内容及增补内容,重新编章、节、小节的序号和公式、插图、表的序号。 2

为便于识别图中各组成部件,电子版中插图原标注的1、2、3……均用文字取代,但图中的英文标注仍保留。图中的英文字母均为该部件英文名称的第一个或前两个字母。例如图2-1中C为Condenser的第一个字母;CO为Compressor 的前两个字母。教师在讲课时解释一个即可,学过英语的学生很易记住。因此,电子版中未给予注释。 限于作者的水平,电子版可能存在不尽人意的地方,敬请使用者提出宝贵意见,以便今后进一步完善。 未经出版者预先书面许可,不得转载或用于其他任何以营利为目的的活动 陆亚俊 3

第1章绪论 1.1 建筑与冷热源 ●保持建筑室内一定温、湿度的方法 在一定温湿度条件下维持室内热量、湿量平衡,即可维持室内一定温度和湿度。 当室内有多余热量和湿量时,需把它移到室外;当室内有热量损失时,需补充热量。 建筑物热量和湿量传递过程 建筑物夏季与冬季热量和湿量传递过程 建筑有多余的热量和湿量,如何移到室外呢? 利用低温介质通过换热器对空气冷却和去湿,从而通过低温介质将热量湿量移到室外。 4

14种冷热源及空调系统特点介绍

【总结篇】14种冷热源及空调系统特点介绍2015-03-17 10:25 专业分类:暖通空调浏览数:567 14种冷热源及空调系统特点介绍 目录: 一、常规电制冷空调系统 二、冰蓄冷空调系统 三、水源热泵空调系统 四、电蓄热空调系统 五、风冷热泵空调系统 六、溴化锂空调系统 七、VRV空调系统 八、热泵空调系统 九、空气源热泵空调系统 十、大温差低温送风空调系统的特点 十一、变风量空调系统的特点 十二、冰蓄冷与水源热泵的结合 十三、水蓄冷系统 十四、温湿独控空调系统系统 正文: 一、常规电制冷空调系统 目前使用较多的空调形式,经过一个多世纪的发展,制冷主机的形式多种多样,具有制冷效率高等的优点,它有如下特点:

优点: 1)系统简单,占地比其他形式的稍小。 2)效率高,COP(制冷效率)一般大于5.3。 3)设备投资相对于其它系统少。 不足之处: 1)冷水机组的数量与容量较大,相应的其他用电设备数量、容量也增加,运动设备的增加加大了维护、维修工作量。 2)总用电负荷大,增加了变压器配电容量与配电设施费。 3)所使用电量均为高峰电,不享受峰谷电价政策,运行费用高。 4)在拉闸限电时出现空调不能使用的状况。2003、2004年夏季空调主机减半运行,造成大部分中央空调达不到效果。 5)运行方式不灵活,在过渡季节、节假日或休息时间个别区域供冷,需要开主机运行,形成大马拉小车,浪费了机组的配置能力,增加了运行费用。 6)对于大型区域供冷系统较难实现较好的供冷(供水温度不能降低),管网的投资大、输送能耗高、空调品质差。 二、冰蓄冷空调系统 冰蓄冷空调是在常规水冷冷水机组系统的基础上减小制冷主机容量增加蓄冰装置,利用夜间低谷低价电力时段将冷量通过冰的形式储存起来,白天需要供冷时释放出来。该技术在二十世纪30年代开始应用于美国,在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。从美国、日本、韩国、台湾等较发达的国家和地区的发展情况来看,冰蓄冷已经成为中央空调的发展方向。比如,韩国明令超过2000㎡建筑,必须采用冰蓄冷或煤气空调,日本超过5000㎡的建筑物,就在设计时考虑采用冰蓄冷空调系统。很多国家都采取了奖励措施来推广这种技术,比如韩国转移1KW 高峰电力,一次性奖励2000美元,美国一次性奖励500美元,等等。 中国也加大对蓄能技术的推广力度,国家计委和经贸委特地下达《节约用电管理办法》,要求各单位推广蓄能技术,并逐步加大峰谷电差价。全国采用蓄能技术的空调系统大幅度增加,2001年10月举办APEC会议的10万㎡的上海科技城、浙江大学紫金港新校区13万㎡、广州大学

14种冷热源及空调系统特点介绍

14种冷热源及空调系统特点介绍 一、常规电制冷空调系统 目前使用较多的空调形式,经过一个多世纪的发展,制冷主机的形式多种多样,具有制冷效率高等的优点,它有如下特点: 1 2 3 1 2 3 4 5 6)对于大型区域供冷系统较难实现较好的供冷(供水温度不能降低),管网的投资大、输送能耗高、空调品质差。 二、冰蓄冷空调系统 冰蓄冷空调是在常规水冷冷水机组系统的基础上减小制冷主机容量增加蓄冰装置,利用夜间低谷低价电力时段将冷量通过冰的形式储存起来,白天需要供冷时释放出

