里面是自来水。 暖通空调系统补水装置的作用,是保证采暖或中央空调水系统冷热介质(水),在系统内不倒空、不汽化、不超压,并保持有有一定供系统循环的压力,保证系统冷热交换稳定正常。 目前暖通空调系统常用有以下几种定压补水装:膨胀水箱定压补水装置;2定压罐定压补水装置;3变频泵定压补水装置。膨胀水箱定压原理: 膨胀水箱定压原理是通过水箱容积的缓冲调节作用,通过水箱高低水位的控制,实补水(溢流)的作用,以调节由于系统水温变化或泄漏引起的系统介质(水)的容积变化,保持其系统冷热媒介(水)压力的相对恒定。它是中小型系统和空调水系统常用的定压装置之一。 膨胀水箱位置:膨胀水箱位置应该根据系统型式、作用半径、建筑物的高度、供水温度等具体因素来选择。其安装位置及高度不同,给系统产生的工况也不同。可靠的系统,其工况必须满足不汽化、不超压、不倒空,并有足够循环动力的要求。 开式膨胀水箱将水箱设在系统的最高点,通常接在循环水泵吸水口的回水干管上。对最高点有空间位置要求;系统有氧化腐蚀缺陷;不适应大面积以及高层、超高层建筑物需要。 定压罐: 定压罐工作原理:定压罐定压,是在膨胀水箱基础上发展起来的一类定压补水装置,其原理同闭式膨胀水箱。当系统水温变化或泄漏引起水的容积变化时,由于气压罐内气体高压缩性的缓冲作用,使系统压力稳定在预设的压力范围内。如果系统压力下降至预设压力的下限时,由电接点继电器动作启动补水泵,使之向系统供水,直至压力达到预定的的压力上限值时止。若系统压力超过设定的最高压力值时,安全阀自行向软水箱或排水系统泄水降压。以维持系统的压力平衡。 该装置由气压罐、补水泵、安全阀、电接点压力表、控制箱等组合而成。特点:(1)优点:布置灵活,不受高度的限制;实现设备集中控制管理,维修使用较方便;系统的氧化腐蚀减轻;较好地防止系统出现汽化及水击现象;适应大面积高建筑物的需要。(2)缺点:补水泵启动频繁,泵的寿命低;系统压力波动大,不能有效防止非正常情况系统超压的问题;不能断电能源浪费较大,运行费用高;体积较大占空间大。
1 仔细阅读原始设计资料,如设计任务书,建筑图纸,充分了解设计对象的特点及室内环境对空调系统的要求。
2 收集相关的设计资料,设计手册,设计措施,设计规范和产品样本。
3 查取室内外设计气象参数,计算空调冷,热负荷。
4 选择和确定空调方案:空调方式,冷热源方案,系统控制方案。
5 设备选型计算及确定技术参数,主要是冷热源主机和空调末端设备。
6 系统布置,主要是设备及管道的布置
7 系统的水力计算
8 风机,水泵及附属设备等设备的选型计算及确定型号。
9 防,排烟设计计算
10 绘制图纸
11 整理设计说明书和计算说明书、
12 提交毕业设计成果。
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空气调节(含冷冻站、防排烟设计)
毕业设计指导书
一、毕业设计的目的
毕业设计的目的旨在提高同学们运用所学过的理论知识解决实际问题的能力。因此,需要同学们充分发挥主观能动性,对设计中遇到的问题,尽可能自己解决,学会运用现有的设计参考资料。本指导书仅作为同学们进行毕业设计时的参考。
设计方法及步骤
设计准备阶段,收集有关资料
(1)熟悉有关设计规范与标准
空调工程的设计应符合暖通专业有关的设计规范、施工验收规范、设计技术措施、制图标准及当地的有关技术规定及法规,在着手毕业设计前应收集这方面的资料并熟悉其中的主要内容。
(2)收集有关的产品样本
空调工程(含冷、热站、防排烟、通风)的设计一般应用到下面主要设备和附件:制冷机组,包括压缩式(活塞式,离心式,螺杆式)和吸收式(单,双效式,直燃式),包括水冷式和风冷式, 包括单制冷机和冷热水热泵等;空气处理机,包括组合式机组,变风量机组,新风机组,风机盘管机组,单元式空调机组等;冷却塔,热交换器,燃油、燃气锅炉,分集水器,除污器,循环水泵,风机,自动排气阀,风量调节阀,防火阀,送回风口,保温材料,消声器,水过滤器,减压阀,蒸汽调节阀等。以上设备部件应在设计开始前准备好相关样本资料。
