中 央 空 调 选 型 指 南 整理:阿巍工作室 2004年12月01日 第 1 页 共 16 页 ---技术文件---
目 錄
第一章 中國製冷機組和大型空調設備的發展趨勢························3 第一章 主機選型綜述················································7 —、冷水機組類綜述················································7 二、熱泵機組類····················································8
三、地源熱泵的機房內熱泵機組部分··································9 四、水源熱泵機組··················································10 五、直燃機機組····················································10 六、熱泵機組······················································11 七、組合式空調器類綜述············································12 第二章 輔助設備選型綜述············································13 一、清水泵類產品選型指南··········································13 二、新風機設備選型步驟············································13 三、風機盤管設備選型步驟··········································14 四、冷水塔類綜述··················································14 五、風口類產品選型指南············································16
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第一章 中國製冷機組和大型空調設備的發展趨勢
(譯自《JAPN》2001年11月25日第41-47頁)江蘇雙良集團公司 馬增林 譯
中國目前集中空調的市場形勢良好,在數量上增長很多,但由於競爭導致了價格下降。製冷機的帄均價格的大幅下降,也反映了製冷逐漸小型化的趨勢。
風機盤管還是主要的末端產品。空調箱(組合式空調器)和其他的末端設備有所增加,但他們對風機盤管的主流地位沒有形成重要威脅。 一、製冷機規格
根據BSRIA(UK)的調查,以產品的製冷量計算,大型設備的市場規模減小了(1000kw ,285 Reftons);但加以價值計算,製冷量在401kw(114ton)和401kw以上的製冷機在2000年占了67%,或達到4.24億美元。並且僅1000kw以上的總銷售額就達3.02億美元,占總市場銷售額的47%。
最近幾年,大量的小型製冷機,主要是渦旋式的,應用在家用領域。中型的製冷機的銷售有上升的趨勢,基於以下的原因:
● 螺杆機受到設計人員和用戶越來越多的歡迎。
● 有一種用多台小型機組代替一台大型機組的趨勢。這樣在只有部分負荷的情況下,減少了運行頻率,達到節能和更高的穩定性。
經過國企改革和重組,非常大的工業專案投資減少了,在過去這是大型製冷機的主要領域。在其他的領域,有大規模的外資企業投資於新的商業建築、工廠設施等。
採用國外的先進技術推動了具有更高性能的新產品的出現,主要表現在螺杆、離心壓縮機,熱交換器和電子控制等方面。與此同時,吸收式製冷機的技術則是由國內的領導廠商開發和提高。 二、製冷類型
在中國銷售的絕大多數的製冷機是風冷的,占了整個市場的76%,而在1997年水冷機組佔據了67%的市場。這標誌著一個重要的轉變,這種趨勢還將持續下去。
1、製冷機類型
一個明顯的趨勢是應用螺杆和渦旋技術。活塞機在3年前還處於主導地位,現在的市場份額卻急劇下降到15%左右。
吸收式機組由於電力供應的改善和油價的上漲,市場也在萎縮。
由於沒有太多的如機場、醫院和高等級的寫字樓等大型建設項目,離心機的市場在2000年保持在850台左右。
1.1、吸收式製冷機
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1.1.1、概況:吸收式製冷機的發展在很大程度由能源結構狀況決定。在過去的2-3年中,吸收式製冷機的市場由於以下的原因而萎縮:
● 電力供應的增加; ● 油價的上漲;
● 電製冷機更換為HCFC(活塞、螺杆、渦旋、離心機); ● 電製冷機效率的提高。 1.1.2、發展簡史
直到90年代中期,蒸汽機主要是由國內廠商提供,而直燃機組要從日本進口。江蘇雙良在中國處於領先地位。儘管雙良曾於美國特靈在90年代後半段建立了一家合資企業,且雙方於99年(實際是2000年3月,譯者注)已經解除了合資關係,雙良一直是排名第一的中國吸收式製冷機的製造商。雙良並且已經開始積極向海外市場拓展。
90年代初,中國廠商遠大推出了直燃型吸收式冷熱水機組(主要是燃油型)。燃氣直燃機最初採用低熱值的城市煤氣。隨著天然氣管網在大城市的發展,燃天然氣的直燃機也隨之增多。
1993-1995市場繁榮期。根據蒙特利爾議定書,中國宣佈在2006年前分期淘汰工商業製冷機使用的CFC。由於電製冷機沒有大規模使用新的製冷劑,作為替代,吸收式製冷機得到了快速擴張。另外,政府把吸收式製冷機的應用作為解決當時電力短缺的一種途徑,因此也鼓勵發展吸收式技術。這樣,市場需求突然轉向了吸收式製冷機,同時也吸引了數十個競爭對手進入吸收式製冷機市場。
1995-1998市場穩定期。這時期市場逐步走向成熟。技術提高得很快,許多的市場參與者被淘汰。雙良、遠大、三洋和開利主宰了市場。煙臺荏原和LG同和次之。遠大的直燃機在擴張。
與此同時,電製冷機在更換完製冷劑後,正逐步重新奪回失去的市場。從1998至今,吸收式製冷機面臨著電力製冷機的激烈競爭:電力供應增加,一些地區的電價下降。更甚的是油價卻在上漲。渦旋和螺杆機由於性能和效率的原因越來越受歡迎。高額初期投入和能源供給的方便性,導致一些客戶轉向了其他形式的製冷機。
1.1.3、供應
吸收式製冷機是唯一具有自主知識產權的集中空調產品。中國已經成為除日本外的第二大吸收式製冷機的生產國。
國內需求的絕大部分是由國內生產來滿足。出口的數量微乎其微。但隨著雙良和遠大的海外拓展戰略的執行,出口將會增加。
值得特別關注的是開利的戰略。它已決定關閉其他的工廠而將上海一冷的工廠作為全球吸收式製冷機市場的供應中心。因此,這也將促進出口。
1.1.4、燃料分析
直燃機在中國漸受歡迎的原因是由於不需要鍋爐來供暖,因此就節省了成本。在主要的城市,吸收式製冷機中多數是直燃型的。在有區域熱源的地方還是採用蒸汽/熱水型機組。
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由於昂貴的油價和燃氣管網的建設,燃氣已成為直燃機的主要燃料,並且未來的趨勢也是如此。而目前單效的吸收式機組在中國已很少見。
1.2、離心機
離心機的市場容量大約在700-1200台之間徘徊。因為要基於大型的基建項目,而過去2-3年大型的基建項目不是很多,因此離心機的市場也較帄淡。
離心機市場的特點是採用水冷和通常大於800kw的大型機組。
市場被美國品牌如約克、開利、特靈和麥克維爾所壟斷。進口機組大約占了整個國內市場的50%。這個比例是所有製冷機中最高的。
自從1999年電力供應富餘以來,封閉性離心機的市場穩定增長。國內製造的機組也引進了先進的技術。合眾開利已在上海組裝和製造封閉式壓縮機,並且也採用當地其他合資企業的部件來組裝製冷機。而其他的公司還是採用組裝好的進口壓縮機。
1.3、螺杆機
螺杆機市場正在增長。因為被認為具有高性能和低噪音,在小於800kw的機型中擠佔活塞機的份額。甚至在大於800kw的機型中,與離心機相比又具有靈活性的特點。所以,螺杆機越來越受到用戶和設計院的喜愛。
螺杆機增長的另一個因素是近年來對中型製冷機的需求的增加。在工業領域投資的主體是私有企業和合資企業,他們的工廠大多為中型建築。螺杆機組自然是最佳的選擇。 螺杆機組中多數是水冷型。但風冷型,特別是風冷熱泵機組逐步增長。日立、大金、約克、特靈、開利、頓漢布希、麥克維爾和吉榮是市場中主要參與者。不過,大約1/4的機組的進口的。所有這些廠家都在中國有組裝工廠。日立即將在廣州萬寶生產風冷螺杆單元式空調機,萬寶廣州已經生產水冷單元式空調。
還有很多中國當地廠商從Bitzer、Hanbell,Fusheng,Refcomp等公司進口壓縮機或用國產的壓縮機來設計和組裝製冷機。這些廠商是大連冰山、浙江王牌、上海富田、重慶嘉陵、武漢冷冷機廠等。義大利品牌如RC、Climavereta、Clivet也較知名。臺灣知名廠商Kuenling也于去年4月在上海建立了工廠。
1.4、活塞機
活塞機被渦旋機和螺杆機分割了大量的市場。並且已退出了家用市場,只在商業和工業領域保持了一些市場份額。多數機組的製冷量低於350kw,並且熱泵的比例也在增加。開利、約克、麥克維爾和其他國內品牌如大連冰山、南京五洲、吉榮和煙臺冰輪在市場中處於領先地位。鑒於國內技術的已成熟和市場的萎縮,進口的機組很少見。