来。该技术在二十世纪30年代开始应用于美国,在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。从美国、日本、韩国、台湾等较发达的国家和地区的发展情况来看,冰蓄冷已经成为中央空调的发展方向。比如,韩国明令超过2000㎡建筑,必须采用冰蓄冷或煤气空调,日本超过5000㎡的建筑物,就在设计时考虑采用冰蓄冷空调系统。很多国家都采取了奖励措施来推广这种技术,比如韩国转移1KW高峰电力,一 法》 1 2 。3;免双线路的高可靠性费用,节约投资。 4)使用灵活,部分区域使用空调可由融冰提供,不用开主机,节能效果明显。 5)可以为较小的负荷(如只用个别办公室)融冰定量供冷,而无需开主机。 6)在过渡季节,可以融冰定量供冷,而无需开主机,不会出现大马拉小车的状况,运行更合理,费用节约明显。

7)具有应急功能,提高空调系统的可靠性。在拉闸限电时更能显示其优势:只要具备带动水泵的电力(如发电机发电、限电减电力供电)就能够融冰供冷,不会出现空调不能使用的状况(2003、2004年夏季空调主机减半运行,造成大部分中央空调达不到效果,只有冰蓄冷空调的效果没有受到影响)。 8)制冷温度低而稳定,空调效果佳,提高大楼的舒适性和品位。 9 10 11 (如12 13BAS 不足之处: 1)如果主机和蓄冰装置等设备均布置于冷冻机房内,蓄冰装置需要占用一定的空间(解决办法:可以埋在绿化带下、布置在汽车坡道下等无用空间)。 2)机房设备投资比常规水冷电制冷和溴化锂机组系统稍高。 3)冰蓄冷只能夏天供冷,需要供热系统(可以采用热网换热采暖,热网容量远低于

冷热源系统监控目的

1、冷热源系统监控目的 对冷热源系统实施自动监控能够及时了解各机组、水泵、冷却塔等设备的运行状态,并对设备进行集中控制,自动控制它们的启停,并记录各自运行时间,便于维护。如果,这些工作还是由人工来进行操作,那么工作起来会很不方便,而且当工作人员在工作上产生疏忽而忘记关闭设备时,将会造成能量的极大浪费和不安全因素。 通过对冷热源系统实施自动监控,可以从整体上整合空调系统,使之运行在最佳的状态。多台冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵和冷却塔、热水机组、热水循环水泵或者其他不同的冷热源设备可以按先后有序地运行,通过执行最新的优化程序和预定时间程序,达到最大限度的节能,同时可以减少人手操作可能带来的误差,并将冷热源系统的运行操作简单化。集中监视和报警能够及时发现设备的问题,进行预防性维修,以减少停机时间和设备的损耗,通过降低维修开支而使用户的设备增值。 2、功能详细介绍 冷热源系统的监测与自动控制,其主要功能有如下三个方面: 1. 基本参数的测量。包括:各机组的运行、故障、手自动参数;冷冻水、热水循环系统总管的温度、流量,有的会同时考虑压力;冷冻水泵、热水循环水泵的运行、故障、手自动参数;冷却水循环系统总管的温度、冷却水泵和冷却塔风机的运行、故障、手自动参数;分集水器之间旁通阀的压差反馈;以及冷冻、冷却水路的电动阀门的开关状态。参数的测量是使冷热源系统能够安全正常运行的基本保证。 2. 基本的能量调节。主要是机组本身的能量调节,机组根据水温自动调节导叶的开度或滑阀位置,电机电流会随之改变。 3. 冷热源系统的全面调节与控制。即根据测量参数和设定值,合理安排设备的开停顺序和适当地确定设备的运行台数,最终实现“无人机房”。这是计算机系统发挥其可计算性的优势,通过合理的调节控制,节省运行能耗,产生经济效益的途径,也是计算机控制系统与常规仪表调节或手动调节的主要区别所在。 冷热源系统的能耗主要由机组电耗及水泵电耗构成。由于各冷冻水、热水末端用户都有良好的自动控制,那么机组的产冷(热)量必须满足用户的需要,节能就要靠恰当地调节机组运行状态,降低循环泵电耗来获得。 为了实现上述目标,我们可以通过系统编程,完成特定的操作顺序,如:设备自动启停、设备保护、数据转发和报警,来实现机组的高效运行,为机组提供适当的自动监测控制,其中包括: 1)自适应启/停 最大限度地减少设备的能耗,冷冻水、热水温度和过去的冷热负荷惯性/反应时间,来自动调节机组-水泵的启/停时间表。按照最优启/停时间来控制水泵和机组。