(3)准备有关设计手册及标准图集
有关的设计手册、规范、措施详见“参考资料”。空调工程的设计会用到下列标准图集:膨胀水箱、分集水器、除污器、风机安装、水泵安装、风管保温、水管保温、风管水管支吊架等。同学们可以在设计前与各设计院资料室或书店联系购买。
(4)熟悉本工程的有关原始资料
毕业设计任务书是提供给同学们本次设计范围及要求的资料之一。它与有关图纸一并可以作为假象的甲方委托给设计院进行工程设计的委托任务书。同学们在开始设计前必须对自己本设计的任务了如指掌,包括了解各建筑的位置、朝向、房屋使用功能、建筑物的性质、档次、运行的班次、围护结构材料、门窗结构层次、房间布置、室内人员分布、照明、空调制冷、通风、防排烟的要求及范围等。也包括热媒、热源和冷源的种类及位置,以及甲方的基本情况(包括资金情况)等,收集同类型建筑的空调设计资料,吸取国内、外好的经验及做法。
(5)收集室外气象资料
主要包括:冬、夏季室外空调计算干球温度,夏季湿球温度、相对湿度、室外风速、主导风向、日照率和当地大气压等。
2、根据任务要求及有关资料,确定室内空调设计参数,包括室内冬、夏季温湿度要求、风速大小、新风量标准及新风量、噪声标准等。
(1)室内空调设计参数:《全国民用建筑工程设计技术措施》;《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003;《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005。
(2)新风量标准:《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003;《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005;办公30m3/h人;商场、书店、体育馆、饭店(餐厅)、影剧院:20m3/h人;教室17m3/h人;游艺厅、舞厅、KTV、美发、健身:30m3/h人; 宾馆:大堂、四季厅:17m3/h人;
5星级:客房50 m3/h人,餐厅宴会厅:30 m3/h人,大堂四季厅10m3/h人;
4星级:客房40 m3/h人,餐厅,宴会厅:25 m3/h人, 大堂四季厅10m3/h人;
3星级:客房30 m3/h人,餐厅,宴会厅:20 m3/h人;
2星级:客房30 m3/h人,餐厅,宴会厅:15 m3/h人。
3、计算各房间的冷、热、湿负荷和冬、夏季热湿比,房间的冷负荷的计算可以参照《空气调节》教材及《负荷计算专刊》进行,采用工程的简化计算方法,也可按《高层建筑空调与节能》的简化计算方法进行。热负荷的计算按照《供热工程》教材进行,也可以参照有关的建筑面积热指标进行,但使用指标必须在老师的指导下进行。湿负荷的计算可参照教材及负荷计算专刊。进行高层建筑冷、热负荷计算时,必须考虑室外风速、建筑高度、夜间辐射等对负荷的影响,详见《高层建筑空调与节能》。
4、确定空调方案及空调方式
(1)空调系统的划分:对于高层建筑,建筑物内平面和竖向房间的负荷差别很大,各房间用途、使用时间和空调设备承压能力等均不尽相同,而且整个建筑物的空调容量很大,为使空调系统既能保持室内要求参数,又能经济合理,就需要将系统分区。系统分区主要考虑室内设计参数、负荷特性、建筑高度、房间使用功能和使用时间,空调设备容量和节能管理方便等因素。所采用的空调方式应根据不同的建筑形式、建筑物使用功能、时间以及空调负荷的特点等考虑。
①室内设计参数
一般将室内温、湿度参数,洁净度和噪声等要求相同或相近的房间划为一个系统。例:旅馆客房和其他公共房间(餐厅、舞厅、健身房、会议、小买部、门厅等)分别考虑空调系统。
②负荷特性