1.5、渦旋式
Copeland和Danfoss是中國最大的渦旋壓縮機供應商。大多數渦旋壓縮機用於單元式空調機。
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2000年中國市場共銷售大約2萬台渦旋製冷機。其中大部分的製冷量為5-35kw,主要用於高級別墅和多居室的公寓。作為戶式中央空調一種主要類型,渦旋機的市場在1999和2000年開始繁榮。未來幾年的情景依然看好。
製冷量大於35kw的機組適用於小型商業領域如辦公室、小酒店、劇院等。這種類型的渦旋機中的大多數實際上是模組化的渦旋機。只有特靈能提供單台大型的渦旋機組。
2、最近的趨勢
在中國銷售的大多數機組是國內廠商或合資企業在中國境內生產的。關鍵部件現在也本地化了。中國製冷空調工業憑藉低成本和不斷提高品質的產品,正在由進口導向逐漸轉向出口導向。
2.1、蒸汽壓縮型(容積式)製冷機
● 由於政府的管理和溫和的氣候,空氣源熱泵是長江流域市場的寵兒。冬季用來取暖的燃煤鍋爐在長江以南的區域已被政府禁止使用。因此,包括房間空調器,主要用於製冷,同時也能制熱的熱泵深受這一地區的喜愛。熱泵能用於取暖,因此就可以省去鍋爐。直燃型冷熱水機組的應用也是如此。
● 採用活塞或渦旋式壓縮機的製冷量為5-10RT的小型風冷或熱泵製冷機的大多數用於戶式中央空調系統。製冷量為20-400RT的風冷、空氣源熱泵和水冷活塞、渦旋或螺杆機主要用於商業建築。400RT以上的蒸汽壓縮製冷機大多數是半封閉的離心機組。
● 由於具有高效和高可靠性的特點,封閉螺杆機正在搶佔活塞機的市場。同時由於電力富餘和初投資低的因素也擠佔吸收式製冷機的市場。而螺杆壓縮機的本地化可以降低成本。
2.2、吸收式製冷機
● 在過去電力短缺時,政府對總電力消費進行管制,但也沒有對吸收式的銷售給於任何特殊的優惠政策。吸收式的購買是由用戶基於他們個人對產品經濟性、品質、可靠性和售後服務的評估來決定的。
● 根據行業統計資料,2000年吸收式市場容量大約為2600台(其中蒸汽雙效占50%,燃油直燃機占25%,燃氣直燃機占25%)。單效和熱水型機組非常少。
● 2000年,雙良、遠大和大連三洋被認為是市場的領導者。煙臺荏原和LG同和的市場份額增加的同時,開利卻在丟失市場份額。
2001年政府建立了新的吸收式製冷機組國家標準,其中規定冷卻水進水溫度從原來的32℃變為30℃,而新的直燃機在製冷時LHV狀態下COP最低為11(在HHV狀態下為10)。這些指標被認為即使是現有的機型也很容易達到。
2.3、製冷劑問題
自1995年來,中國是世界上最大的CFC使用國。根據蒙特利爾議定書,中國計畫在10年內淘汰使用CFC。
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中國淘汰CFC計畫表:
汽車空調系統到2002年 工商業製冷機到2006年 家用空調到2010年 目前使用HCFC-22的製冷機將被使用HFC-407C或-410A的活塞、螺杆和渦旋機替代。製冷機組的製冷劑替換比單元式空調機組的替換要快得多。集中空調系統從CFC(R12)更換為HCFC (R22)的工作已完成。
活塞、螺杆和渦旋機中的絕大多數仍舊使用R22。市場中有一些使用R134A和個別使用R407C的,通常是客戶要求的。70%的離心機已從R22轉向R134A。也有使用其他的替代物如R407C和R123。不過,R134A將是最通常的選擇。
2〃4、單元式空調機組
商業和多居室住宅使用的單元式空調機組的市場容量大約為80萬-100萬台/年。其中80%以上的是風冷分體式。10%左右是水冷室內單元式。其中大多數是當地組裝的,主要的廠商有:春蘭、海爾、美的、格力、科龍、吉榮和華南。這部分市場正在快速成長。 美的從兩年前引進東芝開利的技術開始製造和銷售VRF空調系統。海爾的技術也來自東芝開利。最初,日本的主要廠商大金採取從日本出口的方式,但由於關稅的原因降低了價格的競爭力,因此大金決定從今年開始在中國進行生產(見8月份JAPN)。
日立剛宣佈了一個將日立空調製冷設備(廣州)公司的資本翻倍的計畫。用於增加風冷製冷機和將單元式空調機組國產化。
第二章 主機選型綜述
(—)冷水機組類綜述
冷水機組是中央空調系統的心臟,正確選擇冷水機組,不僅是工程設計成功的保證,同時對系統的運行也產生長期影響。因此,冷水機組的選擇是一項重要的工作。 1〃選擇冷水機組的考慮因素: ★ 建築物的用途。
★ 各類冷水機組的性能和特徵。