空调冷热源方案大全73934

空调冷热源方案大全 一、常规电制冷空调系统 目前使用较多的空调形式,经过一个多世纪的发展,制冷主机的形式多种多样,具有制冷效率高等的优点,它有如下特点: 优点: 1)系统简单,占地比其他形式的稍小。 2)效率高,COP(制冷效率)一般大于5.3。 3)设备投资相对于其它系统少。 不足之处: 1)冷水机组的数量与容量较大,相应的其他用电设备数量、容量也增加,运动设备的增加加大了维护、维修工作量。

2)总用电负荷大,增加了变压器配电容量与配电设施费。 3)所使用电量均为高峰电,不享受峰谷电价政策,运行费用高。 4)在拉闸限电时出现空调不能使用的状况。 5)运行方式不灵活,在过渡季节、节假日或休息时间个别区域供冷,需要开主机运行,形成大马拉小车,浪费了机组的配置能力,增加了运行费用。 6)对于大型区域供冷系统较难实现较好的供冷(供水温度不能降低),管网的投资大、输送能耗高、空调品质差。 二、冰蓄冷空调系统 冰蓄冷空调是在常规水冷冷水机组系统的基础上减小制冷主机容量增加蓄冰装置,利用夜间低谷低价电力时段将冷量通过冰的形式储存起来,白天需要供冷时释放出来。该技术在二十世纪30年代开始应用于美国,在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。从美国、日本、韩国、台湾等较发达的国家和地区的发展情况来看,冰蓄冷已经成为中央空调的发展方向。比如,韩国明令超过2000㎡建筑,必须采用冰蓄冷或煤气空调,日本超过5000㎡的建筑物,就在设计时考虑采用冰蓄冷空调系统。很多国家都采取了奖励措施来推广这种技术,比如韩国转移1KW高峰电力,一次性奖励2000美元,美国一次性奖励500美元,等等。 中国也加大对蓄能技术的推广力度,国家计委和经贸委特地下达《节约用电管理办法》,要求各单位推广蓄能技术,并逐步加大峰谷电差价。

空调与采暖系统冷热源及管网节能工程

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空调与采暖系统冷热源及管网节能工程 施工准备 (一)作业条件 1.干管安装:位于地沟内的干管,应把地沟内杂物清理干净,安装好托吊、卡 架,未盖沟盖板前安装。位于楼板下及顶层的干管,应在结构封顶后或结构进 入安装层的一层以上后安装。 2.立管安装必须在确定准确的地面标高后进行。 3.支管安装必须在墙面抹灰后进行。 (二)材料要求 1、管材:碳索钢管、无缝钢管。管材不得弯曲、锈蚀,无飞刺、重皮及凹凸不平 现象。 2、管件:无偏扣、方扣、乱扣、断丝,不得有砂眼、裂纹和角度不准确现象。 3、阀门:铸造规矩、无毛刺、无裂纹、开关灵活严密,丝扣无损伤,直度和角度 正确,强度符合要求,手轮无损伤。安装前应进行强度、严密性试验,主控阀 门100%试验,其他阀门抽检10%,若有不合格,则抽查20%,还有不合格,则 逐个检验。 4、其他材料:型钢、圆钢、管卡子、螺栓、螺母、油、麻、垫、电气焊条等。选 用时应符合设计要求。 5、在住宅工程中的室内部分中,禁止使用铸铁截止阀。 6、各类管材、阀门、调压装置、绝热材料应有产品质量合格证和材质检验报告, 热量表应有计量检定证书等。 (三)主要机具 砂轮锯、套丝机、台钻、电焊机、煨弯器等。 一、质量要求 质量要求符合《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)的规定。

续表 二、工艺流程 安装准备→预制加工→卡架安装→干管安装→立管安装→支管安装→试压→冲洗→防腐→保温→调试 三、操作工艺 (一)安装准备 1、认真熟悉图纸,配合土建施工进度,预留槽洞及安装预埋件。 2、按设计图纸画出管路的位置、管径、变径、预留口、坡向、卡架位置等施工草 图,包括干管起点、末端和拐弯、节点、预留日、坐标位置等。 绘制草图时注意: (1)公称直径≤32mm的管道宜采用螺纹连接,公称直径>32mm的宜采用焊接。 (2)多种管道交叉时的避让原则:冷水让热水,小管让大管等。 (二)干管安装 1、干管安装按管道定位、画线(或挂线)、支架安装、管子上架、接口连接、立管 短管开孔焊接、水压试验、防腐保温等施工顺序进行。按施工草图,进行管段 的加工预制,包括断管、套丝、上零件、调直、核对尺寸,按环路分组编号, 码放整齐。 2、安装卡架,按设计要求或规定间距安装,将在墙上画出的管道定位坡度线按照 管中心与墙、柱的距离水平外移,挂线作为卡架安装的基准线。吊环按间距位 置套在管上,再把管抬起穿上螺栓拧上螺母,将管固定。安装托架上的管道 时,先把管就位在托架上,把第一节管装好U形卡,然后安装第二节管,以后 各节管均照此进行,紧固好螺栓。 3、干管安装应从进户或分支路点开始,装管前要检查管腔并通过拉扫(钢丝缠布) 清理干净。在丝头处涂好铅油缠好麻,一人在末端扶平管道,用管钳咬住前节 管件,用另一把管钳转动管至松紧适度,对准调直时的标记,要求丝扣外露 2~3扣,并清掉麻头依此方法装完为止(管道穿过伸缩缝或过沟处,必须先穿

