机电天下 暖通空调 冷水机组的管路系统设计

冷水机组的管路系统设计

常规系统:

ARI状态:54℉进水,冷冻水流量2.4GPM/冷吨/44℉出水(典型情况l)(12℃/7℃),恒定流量;冷却水:85℉进水,冷却水流量3GPM/冷吨/95℉出水(典型情况)(29℃/35℃),恒定流量。

优点:运行稳定;缺点:恒定冷却水流量比变流量耗能。

注:1GPM约等于‌0.2271m³/h‌;摄氏度(℃)=(华氏度(℉)-32)÷1.8

0℃=32℉;10℃=50℉;20℃=68℉;30℃=86℉;40℃=104℉。

 

双管系统:

双管系统:只有冷和热两路水管。一个盘管供热和冷水,季节变换时通过阀门在锅炉和冷水机组之间转换。

优点:初安装费用低;缺点:过渡季节运行不便,必须等热水冷却下来后才能开启阀门与冷水机组相连,必须等冷水温度提高后才能开启阀门与锅炉相连。

 

四管系统:

四管系统:四管系统是热水循环和冷水循环分开的系统,加热盘管和冷却盘管也是分开的。

优点:系统适应性强,可以同时运行冷热系统来再加热和除湿。没有季节变换的影响,也可以白天供冷晚上供热。

缺点:安装费用相对较高。

 

基本水路系统:

⑴具有冷却塔风机循环常规系统;

⑵注意冷却水温度变化必须小于每分钟2℃。

冷却水系统:

冷却水系统安装示意图:

初级二级水泵系统:

使用广泛;二通阀可以用于空气处理设备中。

优点:二通阀改变冷冻水流量并节省能量。

缺点:在水泵上花费较多,二级系统变压能改变初级系统的水流量,对不恰当的系统管路很敏感。

 

隔离系统:

多台机组,多台水泵;在隔离管中有可逆水流;水流开关或传感器增加或减少机组和水泵。

优点:简单,便宜。

缺点:最好用在三个或更多的机组中,对管道要求苛刻;管件三通会产生温层。

 

变流量水泵系统:

在AH设备上的二通阀改变CW流量,根据压力的回应VFD控制水泵,工厂装配或现场安装水泵设备,自身控制或BAS楼宇自动控制。

 

优点:变CW流量像VAV一样节省能量;控制阀便宜(二通阀)。

缺点:VFD控制成本高,二级系统的变压力能改变初级水系统的压力和流量,对不恰当的管道和传感器位置很敏感,直接回水管系统较困难,首选转换回水。

变流量水泵直接回水:

变流量水泵转换回水:

短路系统:

冷水机组和AH机组接近关闭,小流量使冷水机组循环速度加快,每小时循环超过2或4次是不当的。

如何固定?

⑴增加一个“Off”定时器(缺乏温度控制)

⑵增加热气旁通(效率低)

⑶增加更多的水,计算需要的热惯性,增加贮存水箱以获得每小时最多2-4次循环。

热的惯性:

计算系统中需要的水量:

需要的资料:①减载的最小速度;②设计的冷冻水温差;③最小断开时间。

例如:200冷吨水冷冷水机组使480GPM水从55℉降到45℉,希望最小断开时间为30分钟,最低负荷为12.5%。

解:12.5%×10°DT=1.25%在最小负荷冷冻水回水温度为46.25℉时的温差

热量计算:

机组减少500BTU/加仑/分钟×480×1.25%=在最小负荷300,000 BTU/HR

在30分钟内,机组产生300,000BTU/HR的一半,0.5×300,000=150,000 BTU/HR

因此,为了充分的热惯性,系统必须容纳14,371加仑水。

计算在管道、盘管、容器中水的总量,若总量小于14,371加仑,应增加贮存水箱以防止短循环。

用板式热交换器进行自由冷却:

冷却塔一般与湿球温度有7°温差,板式换热器有3°温差,因而可使45°的水:

45℉-7℉-3℉=35°或更低的湿球温度。

优点:额外节约能量。

缺点:体积大,在转换时,如果控制器不正确,冷水能进入冷凝器中。板式换热器和控制器价格昂贵,控制器可以是综合型的。

 

自然冷却系统:

(冰)蓄冷:

什么是冰蓄冷?

冷吨×小时=冷吨-小时

例如:100冷吨,教堂使用 2小时/wk =200冷吨小时

168小时/wk,其中166未使用,200冷吨小时/166小时=机组需要1.2冷吨负荷转移,如上例所有冰用来冷却,部分增加的冰用来帮助机组带走一部分负荷。

蓄冷的三种形式:水、盐水、冰。

冰冻结在盘管上:冰蓄冷设备,制冷剂或盐水通过换热管流动。

动态型:制冷剂通过换热板,热气解冻收冰使其进入底部冰槽中,直接蒸发式用在小型机组中,液体过量供给式用在大型机组中。

蓄冷:小型的为整机系统,大型的用压缩机在现场安装;

静态冰蓄冷:用盐水制冰并将冰解冻成冰块。

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