对于大型建筑物来说,周边区(进深4m左右的区域)受到室外空气和日射的影响大,冬、夏季空调负荷变化大,内部区由于远离外围护结构,室内负荷主要是人体、照明、设备等的发热,可能为全年冷负荷,因此,可将平面分为周边区和内部区,周边区亦可按朝向分区(平面面积大时),根据各区负荷变化特点分别进行空调。
③建筑物高度
在高层建筑中,考虑设备、管道、配件等的承受能力,一般30层以下的建筑中水系统不分区,30层以上的超高层建筑在竖向可分为2~3个区。
④房间功能和使用时间
按建筑各房间的用途、功能和使用时间分区。例如:办公楼建筑可按办公室、会议室、食堂、门厅等设置不同的空调系统;旅馆建筑客房是全天使用的,而其它如餐厅、会议室、舞厅等非全天使用,应划分为不同的空调系统;对医院来说把洁净度要求相同的房间分别设置空调系统。
对于空调系统划分的详细内容,可参照教材及《实用供热通风空调设计手册》或其它空调设计手册。
(2)冷热源的设置位置
主要考虑设备的承压、维修、管理、噪声、振动、管路长短、对结构的荷载、燃料供应及对环境及美观上的影响,详见有关设计手册。
(3)冷热源的设备选择
冷热源的设备选择必须按经济性、安全性、先进性的原则进行综合技术经济比较来确定,具体应考虑以下问题:建筑物用途和规模,热负荷、制冷剂,设备特性和能效比,电源、热源和水源,初投资和运行费,维护管理,机房位置和高度,消防、安全和环保要求。
①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(30kPa以上的蒸汽或80℃以上的热水)可以利用时,应优先选用溴化锂吸收式制冷机。
②直燃式溴化锂冷、热水机与溴化锂吸收式制冷相比,热效率高,燃料消耗少,安全性好,可直接供热和供冷,初投资、运行费和占地面积少,因此在同等条件下应优先选用直燃式溴化锂冷、热水机。
③考虑建筑全年空调冷负荷分布规律和制冷机部分负荷下的调节特性系数来合理选择机型、台数和调节方式。冷水机组一般选用2~4台,中小型2台,较大型3台,大型4台。机组之间考虑互为备用和轮换使用的可能性。
④按能效比高低来选择制冷设备的顺序为离心式-螺杆式-活塞式-吸收式。电力制冷机的能效比远高于吸收式制冷机。因此,当地供电不紧张时,应优先选用电力制冷机。电力制冷机的选用范围:从合理的单机容量考虑,空调制冷量:<582KW(50万Kcal/h)时,宜选用活塞式;制冷量:582~116kW (50~100万kCal/h)时,宜选用螺杆式,制冷量:>116kW(100万kCal/h)时,宜选用离心式。
⑤热源设备的选用应按照国家能源政策来考虑,在符合消防、环保、安全技术规定的前提下,尽量选用高效、清洁、环保的可再生能源,如水(地)源热泵、太阳能、核能等。对非供暖区,现场又不可能设燃煤锅炉时,可考虑选用燃油、燃气锅炉。原则上尽量不选用电热锅炉。
(4)设备层
20层以内的高层建筑,宜上部(如屋顶层)或下部(如地下室)设一个设备层;
30层以内的高层建筑,宜上部或下部设两个设备层;
30层以上的超高层建筑,宜在上、中、下分别设备层。
(5)空调方式
确定空调方式时,应考虑建筑物的性质和用途、建筑物使用特点、空调负荷的特点、对温湿度调节性能的要求、初投资和运行费用、维护管理费用、对空调机房面积和位置的要求、对风、水管道或管井的要求等。详见有关手册。
(6)空调水系统
空调水系统可分为:双管制和四管制;闭式和开式系统;同程式和异程式;上分式和下分式;冷冻水、冷却水和热水系统等。按运行调节方法来区分则有定流量和变流量系统。冷热水系统一般以闭式机械循环同程式上分式系统用得较多,同学们可以根据工程得具体情况,结合各种系统的特点,分析比较采用。
(7)防火排烟系统
作为初步考虑方案,这里应提出防火排烟的方式、部位、烟风道的位置、具体要求等。
(8)空调房间的气流组织形式
5、确定送风温差及i-d图上各状态点,计算各房间总送风量,各房间的新风量,并确定各系统的最小新风比及回风量。