(完整word版)建筑冷热源素材(1)

未经出版者预先书面许可,不得转载或用于其他任何以营利为目的的活动 建筑冷热源 素材电子版 1

前言 建筑冷热源素材电子版(以下简称电子版)摘录了教材《建筑冷热源》(以下简称教材)中主要内容的梗概,以方便教师在制作讲课的课件时摘取教材中的素材。电子版涵盖了教材第1章~第13章的主要内容,不包括第14章内容。第14章供学生做课程设计或毕业设计时参考,教师在指导学生设计时可结合设计题择要讲授。 为便于查找内容,电子版保留了教材的章、节名称,但取消了节下小节编排。电子版每节的内容均分若干段,在每段的标题前用“·”标志,标题名称及分段的方法并不完全与教材的小节一致,但每节内容的次序仍保持与教材一致。电子版中的公式、插图、表均无编号。教材制作课件时,可根据所选内容及增补内容,重新编章、节、小节的序号和公式、插图、表的序号。 为便于识别图中各组成部件,电子版中插图原标注的1、2、3……均用文字取代,但图中的英文标注仍保留。图中的英文字母均为该部件英文名称的第一个或前两个字母。例如图2-1中C为Condenser的第一个字母;CO为Compressor的前两个字母。教师在讲课时解释一个即可,学过英语的学生很易记住。因此,电子版中未给予注释。 限于作者的水平,电子版可能存在不尽人意的地方,敬请使用者提出宝贵意见,以便今后进一步完善。 未经出版者预先书面许可,不得转载或用于其他任何以营利为目的的活动 陆亚俊2

3 第1章 绪 论 1.1 建筑与冷热源 ● 保持建筑室内一定温、湿度的方法 在一定温湿度条件下维持室内热量、湿量平衡,即可维持室内一定温度和湿度。 当室内有多余热量和湿量时,需把它移到室外;当室内有热量损失时,需补充热量。 建筑物热量和湿量传递过程 建筑物夏季与冬季热量和湿量传递过程 建筑有多余的热量和湿量,如何移到室外呢? 利用低温介质通过换热器对空气冷却和去湿,从而通过低温介质将热量湿量移到室外。 低温介质—??? 地下水 天然冰 天然冷源人工制取低温介质 人工冷源 建筑物夏季与冬季热量和湿量传递过程 建筑有热量损失,如何向建筑补充热量呢? —— —— 、

中央空调系统常见的冷热源配置

中央空调系统常见的冷热源配置 ( 1 ) 水冷冷水机组+锅炉这种配置,夏季用水冷冷水机组制冷,冬季用锅炉供热。用水冷冷水机组制冷时消耗电能。在设计工况的能效比( 制冷量/耗电量) 较高。水冷冷水机组要有一个冷却水系统,包括冷却塔和水泵等,机组运行时有一定的耗水量,在水源比较充足的地区使用水冷冷水机组比较合适。国内外均有使用冷却塔造成“军团菌”感染的情况,冷却塔不能置于新风进口和临近窗处,以免成为“军团菌”的感染源。冬季的供热锅炉有燃煤、燃油、燃气锅炉和电锅炉,其中燃煤锅炉为多。我国虽然煤的储量较大,但燃煤锅炉运行产生的SO X等有害气体对环境有较为严重的影响,且大量排放的CO2气体对地球会产生“温室效应”。与燃煤相比,燃油、燃气对环境的影响较小。但使用燃油锅炉要考虑储油罐安放处的安全问题。对于天然气丰富的地区可适当使用燃气锅炉。根据我国目前的电力供应状况,不应提倡使用电锅炉。 ( 2 )热泵型机组的使用可以大大降低能耗,其中风冷热泵冷热水机组在中央空调中使用的较多。这种机组一机两用。夏季制冷,冬季供热。夏季制冷时采用风冷冷却制冷系统的冷凝器,省去了水冷机组的水系统,特别适用于缺水地区。 ( 3 ) 另一种冷热源为溴化锂吸收式机组,这类机组分为外燃式和直燃式机组,外燃式机组制冷动力为热能,可利用废热或余热。对于有废余热的地方,使用外燃式漠化锉机组,既利用了废热、余热,又达到了制冷的目的,是非常合适的;对于缺电而无废热或余热的地区可考虑使用直燃式机组。 ( 4 )蓄冷空调系统:随着电力供应的紧张,夏季电力供需矛盾突出,空调用电负荷呈现“爆发性”增长,供需矛盾表现为用电总量和高峰用电负荷两个方面,特别是高峰用电的供需矛盾。蓄冷空调在电网负荷很低的夜间用电低谷期,采用电动制冷机制冷,采用水蓄冷或相变材料蓄冷,在电力负荷较高的白天,把储存的冷量释放出来,以满足建筑物空调或生产工艺的需要。可见,蓄冷空调能起到“移峰填谷”平衡电网负荷的作用。同时,由于在夜间电力低谷段电价便宜,所以与常规空调白天制冷相比,蓄冷空调夜间制冷能够节约运行费用,能够带来显著的经济效益。