★ 當地水源(包括水量水溫和水質)、電源和熱源(包括熱源種類、性質及品位)。 ★ 建築物全年空調冷負荷(熱負荷)的分佈規律。 ★ 初投資和運行費用。
★ 對氟利昂類製冷劑限用期限及使用替代製冷劑的可能性。 2〃冷水機組的選擇注意事項:
在充分考慮上述幾方面因素之後,選擇冷水機組時,還應注意以下幾點:
★ 對大型集中空調系統的冷源,宜選用結構緊湊、占地面積小及壓縮機、電動機、冷凝
器、蒸發器和自控元件等都組裝在同一框架上的冷水機組。對小型全空氣調節系統,宜採用直接蒸發式壓縮冷凝機組。
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★ 對有合適熱源特別是有餘熱或廢熱等場所或電力缺乏的場所,宜採用吸收式冷水機組。 ★ 製冷機組一般以選用2~4台為宜,中小型規模宜選用2台,較大型可選用3台,特大
型可選用4台。機組之間要考慮其互為備用和切換使用的可能性。同一機房內可採用不同類型、不同容量的機組搭配的組合式方案,以節約能耗。並聯運行的機組中至少應選擇一台自動化程度較高、調節性能較好、能保證部分負荷下能高效運行的機組。選擇活塞式冷水機組時,宜優先選用多機頭自動聯控的冷水機組。
★ 選擇電力驅動的冷水機組時,當單機空調製冷量φ>1163kW時,宜選用離心式;φ=
582~1163kW時,宜選用離心式或螺杆式;φ<582kW時,宜選用活塞式。 ★ 電力驅動的製冷機的製冷係數COP比吸收式製冷機的熱力係數高,前者為後者的二倍
以上。能耗由低到高的順序為:離心式、螺杆式、活塞式、吸收式(國外機組螺杆式排在離心式之前)。但各類機組各有其特點,應用其所長。
★ 選擇製冷機時應考慮其對環境的污染:一是雜訊與振動,要滿足周圍環境的要求;二
是製冷劑CFCs對大氣臭氧層的危害程度和產生溫室效應的大小,特別要注意CFCs的禁用時間表。在防止CFCs污染方向吸收式製冷機有著明顯的優勢。 ★ 無專用機房位置或空調改造加裝工程可考慮選用模組式冷水機組。
★ 盡可能選用國產機組。我國製冷設備產業近十年得到了飛速發展,絕大多數的產品性
能都已接近國際先進水準,特別是中小型冷水機組,完全可以和進口產品媲美,且價格上有著無可比擬的優勢。因此在同等條件下,應優先選用國產冷水機組。
(二)熱泵機組類
★ 熱泵機組的冷負荷計算方法同於常規空調系統,熱負荷計算方法於採暖系統大致相
同,但需考慮新風耗熱量;
★ 選型時要注意當地是否有足夠的水源(包括水量、水溫及水質)、電源和熱源(包括熱
源性質、品位高低);
★ 風冷熱泵機組的供水溫度一般為45℃,而風機盤管機組和組合式空調機組等樣本中提
供的供熱量,通常都是以60℃進水為前提,所以,必頇對這些設備的供熱量進行修正; ★ 選擇熱泵機組時,一般應以冬季供暖負荷作為選擇依據,同時校核夏季的冷負荷; ★ 對於商場、餐廳等內部負荷和新風負荷特別大的建築物,由於供暖負荷一般僅為供冷
負荷的60%~70%。所以,宜採用熱泵機組與單冷機組聯合供應的方式,例如“3十1”模式,即3颱風冷熱泵機組加1台單冷機組;
★ 風冷熱泵機組的額定供熱量,通常都是標準工況(環境溫度t0=7℃,出水溫度ts=
45℃條件下的數值,當環境溫度低於7℃時,供熱量將大幅度降低。一般的降低幅度大致如下: t0=5℃時, 下降百分比為5%~8%; t0=3℃時, 下降百分比為12%~14%, t0=0℃時, 下降百分比為25%~32%; t0=-3℃時,下降百分比為45%~50%; t0=-5℃時,下降百分比為55%~65%。注:按標準工況設計的風冷熱
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泵機組,實際上在一3℃以下時已不能正常運行; ★ 風冷熱泵機組的單台容量較小,宜應用於中小型工程;
★ 冬季室外的空氣溫度,白天總是高於夜晚。因此,室外供暖計算溫度久tw=-3℃地區,
對於僅白天使用的建築物如辦公樓、商場等,可以採用風冷熱泵機組。對於全天(24小時)要求供暖的建築物,採用風冷熱泵時則應謹慎對待;
★ 水源熱泵系統比較適合於多住戶的公寓樓及面積較大的大型別墅。設計時應確保系統
水流量計算準確〃以便於冷卻塔、水泵等設備的選型;
★ 在相對濕度較高的地區,選用熱泵時,應特別注意分析運行條件,並採取有效的除霜
措施。
(三)地源熱泵的機房內熱泵機組部分
1〃地源熱泵的機房內熱泵機組部分可以參照下列步驟進行選型:
★ 水源熱泵機組的容量不要過大。中央空調冷熱源設備選型時,設備製冷(熱)量約為設
計冷(熱)負荷的1.05~1.10。
★ 水源熱泵機組選型時,應儘量接近設計冷(熱)負荷。若機組偏大時 ,運行時間短,啟