(1)由i-d图上室内状态点、送风温差及热湿比线确定送风状态点及状态参数,根据送风状态及室内状态点和各房间计算冷负荷,计算出各房间的总送风量。
(2)根据新风标准及各室的人员数或最小新风比,确定出各室的新风量。并在i-d图上确定出新回风混合点状态及其计算得到包括新风负荷在内的各空调系统的计算总负荷。
(3)由总送风量,新风或最小新风比计算各室或各系统的回风量。
6、在i-d图上作出各系统冬、夏季处理过程,并校核同一系统中各房间的空气参数是否满足要求,并提出局部末端处理的方法及其计算。校核冬季的室内状态参数。
7、根据各空调系统夏季最大冷负荷、冬季最大热负荷及送风量以及空气状态参数,选择各空气处理设备,包括组合式机组、变风量空调器、新风机组及风机盘管等。
8、初步布置送回风系统管道及送回风口位置、数量、布置空调机房。
布置送风管道应与送回风口布置、机房位置、水管的布置等一并考虑、同时兼顾,并同时考虑到建筑吊顶空间的净高、风管的保温、安装、风口的连接、风道的转弯、三通、风管阀门、附件的位置等因素,风管的走向必须有利于空气的流动、降低噪声,与风口的连接尽量做到短而直。
9、选择计算风管附件:调节阀、防火阀、静压箱、消声器、消声弯头等。
10、各房间气流组织的校核计算及送回风口位置、数量的调整。
11、送回风管道系统的水力计算,确定风管断面尺寸及计算各系统阻力。
12、布置空调冷热水、冷却水系统,并进行水力计算,确定水管各管段管径及系统阻力。
13、选择计算冷水主机、换热设备、热源主机、冷却塔、分集水器、除污器、水过滤器、减压阀、疏水器等设备及附件。
14、布置冷冻机房,并计算水系统总阻力,选择冷冻水泵,冷却水泵的型号、台数。
15、风管、水管、设备及附件的保温层的材料选择及保温层厚度的确定。
16、确定全年空调系统运行调节方案,提出节能措施。
17、空调通风系统防火排烟的设计,排风系统的设计及其它。
18、设计及施工说明书
整个设计过程应该在设计说明书中表达出来。设计说明书是工程设计的重要资料,对施工、运行、管理都有实用价值,对今后工程的改造和同类工程的设计也有一定的参考价值,因此必须认真写好设计说明书,字迹要清楚、整齐、叙述要简明扼要,要把计算的已知数据、公式、结果、方案、讨论中涉及到的主要问题记录在案,以备今后查找核对。要善于运用图表来表达,并将涉及中的主要参考资料附于说明书后面。尽可能提供详尽的运行资料、经济资料及主要设备及材料情况。
施工说明书的内容:施工中应当注意的事项,用施工图表达不清楚的内容,如设备材料等的防腐、保温、连接方式、试压要求等,可参照《实用供热通风空调设计手册》或其它相关资料上的内容进行。施工说明书可书写在图纸上。
三、绘制施工图
施工图是把设计内容变为设计文件和图纸作为现场施工制作的依据,是一种工程语言。它要以满足施工需要为原则,既要表达出工程外貌,又要表达清楚构造细节,因此要严肃认真对待。画施工图之前应仔细核实设计基础资料,了解施工条件和材料供应情况及与其它工种(土建、水、电、工艺)紧密配合,尽量使设计符合实际情况。
1图纸内容:详见任务书
2图纸深度:管道及设备的位置,管道与管道等的相互关系都应表达清楚,尺寸齐全(包括定位尺寸、规格尺寸及必要的建筑尺寸)。管道、设备及构件名称、编号、管道标高、坡度等要很清晰地表达出来。要求图面清晰、层次清楚、字体端正的仿宋体。(详见《采暖通风设计制图标准》)。
四、回顾总结毕业设计,准备毕业设计答辩
联系大学四年所学的理论知识,总结经历了毕业设计整个过程后的收获及教训,掌握如何灵活地把所学知识应用到工程实际设计中去的方法。
毕业答辩既是对学生毕业设计过程中所付出的劳动的检验,也是对学生四年大学生活所学的专业知识的全面检查,同学们应该在认真总结毕业设计的基础上,全面复习所学的专业知识和基础知识,沉着而娴熟地走向答辩的讲台,向辛勤培育您四年的学校老师,向同窗四年的同学交出一份最理想的答卷,这也是您大学四年中的最后一张,也是最重要的一张答卷!