空调冷热源系统的选择

空调冷热源系统的选择 根据《全国空调冷热源技术交流会》上所交流的内容和有关资料、现将几个主要问题综合整理如下,供读者参考。 一、制冷剂 1.联合国环保组织1992年11月哥本哈根会议宣布对CFC和HCFC的限制:①CFC1996年1月1日停用,②HCFC至2030年1月1日停用。美国环境保护局(EPA)1993年11月规定:1996年停止生产和使用CFC,2020年停止生产使用R22、R142b等,2030年停止生产使用HCFC R123b和所有其它HCFC。 2.美国使用HCFC-22的空调和热泵有4200万台,房间空调器4500万台,美国是世界上生产与消耗HCFC-22最多的国家,占世界总量的50%(日本13%,欧洲21%,其余各国16%)。美国现在使用CFC的空调、制冷设备有数百万台,冷水机组有8万台,估计到1996年,美国使用CFC的冷水机组被更换或改造的还不到20%,这就需要2000~4000T。CFC来维持运行和维修,美国汽车空调已有95%由R12换成了R134a,96年1月开始电冰箱全部生产以R134a的,但仍用R12约15~20万磅。 美国ARI认为短期制冷剂替代物为R22及其混合剂、R123、R124,长期制冷剂替代物为R134a、R125、R32、R23、R152a、R245ca及它们的混合剂。美国认为R134a替代R12,R245ca替代R11是较理想的制冷剂。 实际上研制用新制冷剂的设备和可靠的新制冷剂是困难而复杂的。美国公司需花10年时间来开发使用新制冷剂的制冷设备。而研制新型制冷剂要全面考虑对臭氧层的破坏程度(ODP)、温室效应(GP)、制冷性能、毒性、可燃性、能适应的材料和润滑油等因素。美国DuPont(杜邦)公司、英国ICI公司,还有联仪公司(Allied-Signal)、艾尔弗公司(Elf-Atochem)、日本大金公司等都耗巨资来研制开发和生产新型制冷剂,目前已生产R134a。美国开利公司在95年芝加哥国际展览会展出的一系列新产品,都是采用R134a,如38TN型房间空调器,19XT型离心式冷水机组,39NC型屋顶空调器。 3.95年举行的蒙特利尔会议,德国要求提前时间表,而美国表示反对,坚持1992年哥本哈根会议确定的时间表,反对过早禁止使用HCFC。原因是R22性能优越、性质稳定、使用方便、效率高、臭氧破坏指数较小。能替代它的工质大多是混合工质,很难在短期内对其性能作出正确估计。 德国对CFC和HCFC的替代比较坚决。德国规定:1992年1月全面禁用R11、R12、R13、R113、R114,2000年禁用R22、R123、R502、R115。德国目前用R134a 替代R12,例如汽车空调器、冰箱、冰柜等已大量使用R134a。德国还主张发展氨制冷机,因为氨有不少优点,对臭氧层无破坏作用,制冷系数大,价格便宜,泄漏时容易发现。目前对于化学工业等工艺过程制冷、冷藏都广泛使用,同时在小型风冷机组、空调用冷水机组和氨水吸收式制冷机组都有新的发展。但是氨的毒性较大、排气温度高、对铜类金属的腐蚀等缺点,同时对泄漏报警、风冷换热器、冷冻油再生等问题尚需进一步研究,因而用在空调系统上也有不少反对意见。 4.近几年,德国绿色和平组织大力宣传采用碳氢化合物,提出用丙烷(R290)和异丁烷(R6000A)的混合物或异丁烷来替代R11和R12,反对采用R134a。94年上海第五届中国制冷展览会上,德国绿色和平组织作了推广碳氢化合物的报告,引起很大的轰动。他们的观点是:①1kgR134a温室效应相当于3200kg的CO2;②