動頻繁。機組容量合適,運行時間長,有利於除濕。
★ 封閉水系統水溫的選擇,夏季要求水溫低些,目的是提高能效,降低耗電功率。冬季水 溫
不要太高,因為水溫高時,雖然製冷量高了,但耗電功率也高了,能效係數變化不大。 ★ 設計時要考慮採暖空調物件建築物的同時使用係數。同時使用係數的取值與建築物類
型有關,與建築物的數量有關,需通過理論計算和實測確定。《住宅建築空調負荷計算中同時 使用係數的確定》列出資料是:當住戶〈100戶時,該係數為0.7;當戶數為100~150戶時, 為0.65~0.7;當戶數為150~200戶時為0.6。 2〃室外地下換熱部分可參照以下步驟進行選擇:
地熱換熱器的選型包括型式和結構的選取,對於給定的建築場地條件應儘量使設計在滿足運行需要的同時成本最低。地熱換熱器的選型主要涉及以下幾個方面:
★ 地熱換熱器的佈置型式,包括埋管方式和聯結方式,如圖所示。埋管方式可分為水準
式和垂直式。選擇主要取決於場地大小、當地土壤類型以及挖掘成本,如果場地足夠大且無堅硬岩石,則水準式較經濟;如果場地面積有限時則採用垂直式佈置,很多場合下這是唯一的選擇。如果場地土中有堅硬的岩石,用鑽岩石的鑽頭可以成功鑽孔。聯結方式有串聯和並聯兩種,在串聯系統中只有一個流體通道,而並聯系統中流體在管路中可有兩個以上的流道。採用串聯或並聯取決於成本的大小,串聯系統較並聯系統採用的管子管徑要大,而大直徑的管子成本要高。另外,由於管徑較大,系統所需的防凍液也較多,管子重量也相應增大,導致安裝的勞動力成本也較大。
★ 塑膠管的選擇,包括材料、管徑、長度、迴圈流體的壓頭損失。聚乙烯是地熱換熱器
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中最常用的管子材料。這種管材的柔韌性好、且可以通過加熱熔合形成比管子自身強度更好的連接接頭。管徑的選擇需遵循以下兩條原則:其一,管徑足夠大,使得迴圈泵的能耗較小;其二:管徑足夠小,以使管內的流體處於紊流區、使流體和管內壁之間的換熱效果好。同時在設計時還要考慮到安裝成本的大小問題。
★ 迴圈泵的選擇。選擇的迴圈泵應該能夠滿足驅動流體持續地流過熱泵和地熱換熱器,
而且消耗功率較低。一般在設計中迴圈泵應能夠達到每噸迴圈液所需的功率為100W的耗能水準。
(四)水源熱泵機組
★ 水源熱泵機組的容量不要過大。中央空調冷熱源設備選型時,設備製冷(熱)量約為設
計 冷( 熱)負荷的1.05~1.10。水源熱泵機組選型時,應儘量接近設計冷(熱)負荷。若機組偏大時 ,運行時間短,啟動頻繁。機組容量合適,運行時間長,有利於除濕。 ★ 封閉水系統水溫的選擇,夏季要求水溫低些,目的是提高能效,降低耗電功率。冬季
水 溫不要太高,因為水溫高時,雖然製冷量高了,但耗電功率也高了,能效係數變化不大。
★ 設計時要考慮採暖空調物件建築物的同時使用係數。同時使用係數的取值與建築物類
型 有關,與建築物的數量有關,需通過理論計算和實測確定。《住宅建築空調負荷計算中同時 使用係數的確定》列出資料是:當住戶〈100戶時,該係數為0.7;當戶數為100~150戶時, 為0.65~0.7;當戶數為150~200戶時為0.6。
(五) 直燃機機組
直燃機設計選型時要確保同時滿足冷熱負荷的需要,但不設過大餘量,以防造成主機投資浪費。一個系統最好配置兩台以上主機且分別配置獨立的冷卻水迴圈泵、冷卻塔及冷熱水迴圈泵,這樣可以使系統可靠性更高,低負荷時水泵電耗更低。由於直燃機運轉時無振動、無磨損,運轉可靠,如選用單台主機也具有明顯的經濟優勢而不降低其可靠性。
標準型直燃機供熱量是製冷量的80%,即 。如果熱負荷大(如製冷時供衛生熱水,或供暖時供衛生熱水或供暖負荷大於製冷負荷),則可選擇高壓發生器加大型以提高供熱能力,或選擇大冷量機組來實現(這樣初投資較大)。每加大一號高壓發生器,供熱能力增加20%,即Q增加=0〃8×0.2 。如夏季製冷並供應衛生熱水(按夏季製冷量選型)則有: ,或 , ,N為高壓發生器的加大號數。如系統需夏季製冷、冬季供暖並供應衛生熱水(滿足夏季製冷量要求選定機型後校核冬季供熱量)則:
①滿足夏冬兩季使用要求;
②如冬季熱負荷大,採取加大高壓發生器滿足;
③如冬季熱負荷大,採取加大機組型號來滿足使用要求( ,指機組加大型號後的製冷量)。若頇加大機組型號滿足使用要求,則夏季靠調節燃燒器以保證經濟運行。在過渡季節系
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統則靠調節燃燒器火頭以保證經濟運行。另外,製冷量和供熱量的比例也可利用一些閥門來調節實現。 (六) 熱泵機組