五、参考文献
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热水采暖系统的热水由于各种原因会产生一部分损失,需要及时补充。还由于热水采暖系统里的水由于温度的变化,会产生收缩(或膨胀),由于水的不可压缩性,当热水被加热或冷却时,采暖系统内的热水压力就会上升或下降,为了避免出现采暖系统热水压力超过热力设备(例如散热器)允许的工作压力的情况,采暖系统通常设置气压罐,利用气体的可压缩性吸收受热后体积膨胀增加的部分,如不设置气压罐,当系统受热超压时就必须将系统内的一部分热水放掉来降低系统内的压力。采用带有气压罐的补水定压系统可以使系统压力相对稳定,保证安全运行。变频泵是通过变频装置改变水泵驱动电机的供电频率,来改变电动机的转速,从而改变水泵的流量和扬程使水泵的输出符合热水采暖系统的需求。
3000平米以上工程一般选取膨胀水箱,3000平米以下工程一般选取定压膨胀罐。
膨胀水箱及膨胀罐一般按照空调水系统管路或地源水系统管路的总容水量的02~03%进行一般一万平米左右的建筑空调水系统选用的膨胀水箱的容积为2~4m3。
而定压膨胀罐一般配置自动补水阀及安全泄水阀进行配合使用进行自动定压补水。补水箱的选取当工程的资金比较紧时,工程不建议采用膨胀水箱,建议采用开式的高位补水箱,并根据补水量配置适合的补水泵进行补水处理,补水泵与补水箱联控。补水装置可以根据实际情况来选(装置小,系统补水时间长;装置大,系统补水时间短)。 参考腾嘉 水箱。
定压补水装置根据波义耳气体定律,一定质量的气体在一定温度下,压力与容积的乘积为常 数。当水泵工作时,水送至给水管网的同时,多余的水进入气压水罐,水室扩大并将罐内的气体压缩,气室缩小,罐内的压力随之升高;压力升到最高工作压力P2 时,电控柜切断水泵的电源,水泵停转,此时利用罐内被压缩气体的压力将罐内贮存的水送入给水管网,水室缩小,气室扩大,罐内压力也随之下降,当压力降低到 工作压力P1时,电控柜接通水泵电源,水泵重新启动,如此周而复始,不断运行。定压补水装置又称为定压补水装置,或定压补水机组。定压补水装置是我公司吸收国内外先进技术而研制的具有独创技术的高效节能新颖成果,已广泛用于居民住宅、旅馆宾馆、医院、科研等工企业及民用建筑设施的生活、生产及消防系统上。产品已广泛用于热水供应、热水采暖、小区集中供暖及空调系统中作落地式膨胀水箱等用途,深受广大用户好评。
1产品简介:
定压补水装置(脱气)是集系统定压、膨胀、补水、真空脱气四位一体的新型设备。该设备在系统中起到稳压、自动补水、膨胀自动泄压,脱除系统内游离气体及溶解气体等作用。使系统始终处于高效、环保、节能的运动状态。
2工作原理:
定压补水装置(脱气)设备采用系统静压作为膨胀水箱内的设计初始压力水头,采用保证系统内热水不汽化的压力作为膨胀水箱内动行终端压力水头。初始运行时首先启动补水泵向系统及隔膜式气压罐内的水室中充水,系统充满后多余的水被挤进胶囊内。因为水的不可压缩性,随着水量的不断增加,水室的体积也不断的扩大而压缩气室,罐内的压力也不断的升高。当压力达到设计压力时,通过压力控制器使补水泵关闭。当系统中的水由于泄露或温度下降而体积缩小,系统压力降低时,胶囊中的水被不断压入管网补充系统的压降损失,当系统压力至设计允许的最低压力时,通过压力控制器使补水泵重新启动向管网及气压罐内补水,如此周而复始。