中国石油大学(华东)水电模拟实验

水电模拟渗流实验 一、 实验目的 1. 掌握水电模拟的实验原理、实验方法,学会计算相似系数。 2. 测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系,并与理论曲线进行对比,加深对达西定律的理解。 3. 测定生产井周围的压降漏斗曲线,加深对压力场的分布的认识。 二、实验原理 (一)、水电模拟原理 1、水电相似原理 利用电场模拟地层流体的渗流规律,机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性,即水-电相似原理。 多孔介质中流体的流动遵守达西定律: q v= =grad p K A μ -() (3-1) 式中,v —流速,m/s ;q —流量,cm3/s ;A —渗流截面积,cm2;K —渗透率,; μ—流体粘度,μm 2;P —压力,0.1MPa 。 通过导体的电流遵守欧姆定律: = =grad I S δρ-(U ) (3-2) 式中,ρ为电导率,是电阻率的倒数,西门子/cm ;U —电压,伏;δ-电流密度,安培/cm2;I-电流,安培,S-导体截面积,cm 2。 均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程: div grad p =0K μ?? ??? () (3-3) 均匀导体中电压分布方程: ()div grad =0ρ(U ) (3-4) 对比方程上述方程可以看出:电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述,因此,不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布,用电流来描述流量或流速,电阻描述渗流阻力。

2、水电相似准则 物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系,称为相似系数。各相似系数之间满足一定的约束条件,称为相似准则。水电模拟各相似系数定义如下: 1)几何相似系数 模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。即: m l o = (L)C (L ) (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。 2)压力相似系数 模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。即: m p o =(p)C ??(U ) (3-6) 3)阻力相似系数 模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。即: m r f =R C R (3-7) 4)流动相似系数 模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。即: =k C ρρμ (3-8) 5)流量相似系数 电流与井产量(或注入量)的比值。即: q = I C Q (3-9) 式中,下标m 表示模型中的参数,o 表示地层中的参数; L —地层(模型)或井的几何尺寸; U ? —模型中的电位差; p ? —油层中的压力差; R m —电解质溶液的电阻; R f —地层流体的渗流阻力; I —模型中的电流; Q —井产量(或注入量); C l —几何相似系数; C p —压力相似系数;

空调冷热源习题

空调冷热源习题 一、名词解释 1、额定蒸发量、额定出口蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度 2、锅炉的热效率 3、连续运行小时数 4、锅炉成本 9、受热面蒸发率或发热率 10、理论空气量、过量空气系数 11、理论烟气量、理论烟气焓、最佳过量空气系数 12、锅炉机组的热平衡、正平衡法和反平衡法 13、灰的熔融特性 14、高位发热量、低位发热量 二、简答题 1、如何对锅炉进行分类? 2、锅筒、集箱和管束在汽锅中各自起什么作用? 3、水冷壁、凝渣管及对流管束的结构、作用和传热方式有何异同? 4、锅炉的型号如何表示? 5、锅炉的燃料有哪几种类型?各有什么特点? 6、外在水分、内在水分、风干水分、分析基水分、全水分有什么差别?它们之间有什 么关系?风干水分是否就是外在水分?分析基水分是否相当于内在水分?全水分怎么测定? 7、燃料燃烧的理论空气量怎么计算?过量空气系数怎么计算?各计算公式的应用条件 怎么样? 8、为什么燃料燃烧计算中空气量按干空气来计算,而烟气量则要按湿空气来计算? 9、燃煤锅炉的机械未完全燃烧损失具体包括哪些损失? 10、什么是锅炉的热平衡?锅炉的热平衡方程包括哪几项? 11、一般情况下供热锅炉热平衡中那些热损失数值较大?如何减小这些热损失? 12、燃料的燃烧过程分为哪几个阶段?为加速、改善燃烧,在不同的燃烧阶段应创造 和保持些什么条件? 13、在链条炉中,炉排上燃烧区域的划分及气体成分的变化规律如何?对这些问题的 研究有何实际意义? 14、层燃炉为什么既要保证足够的炉排面积,又要保证一定的炉膛容积? 15、什么叫一次风和二次风?层燃炉和室燃炉中一、二次风的作用有何不同? 16、从锅炉型式的发展上来看,为什么要用水管锅炉来代替火管或烟管锅炉?但是为 什么现在有些小型锅炉中仍采用了烟管锅炉或烟水管组合形式? 17、锅炉的辅助受热面指的是什么? 18、省煤器的进、出口集箱上应装置哪些必不可少的仪表、附件?各自起什么作用? 19、解释尾部受热面烟气侧的低温腐蚀现象? 20、为什么要对锅炉进行水处理?如何进行锅炉水处理? 21、如何进行锅炉给水的除氧? 22、什么叫锅炉的水循环?通常分几种?水循环的良好与否为什么对锅炉安全运行 有重大意义?