★ 機組負荷選擇風冷熱泵機組的容量通常是根據建築物的夏季冷負荷來選擇,同時對冬
季熱負荷進行校核計算〃如果機組供熱量大於採暖負荷,則該機組滿足冬季採暖要求;如果採暖負荷大於機組供熱量,可按下面2種情況考慮:當機組供熱量小於等於採暖負荷的50%~60%時,可增加輔助電加熱裝置;反之則應綜合考慮初投資和運行費用來確定機組的容量,即適當加大機組的裝機容量〃
★ 輔助電加熱裝量的形式 風冷熱泵機組空調系統的輔助電加熱裝置有以下幾種形式可
供選擇:(1)在風機盤管系統中設置小型鍋爐,以此來提高冬季機組的供水溫度;(2)在有另外熱源(熱水或廢熱水)時,可採用扳式熱交換器提高冬季供水溫度;(3)採用直燒式(氣源可為水煤氣、天煤氣、柴油等)加熱器提高冬季供水溫度;(4)採用電加熱器提高冬季供水溫度〃
★ 蓄冷(熱)負荷在選擇風冷熱泵機組時還應考慮建築物的蓄冷(熱)負荷〃一般公共建築,空
調設備往往是間歇運行,即白天運行、夜間關閉,這樣在第2天運行時,由於建築物的蓄冷(熱),房間溫度需要運行一定的時間後能達到設定值,如果要求縮短這一時間,在選擇機組時就要考慮蓄冷(熱)負荷〃它與預冷(熱)時間有關,一般預冷(熱)時間按2~3h。
(七)組合式空調器類綜述
目前,在各類綜合性功能高層建築的中央空調系統中,往往對所需溫度、濕度、新風量、冷(熱)負荷的空氣氣流組織,採用分層或分區進行集中處理,其優點是便於建築物內的物業管理和使用中的節能。
組合式空調機組的特點是以功能段為組合單元,用戶可根據空氣調節和空氣處理的需要,任選所需各段進行自由排列組合,有極大的自由度和靈活性。 考慮到運行和檢修方便、氣流均勻等因素,應適當設置中間段。 選型時必頇注意到以下幾點:
1、向製造廠家提供組合式空調機組所需功能段的組合示意圖。示意圖上應注明所選機組型號、規格、段號、功能段長度、排列先後次序以及左右式方位等基本要求。 2、組合式空調機組的操作面規定為: (1)送、回風機有傳動皮帶的一側; (2)袋式篩檢程式能裝卸過濾袋的一側; (3)自動捲繞式篩檢程式設有控制箱的一側; (4)冷(熱)媒進、出口的一側,有排水管一側; (5)噴水室(段)噴水管接水管的一側。
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當人面對機組操作時,氣流向右吹為右式,反之則為左式,選型訂貨時需說明所需機組的左、右式。
3、選用表冷器、加熱器和消聲器前,必頇設置篩檢程式(段),以保護換熱器和消聲器表面清潔度,防止堵塞孔、縫,並應設置中間段。
4、噴水段、表冷段等,除已有排水管接至空調機組之外,還應考慮排水的水封裝置。 5、選用噴水室(段)時,應說明幾級幾排。
6、選用表冷器、加熱器(段)時,應注明型式和排數,使用的冷(熱)媒性質、溫度和壓力等。機組用蒸汽供熱時,空氣溫升不小於20℃;以熱水加熱時,空氣溫升不小於15℃。 7、選用幹蒸汽加濕器需要說明加濕量、供汽壓力和控制方法(手動、電動或氣動)。 8、選用風機段要說明風機的型號、規格、安裝形式、出風口位置,風機段前應設置中間段,保證氣流均勻。新風機組的空氣焓降應不小於34kJ/kg.
9、注明各風口介面的位置、方向和尺寸,送、回風閥的型式、規格,採用的控制方式(手動、電動或氣動)。風機出口應有柔性短管,風機底座應有減振裝置。
10、需要留出的觀察孔以及儀錶安裝孔位置和個數,風機供電的引線位置走向。 11、機組的基礎應高於室內地帄面,基礎四周應設有排水溝或地漏,以便排除冷凝水和放空設備底部存水。
12、機組四周或機組與機組(多台時)佈置時應留出足夠的操作和檢修空間。 13、考慮到機組防腐性能,箱體材料最好選用鍍鋅鋼板、玻璃鋼或特殊鋁合金。對於黑色金屬製作的構件表面應作過防腐處理;對於玻璃鋼箱體應採用氧指數不小於30的阻燃樹脂製作。
14、機組漏風率標準:
(1)機組內靜壓保持700Pa時,機組漏風率不大於3%
(2)淨化空調系統的機組內靜壓保持1000Pa、潔淨度低於1000級時,機組漏風率不大於2%;潔淨度高於或等於1000級時,機組漏風率不大於1%。
對機組性能考核要求:機組的風量、餘壓、供冷量和供熱量的實測值應大於或等於其名義值的93%。機組的水阻力和輸入功率的實測值不得大於其名義值的110%。 基本參數應符合下列規定:
a機組風量實測值不低於額定值的95%,全壓實測值不低於額定值的88%。
b機組額定供冷量的空氣焓降應不小於17kJ/kg;新風機組的空氣焓降應不小於34kJ/kg。
c機組供熱量的空氣溫升至少應不小於 蒸汽加熱時 溫升20℃ 熱水加熱時 溫升15℃ 機組在85%的額定電壓下能正常啟動和工作。
機組的盤管及其管路在下列相應條件下應能長期正常運行,且無滲漏:
a冷水盤管在980kPa壓力下,或通熱水使用時,在980kPa壓力、60℃的熱水條件下;
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b熱水盤管在980kPa壓力、130℃的熱水條件下;
c蒸汽盤管在70kPa壓力、112℃的蒸汽條件下。
機組箱內的隔熱、隔聲材料應具有無毒、無異味、自熄性和不吸水性能。不應使用裸露的含石棉或玻璃纖維的材料。隔熱、隔聲材料與面板之間應貼牢固、帄整、無縫隙,保證在運行時箱體外表面無凝露。
機組應有凝結水處理設置,在運行中箱體外不應有滲漏水,箱體內不應有積水,排水應通暢。 箱體和檢查門應具有良好的氣密性,機組的漏風率應不大於5%。檢查門鎖緊性能要好,防止因內、外壓差而自行開關。盤管的迎面風、風速超過2.5m/s時,應加設擋水板。噴水段進、出風側應有擋水板。
機組箱體應具有足夠的剛度,在運行中不應產生變形。機組採用黑色金屬材料製成的構件,其表面均應做防腐處理。
第三章 輔助設備選型綜述
一、清水泵類產品選型指南:
1、選擇清水泵主要看參數流量和揚程; 2、離心泵適用於大流量、大揚程的場所; 3、管道泵流量範圍不大,適用于揚程低的場所; 4、常規選擇臥式泵,當安裝有局限時選立式泵; 5、當單級泵不能滿足要求時選擇雙級泵;
6、當溫度t>65℃,選熱水泵;當t≤65℃,選冷水泵。 二、新風機設備選型步驟如下: 1、據安裝設置選擇新風機的形式;
2、設備風量、風壓選用時以不小於設計值為原則;
根據房間用途、面積、內部人員數量確定合適新風量,按表4.1進行選擇。
表4.1 新風機組選型風量參數表
每人所需新風量 Q(m*m*m/h) 一般病房 17-42 體育 8-20 影劇院,百貨商 8.5-21 辦公室 25-62 電腦房 40-100 餐廳 20-50 高級客房 30-75 會議室 50-125 房間新風換氣次數 P(次/h) 一般病房 1.06-2.65 體育 0.5-1.25 影劇院,百貨商 1.06-2.66 辦公室 1.56-3.9 電腦房 2.5-6.25 餐廳 1.25-3.13 高級客房 1.88-4.69 會議室 3.13-7.81 第 13 页 共 16 页
備註:(1) 確定房間所需新風量時,應根據房間空間大小及室內人員數量綜合考慮。根
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據上表推薦資料分別按“每人所需新風量”和“房間新風換氣次數”計算出新風數量值,取二者中較大值,作為設備選型依據。
(2)對於特殊行業,如醫院(手術室、特護窩病房)、實驗室、工業車間、按文書行業相關規範條例確定所需新風量。 3、確定製冷量及制熱量的設計工況;
4、原則上一台新風機組只負責一層樓面所需的新風量; 三、風機盤管設備選型步驟如下:
1、明確所選用機組的型式、規格、風口位置等要求。
在選用風機盤管製冷機組時,是把設計預熱負荷與機組顯熱負荷相匹配。在大多數情況下,盤管有足夠的潛熱容量,可滿足設計需要。如使用室外空氣則相應修整其負荷及計算公式:水溫升(℃)= 空氣溫升(℃ db)
先要確定工作要求:
製冷:室內預熱製冷負荷( ),室內總熱製冷負荷( ),進風溫度(℃db/℃wb),進水溫度(℃),風量( );
制熱:通常按製冷選用的機組,供暖能力是足夠的,回執量是按照水流量相同時來選定的。即用進水溫度來滿足室內所需加熱負荷。室內加熱負荷( ),進風溫度(℃)。
然後再確定機組規格、水量、所需水溫及壓降等參數。
2、明確所選用機組的接水管左出或右出方向(與管道佈置等有關)。
3、明確風機電動機軸承是否採用含油或不含油軸泵。若選用不含油軸泵,使用中一貫內按規定定期加油。
4、注意出水的保溫措施,以免夏季使用時產生凝露,汙損室內建築物。
5、冬季通熱水,水溫一般不超過60℃,可減少結垢,同時減輕冷熱交替作用使脹管脹緊力減弱,影響傳熱。
6、機組盤管最高處設置放氣閥。 四、冷水塔類綜述
1、按照被冷卻水的溫度選擇:高溫塔、中溫塔、常溫塔。 2、按照安裝位置的現狀及對雜訊的要求選擇:橫流塔與逆流塔。
3、按照冷水機組的冷卻水量選擇冷卻水量,原則上冷卻塔的水量要略大於冷水機組的冷卻水量。 4、選用多台水塔時儘量選擇同一型號。 其次,冷卻塔選型需要注意:
1、塔體結構材料要穩定、經久耐用、耐腐蝕,組裝配合精確。 2、配水均勻、壁流較少、噴濺裝置選用合理,不易堵塞。
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3、淋水填料的型式符合水質、水溫要求。