同时在水循环系统中:一方面存在大量气体,如果不加以脱除容易产生气阻,造成局部或整个系统的循环不畅且冷热不均,以及设备和管道的损坏;另一方面水中含有的氧气使得供热(制冷)设备、管道和钢制散热器等末端设备腐蚀,穿孔、漏水直接影响到整个系统的安全。该机组中的脱气设备根据享利定律即:在一定温度及压力下水中溶解一定数量的气体,当温度增加或压力降低时,水中溶解气体将会减少的原理;在不改变水温的情况下通过设备产生真空,将水中的游离气体和溶解气体释放出来,再通过自动排气阀排出系统。脱气后的不饱和水将吸收系统中的气体寻求气水平衡。如此循环,从而脱除系统水中所有气体,确保系统稳定安全运转。
3产品特点:
(1)隔膜式气压罐一次充气可保证长期使用;用户无需另外设置充气设备;
(2)罐体内气水不接触,保证水质不受污染,且不会腐蚀罐体;
(3)自动定压,自动补水,自动泄水,自动脱除系统内游离气体、溶解气体。
(4)运行参数任意设定,适用于任何密闭定压补水场所。
(5)节约能源:自动读取系统信息,只在必要时才启动设备运行。
(6)脱气效率和脱氧效率 >99%
(7)脱除系统中的气体,防止气阻,保证系统正常运行期间稳定可靠。降低系统运行噪音。
(8)脱气机工作时间和周期可根据需要调节。
(9)占地面积小,安装使用方便,全自动运行,安全可靠,易于维修保养。
能源是国民经济发展的物质基础,电能是在各行业中应用最广泛的一种二次能源。目前由于我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,促使用电设备的增长速度超过发电设备的增长速度,造成能源短缺,电力供需矛盾十分突出,严重影响我国经济的可持续性发展和节约型社会的建设。供热企业是耗电大户,各种水泵、风机都用电。如果系统设计不合理,设备选型不当,很容易造成电能的大量浪费。因此,为消除用电过程中电能的浪费现象,提高电能的利用率,必须采取技术上可行、经济上合理和不影响环保的一切节约电能的技术和措施,合理有效地利用电能源。
经调查,造成电能浪费严重的局面有以下几个原因:
1、因循守旧的不合理设计、选型习惯造成电能浪费一些设计人员或供热企业的工程技术人员因循守旧或生搬硬套对一些基本理论认识不清,不加分析、不加研究地按习惯做法搞设计。同时还存在着保守的心理,因为怕担责任,总是把用电设备选得很大,造成了错误设计、错误选型,使供热系统或用电设备白白浪费了宝贵的电能。例如:多泵并联或扬程偏高的问题依然存在。
2、热力站内照明灯具安装位置及选型不合理等,造成了不能很好的利用自然光源,而导致的站内长明灯的现象,从而使浪费了电能。
3、不合理的技改措施造成的电能浪费一些工程技术人员在供热系统运行过程中出现技术问题而影响供热质量时,不做认真分析,找出问题所在,抓住主要矛盾,而是凭经验、凭感觉采取了盲目更换或增加用电设备的方法。虽然使问题有了一定程度的改善,却增加了运行成本,进一步浪费了大量的电能。例如:热网水力失调,不去调网,却增加循环水泵台数或更换大泵。
4、运行管理不善及错误的认识造成的电能浪费还有一些其它原因,如对水处理设备的作用认识不够或运行管理不到位,造成水循环阻力增加等,都对电能造成了浪费。另外,如错误地认为电费只占供热成本的一小部分,不用计较等等。由以上的情况可知,供热系统的节电潜力是非常大的,必须引起充分的重视。热力站作为供热系统中的一个中枢环节,供热管网是连接热源与热用户的热量分配、调节的重要环节,必须从它们的设计、施工、运行管理以及技术改造等方面进行全方位分析、研究,找出主要矛盾,从而采取综合措施,达到最大程度的节约电能。一、供热节电首先从设计入手(一)采暖热指标合理选定是节电的基础采暖热指标是城镇供热规划设计与建筑供热设计中一个重要的经济技术评价和控制指标,是确定集中供热系统热源规模的主要依据,一般多用面积热指标表示,即单位时间内对单位建筑面积的供热量。