充型过程的水模拟实验

充型过程的水模拟实验 实验学时:3h 实验性质:验证性实验要求:必开所属课程:材料成形工艺 一、实验目的 ⒈了解在充填过程中浇注系统各组元产生的主要物理现象及带来的后果; ⒉了解几种典型浇注系统的结构及其优缺点。 ⒊了解阶梯式浇注系统的优缺点,掌握阶梯式浇注系统的要领。 二、实验内容 ⒈在充填过程中浇口杯出现的水平旋涡及吸气现象;垂直旋涡及捕渣效果; ⒉有机玻璃模型直浇口中的吸气现象及防止措施; ⒊横浇道中各断面压力分布,充满情况; ⒋不同横浇道捕渣效果的观察。 三、实验用仪器设备和材料 ⒈ZS-1型浇注系统水模拟实验台; ⒉各种浇注系统有机玻璃模型、U型测压计(用水,自制)、乳胶管、钢板尺、支架; ⒊聚苯乙烯泡沫颗粒(渣团的“模拟物”)。 四、实验方法和步骤 ⒈浇口杯中水平和垂直旋涡及吸气现象; ⑴将二元浇注系统模型1(等截面直浇道)放到水力模拟实验台架上,按以下次序 进行观察和测量水平旋涡出现和消除时,浇口杯中液面的高度。(注意用阀门控制水量)(a)浇注在浇口杯的中部;图1—2(a) (b)浇注在浇口杯的侧壁上;图1—2 (b) 实验时注意观察浇口杯液面深度和浇注高度对形成水平涡流的影响、液体流入直浇道的状况、吸气情况,并放入模拟渣团,绘简图记录之。 图1—1 模型1 图1—2 ⑵将模型2(图1—3)放到水力模拟实验台支架上,观察垂直旋涡出现的情况及渣 团的运动。 浇注时让下落的流股靠近浇口杯的侧壁,开始浇注时应慢,保持一定的液面高度,绘简图记录渣团的运动。 ⒉有机玻璃直浇道中的吸气现象及防止措施 ⑴将模型1放到实验台架上,保持浇口杯液面呈接近充满状态,观察直浇道上三个 小孔有何现象,然后与测压计胶管连接并测出三个小孔的压力值,填入表1中。

冷热源系统

冷热源控制系统的设计与调试 一、冷热源控制系统方案设计 (一)、技术上的可行性分析 1.对于honeywell care 软件、力控、CAD软件的掌握,便于绘制文档所需要的各类图纸文件。 2.从课本中学习到关于智能建筑中冷热源控制系统的相关知识,将所学的知识应用于文档的设计中。 3.利用互联网,在网络上搜索关于智能建筑中冷热源控制系统的知识,以便于文档的相关设计。 4.掌握了对于文档设计的技巧,以及掌握了冷热源控制系统的原理,以便灵活的应用于设计中。 (二)、经济上的可行性分析 在现代智能建筑中,暖通空调系统的能耗占据了建筑物总能耗的65%左右,而冷热源设备及水系统的能耗又是暖通空调系统能耗最主要的部分,占其80%~90%。如果提高了冷热源设备及水系统的效率就解决了楼宇设备自动化系统节能最主要的问题,冷热源设备与水系统的节能控制是衡量楼宇设备自动化系统成功与否的关键因素之一。同时,冷热源设备又是建筑设备中最核心、最经济价值的设备之一,保证其安全、高效地运行十分重要。 用DDC(直接数字控制系统)可降低能源和人力方面的费用。所有区域都经中心调度和控制,而且系统可根据自动起动或停止楼宇智能设备,使其在不必要时不运转,以避免浪费。它还可通过操作终端自动诊断和处理许多问题,而无需人员亲临现场,从而省去许多费用,降低维修成本。处于不同位置的多个建筑,可由一个中心控制室统一管理监控,而不必单独控制,从而省了人力。(三)、管理体制上的可行性分析

第二周将绘制的截图截图插入文档对 应的位置,并对文档进行修改。对于文档所涉及的图文进行绘制,包括力控模拟、CARE软件、CAD平面图 第三周对于资料进行汇总,整理成完 整的文档,并进一步修改。对于文档进行深入的熟悉,准备答辩。 二、冷热源控制系统的初步设计 1、冷热源控制系统的功能和系统组成 (1)、系统的功能 冷冻机组、冷却水系统以及冷冻水系统的监测与控制,以确保冷冻机有足够的冷却水通过,冷却塔风机、水泵安全正常工作,并根据实际冷负荷调整冷却水运行工作,保证足够的冷冻水流量。 图 1 制冷系统监控原理图 采用直接数字(DDC)控制器进行控制。冷水机组使用台数应根据系统需要的制冷量和承压要求合理确定,冷冻水泵和冷却水泵为两用一备,冷却塔的台数与冷却水泵相适应。