4、風機匹配,能夠保證長期正常運行,無振動和異常雜訊,而且葉片耐水侵蝕性好並有足夠的強度。風機葉片安裝角度可調,但要保證角度一致,且電機的電流不超過電機的額定電流。
5、電耗低、造價低,中小型鋼骨架玻璃冷卻塔還要求品質輕。
6﹑冷卻塔應儘量避免佈置在熱源、廢氣和煙氣發生點、化學品堆放處和煤堆附近。 7、冷卻塔之間或塔與其他建築物之間的距離,除了考慮塔的通風要求,塔與建築物相互影響外,還應考慮建築物防火、防爆的安全距離及冷卻塔的施工及檢修要求。 8、冷卻塔的進水管方向可按90°、180°、270°旋轉。
9、冷卻塔的材料可耐-50℃低溫,但對於最冷月帄均氣溫低於-10℃的地區訂貨時應說明,以便採取防結冰措施。冷卻塔造價約增加3%。
10、迴圈水的濁度不大於50mg/l,短期不大於100mg/l不宜含有油污和機械性雜質,必要時需採取滅藻及水質穩定措施。
11、布水系統是按名義水量設計的,如實際水量與名義水量相差±15%以上,訂貨時應說明,以便修改設計。
12、冷卻塔零部件在存放運輸過程中,其上不得壓重物,不得曝曬,且注意防火。冷卻塔安裝、運輸、維修過程中不得運用電、氣焊等明火,附近不得燃放爆竹焰火。
13、圓塔多塔設計,塔與塔之間淨距離應保持不小於0.5倍塔體直徑。橫流塔及逆流方塔可並列佈置。
14、選用水泵應與冷卻塔配套,保證流量,揚程等工藝要求。 15、當選擇多台冷卻塔的時候,盡可能選用同一型號。 此外,衡量冷卻塔的效果還通常採用三個指標:
(1)冷卻塔的進水溫度t1和出水溫度t2之差Δt,Δt被稱為冷卻水溫差,一般來說,溫差越大,則冷卻效果越好。對生產而言,Δt越大則生產設備所需的冷卻水的流量可以減少。但如果進水溫度t1很高時,即使溫差Δt很大,冷卻後的水溫不一定降低到符合要求,因此這樣一個指標雖是需要的,但說明的問題是不夠全面的。
(2)冷卻後水溫t2和空氣濕球溫度ξ的接近程度Δt’,Δt’=t2-ξ(℃),Δt’稱為冷卻幅高。Δt’值越小,則冷卻效果越好。事實上Δt’不可能等於零。
(3)考慮冷卻塔計算中的淋水密度。淋水密度是指1m²有效面積上每小時所能冷卻的水量。用符號q表示。q=Q/F,m³/m².h(Q-冷卻塔流量,m³/h;F-冷卻塔的有效淋水面積,m²) 其他說明:
1、根據使用工況及水量確定它的主要參數。 2、優選換效率高的(相同水量體機小的)。
3、優選噪音低的(相同水量風機輸入功率低的噪音低)。
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4、填料材質好的壽命長、阻燃填料為第一優選。 5、選型位置應考慮不受季風影響。 要求:
1、阻力後的配管不能低於補水管進水口徑。 2、冷卻塔出水管的閥門離塔越近越好。 3、建議回水管室外部分做保溫。
4、多台並聯的冷卻塔建議水路做成兩路,便於在機組能量調整時節能運行。
5、冷卻塔啟動時一定要先開水泵,後開風機。不允許在沒有淋水的情況下是風機運轉。 因此,在布水管上設有傾斜的收水板,如果開動風機而沒有噴水時,布水器反轉,收水板會刮到填料,使填料刮出來被風帶走,或者將布水管卡壞,因此,冷卻塔啟動時,一定要先開水泵,後開風機,停止工作時,應先停風機,後停水泵。 五、風口類產品選型指南
1、首先,根據工藝要求和現場的條件等,確定送回風的形式、氣流組織形式以及風口型式; 2、其次,再根據風量來確定風口的外形尺寸; 3、再次,選型時還要注意以下要求:
(1)一般可採用百葉風口或條縫型風口等側送,有條件時,側送氣流宜貼附。工藝性空氣調節房間,當室溫允許波動範圍小於或等於±0.5℃時,側送氣流應貼附。
(2)當有吊頂可利用時,應根據房間高度以及使用場所對氣流的要求,分別採用圓型、方型和條縫型散流器和孔板送風。當單位面積送風量較大,而且工作區內要求風速較小或區域溫差要求嚴格時,應採用孔板送風。
(3)空間較大的公共建築和室溫允許波動範圍大於或等於±1.0℃的高大廠房,可採用噴口或旋流風口送風。
採用貼附側送時,應符合下列要求:
(1)送風口上緣離頂棚距離較大時,送風口處應設置向上傾斜10-20℃的導流片。 (2)送風口內應設置使射流不至左右偏斜的導流片。
(3)射流流程中不得有阻擋物。此外,送風口的出口風速,應根據送風方式、送風口類型、安裝高度、室內允許風速和雜訊標準等因素確定。消聲要求較高時,宜採用2-5m/s,噴口送風可採用4-10m/s。
回風口的佈置方式,應符合下列要求:
(1)回風口不應設在射流區內和人員長時間停留的地點,採用側送時,宜設在送風口的同側。
(2) 條件允許時,可採用集中回風或走廊回風,但走廊的斷面風速不宜過大。
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