热指标的大小直接影响着供热系统的运行效益,如热指标偏大,会使设备和管网的容量偏大,增大了建设投资,增加了运行成本,从而降低集中供热系统的经济性;如热指标偏小,将难以满足用户的使用要求,达不到供热效果,影响社会效益。在集中供热系统的运行管理中,热指标又是各种量化控制的基础。当热指标偏大时,设备的运行处于低负荷比的状态,热效率和管网输送效率会大大降低,设备的供热能力不能充分发挥,特别对于蒸汽供热管网能源利用效率更低,不利于节能。因此对于已有的集中供热系统,合理确定其采暖热指标可充分挖掘已有设备和管网的供热能力,在不增加热源和扩建管网的基础上,达到扩大供热面积的效果。目前我国建筑节能发展正处在第三阶段,即建筑总节能要求达到65%,同时要求2020年建筑能耗达到发达国家20世纪末的水平。而当前的各类采暖居住建筑既有节能标准为30%的,也有节能标准为50%的,而新建采暖居住建筑执行的是建筑节能65%的标准。同时,城市居民生活水平的不断提高,对所居住房屋的装修也使得建筑物的采暖热指标发生了很大变化,建筑节能状况纷乱复杂。因此,在设计中采用以往设计规范中给定的采暖热指标是不合理的。这需要供热行业的设计人员和工程技术人员通过维护结构测试法和采暖系统测试法,结合供热计量技术对采暖建筑热指标重新进行核算,为不同类型建筑确定合理的采暖热指标。
(二)热力站循环水泵正确的选型和安装是节电的当务之急在水泵的选型与安装上,目前普遍存在着一些不合理的地方,许多时候不依照水力计算,而是死套所谓的规定,并层层加码或参照别人的设计、以前的设计,甚至在错误的理论指导下确定泵的型号。因此,在水泵的问题上存在大量的电能浪费。主要问题有:1、泵扬程偏高、与实际需要相差太大循环水泵扬程过高既造成了电能浪费,有时还使泵在超流量工况下工作,使电机过载,不得不在关小水泵出口阀门的状况下工作,进一步造成了电能的浪费,可以使电耗超过实际需要的三倍以上。如某一种水泵流量为100m3/h,当扬程H=125m时,水泵功率N=55kW;扬程H=20m时,N=11kW;扬程H=32m时,N=15kW;扬程H=42m时,N=22kW。造成水泵扬程偏高的原因一般有两种:(1)错误地把楼房高度加在循环水泵的扬程中这是错误认识造成的。一些人错误地把采暖系统的楼房高度,作为选择循环水泵扬程的依据。他们把循环水泵的作用和补水定压泵的作用混到了一起,不知道循环水泵的扬程只是用来克服采暖系统的循环阻力,而补水定压泵的扬程是维持采暖系统所需静水压强。循环水泵的扬程不应负担楼房的高度。那些把热力站的循环水泵扬程定为32m甚至40m的就是这种情况。(2)设计人员的保守心理和习惯的后果这是设计人员不良的设计习惯造成。一般的设计人员都存在着保守的心理,认为所选的设备各方面的参数大一些总比小了好,这样不会出问题。而很少去考虑怎样做才能更经济、更实用,怎样做才能使自己的设计水平有所提高,wwwchina-heatingcom怎样做才能使这方面的技术更进步、更先进。而且有的人一直墨守成规,或不加思索、不加研究和鉴别地去参考别人的设计,或随着大多数状况走,这样可不动脑,可少犯错误。这样在选择设备时就会死搬规程,或层层加码,最后再乘以一个安全系数,使所选水泵的扬程超过实际很多。不但造成了大量的能源浪费,而且往往给运行带来很大困难。若不关小出口阀门,电机就会超载,同时关小的阀门又增加了系统的阻力。