空调冷热源的方案选择对比

空调冷热源的方案选择 一、影响空调冷热源方案决策的因素很多,要选择一个最优的设计方案,我们需要综合考虑各种因素的影响。一般情况下,选择冷热源方案时应考虑以下因素: 1.初投资。不同冷热源方案的初投资有较大差别,在选择方案时应进行仔细的分析比较。 2.运行费用。其中包括运行能耗,运行管理费,设备维修费等。空调运行能耗在建筑能耗中占有很大比例,空调运行过程中的管理人员工资、设备故障维修费等都是应该在冷热源选择时考虑的因素。 3.环境影响。为了解决环境污染问题,保护环境已经成为我国的一项基本国策。 4.运行的可靠性、安全性、操作维护的方便程度、使用寿命。 5.机房面积,燃煤锅炉房要求的储煤、渣面积,储油条件等。 6.增容费。各城市根据其发展情况以及地理位置,对不同能源设定不同的增容费,而且数量一般也是比较大,因此也是项重要的考虑因素。 二、冷热源的选择依据不仅包括系统自身的要求,而且还涉及工程所在地区的能源结构、价格、政策导向、环境保护、城市规划、建筑物用途、规模、冷热

负荷、初投资、运行费用以及消防、安全和维护管理等许多问题。因此,这是一个技术、经济的综合比较过程,必须按安全性、可靠性、经济性、先进性、适用性的原则进行综合技术经济比较来确定。在进行冷热源选择论证时,应遵循一些基本原则。 1.热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热。高度集中的热源能效高,便于管理,有利于环保。 2.热源设备的选用应按照国家能源政策并符合环保、消防、安全技术规定,大中城市宜选用燃气、燃油锅炉,乡镇可选用燃煤锅炉。 3.若当地供电紧张,有热电站供热或有足够的冬季供暖锅炉,特别是有废热、余热可利用时,应优先选用溴化锂吸收式冷水机组作为冷源。 4.当地供电紧张,且有燃气供应,尤其是在实行分季计价而价格比较低廉的地区,可选用燃气锅炉、直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组作为冷热源。 直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组与溴化锂吸收式冷水机组相比,具有热效率高,燃料消耗少,安全性好,可直接供冷或供热,初投资、运行费和占地面积少等优点,因此在同等条件下特别是夏季有廉价天然气可利用时,应优先选用直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组。 5.若当地无上述的区域供热或工厂余热,也没有燃气供应时,可采用燃煤、燃油锅炉供热,电动压缩式制冷机组供冷,或选用燃油型直燃式溴化锂吸收式制冷机作为冷热源。 6.若当地供电不紧张时,空调冷源应优先选用电力驱动的制冷机。 7.根据建筑物全年空调负荷分布规律和制冷机部分符合下的调节特性系数,合理选择制冷机的机型、台数和调解方式,提高制冷系统在部分负荷下的运行效率,以降低全年总能耗。 8.选用风冷型制冷机组还是水冷型制冷机组需因地制宜,因工程而异。一般大型工程宜选用水冷机组,小型工程或缺水地区宜选用风冷机组。

冷热源系统

冷热源系统 冷源系统由冷水机组、冷却水系统、冷冻水系统组成。 xx系统的监控 冷却水系统的作用是为冷水机组的冷凝器提供冷却水,吸收制冷剂的冷凝热量,并将冷凝热量转移到大气中去。 冷却水系统由冷却水循环泵、管道及冷却塔组成。 冷冻水系统的监控 冷冻水系统的作用是为冷水机组的蒸发器提供的冷量通过冷冻水输送到各类冷水用户(如空调和风机盘管) 冷冻水系统由冷冻水循环泵、集水器、分水器、管道系统等组成。 压缩式制冷系统的监控 1、启停控制和运行状态显示 2、冷冻水进出口温度、压力测量 3、xx进出口温度、压力测量 4、过载报警 5、水流量测量及冷量记录 6、运行时间和启动次数记录 7、冷冻水xx阀压差控制 8、冷冻水温度再设定 9、台数控制 在冷水机组开启时,必须首先开启冷却水和冷冻水系统的阀门和水泵、风机。

保证冷凝器和蒸发器中有一定的水量流过,冷水机组才能启动。 冷水机组都随机携带有水流开关,水流开关的电气接线要串联在制冷剂的启动回路上。 当水流达到一定流速值,水流开关吸合,制冷机组才能被启动。 制冷机停机后,应延时一段时间(约3-5分钟),再停止冷却水和冷冻水系统的运行。 冷负荷计算 Q=cM(T供-T回) c为比热容水4.1868KJ/kg,M为总管流量 制冷机组台数控制规则 若Q<=qmax(N-1),则关闭一台冷冻机及相应循环水泵。 若Q>=0.95qmaxN,且冷冻机出水温度在△t时间内高于设定值,则开启一台主机及相应循环水泵。若qmax(N-1)

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