(3)循环水泵出口取消止回阀在给排水系统中,给水泵或排水泵出口设止回阀是必要的。因为这些系统都是开式系统,都是把水由低处往高处送,或者把水从低压处送往高压处。停泵时如果没有止回阀,则水会倒流。而供热系统是一个闭式系统,循环水泵的作用是克服网路的循环阻力,使水在网路中循环。当水泵停止工作时,水泵两侧的压强相等,不会作反向流动。因此安装止回阀只会增加网路的阻力(经实际检测安装止回阀可增加1~3mH2O),无谓的消耗电能,没有任何作用。因此,换热站的循环水泵出口都可不设止回阀。但间供系统的补水定压泵和直供混水系统的混水泵,同补水系统与给水系统一样,出口应设止回阀。另外,建议对于多台水泵并联运行的无人值守热力站,建议泵出口暂时保留止回阀,以保证当某台水泵因突发故障而停止工作时能够及时关闭隔离,防止因发现不及时,导致站内长时间形成小循环而影响供热效果。(4)改多台水泵并联运行为单台水泵运行许多设计者都习惯为热力站选择二开一备、三开一备,甚至多开一备的方式。形成这种习惯的主要原因是:许多人错误地认为,水泵并联后的流量就是各泵铭牌流量之和。而实际情况是并联后的流量一定小于铭牌流量之和,因为,水泵的流量取决于并联特性曲线与管网特性曲线的交点。由循环水泵的并联工况可知,单台泵运行效率要高于多台泵并联运行。并联会造成电能的巨大浪费。合理的设计是在每种工况下都是单台泵运行。(5)水泵变频器合理的选型、安装是节电的重要手段自20世纪80年代被引进中国以来,变频器作为在节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备,得到了快速发展和广泛的应用。目前,随着大规模集成电路和微电子技术的发展,变频器技术已经发展为一项成熟的交流调速技术。变频调速器作为该技术的主要应用产品经过几代技术更新,已经日趋完善,用在热力站水泵调速控制系统中具有软启动功能,操作方便,减少了对电网的污染,节约能源。变频器在换热站中的节能应用变频器主要由五部分组成:整流回路、逆变器、控制电路、制动组件和保护回路。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比关系,通过改变电动机的工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交—直—交电源变换技术,集电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。异步电动机的转速N与电源频率F、转差率S、电机极对数P这3个参数有关,即:N=60F(1-S)/P变频调速是通过改变电源频率F来调节电动机转速的。可看出N与F之间为线性关系,转速调节范围宽,不存在励磁滑差和阀门节流作用等带来的功率损失,达到节能目的。传统的流量调节通过改变阀门或挡板开度来实现。这种情况下,电机总是处于全速运行状态,但实际上机组负荷需要不断调整。因此,这种方法存在严重的节流损耗、对于泵,由流体动力学理论可知,
流体流量与泵的转速一次方成正比,由公式:Q=Q0N/N0其中:Q0,N分别表示流量和转速。泵的转矩与转速一次方成正比,而其功率P则与转速三次方成正比,即:P=P0(N/N0)3上述各式中脚0均表示额定工况参数。转速减小时,电机的能耗将以三次方的速率下降,因此变频调速的效果非常显著。变频调速技术分析及水泵的节能控制在变频器的使用中,由于对变频器的选型及使用不当,往往会引起变频器不能正常运行甚至引发设备故障,造成不必要的经济损失。变频器的选型应满足以下几个条件:电压等级与控制电动机相符;额定电流为控制电动机额定电流的11~15倍;根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。
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