水系統(tǒng)與制冷機(jī)房

1、8.1 8.1 空調(diào)水系統(tǒng)空調(diào)水系統(tǒng)第八章 水系統(tǒng)與制冷機(jī)房l空調(diào)用制冷技術(shù)空調(diào)用制冷技術(shù) 第一節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)第一節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)一、空調(diào)水系統(tǒng)概述一、空調(diào)水系統(tǒng)概述 典型集中式空調(diào)系統(tǒng)原理典型集中式空調(diào)系統(tǒng)原理 參見圖參見圖8-1l水系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)的能量輸配環(huán)節(jié)，其全年能耗在空調(diào)系統(tǒng)中占相當(dāng)大的份額。與制冷機(jī)組能效比（COP)類似，可用系統(tǒng)能效比（COP)和系統(tǒng)季節(jié)能效比(SCOP)來評(píng)價(jià)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻和整個(gè)制冷季節(jié)的綜合能源利用效率。l制冷機(jī)組的能效比 l COP= /P kw/kw ( 8-1)l系統(tǒng)能效比l = /(p+ + + ) kw/kw (8-2)sCOPeQfPwPwPc

2、,eQ 第一節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)第一節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)一、空調(diào)水系統(tǒng)概述一、空調(diào)水系統(tǒng)概述l式中 -制冷量lP-制冷機(jī)組功率l -空調(diào)設(shè)備的風(fēng)機(jī)功率l -冷凍水系統(tǒng)功率l -冷卻水系統(tǒng)功率l系統(tǒng)季節(jié)能效比lSCOPs=制冷機(jī)組在制冷季節(jié)制取的總冷量/空調(diào)系統(tǒng)在制冷季節(jié)消耗的總能量 kwh/kwh （8-3）eQfPwPc,wP二、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l空調(diào)用制冷技術(shù)空調(diào)用制冷技術(shù)二、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l（一）冷凍水系統(tǒng)的主要形式l1、閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l2、直連系統(tǒng)與間連系統(tǒng)l直連系統(tǒng)為用戶側(cè)水路和制冷機(jī)組直接連通的水系統(tǒng)。用于系統(tǒng)規(guī)模小、用戶較集中、且高差小的場(chǎng)合，可

3、降低設(shè)備投資、運(yùn)行效率高。l間連系統(tǒng)是采用換熱器將全部或部分用戶側(cè)水路與制冷機(jī)組水路分隔的系統(tǒng)，用于系統(tǒng)規(guī)模大、用戶較分散、且層高較高（高度大于100米）的場(chǎng)合，可減少各部分之間的影響，保持較高的運(yùn)行效率。l設(shè)計(jì)間連系統(tǒng)時(shí)各個(gè)系統(tǒng)都必須分別設(shè)置其定壓、補(bǔ)水系統(tǒng)或裝置。二、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l3、異程系統(tǒng)與同程系統(tǒng)l同程系統(tǒng)：每個(gè)用戶的冷凍水流經(jīng)管道的物理長(zhǎng)度相同的系統(tǒng)稱之。（P217圖8-7）同程系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是流經(jīng)各終端用戶的壓力損失比較接近，有利于阻力平衡，可簡(jiǎn)化水系統(tǒng)設(shè)計(jì)并減少系統(tǒng)初調(diào)節(jié)的工作量。l異程系統(tǒng)：每個(gè)用戶的冷凍水流經(jīng)管道的物理長(zhǎng)度不相同的系統(tǒng)稱之。（管道短、初投資少。阻力平

4、衡難）（ P217圖8-6）二、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l4、兩管制、三管制和四管制系統(tǒng)l根據(jù)供回水主干管數(shù)目不同分為兩管制、三管制和四管制系統(tǒng)l兩管制；一根供水管、一根回水管l三管制：一根供熱水管；一根供冷水管；一根回水管l四管制；一根供熱水管；一根供冷水管；l 一根熱水回水管；一根冷水回水管二、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l5、一次泵和二次泵系統(tǒng)l根據(jù)水泵克服系統(tǒng)阻力要求不同分為一次泵和二次泵系統(tǒng)（見圖8-11、8-12）l一次泵系統(tǒng)：用一級(jí)冷凍水泵克服制冷機(jī)組、輸配管路及末端設(shè)備的全部阻力l二次泵系統(tǒng)；用一次冷凍水泵克服制冷機(jī)組及前、后管道、部件的阻力，用二次泵克服輸配管路及末端設(shè)備的阻力二

5、、冷凍水系統(tǒng)二、冷凍水系統(tǒng)l6、變水量（VWV)和定水量(CWV)系統(tǒng)l定水量系統(tǒng):總的用戶側(cè)水流量不實(shí)時(shí)變化而相對(duì)恒定，可通過改變冷凍水供、回水溫度或調(diào)節(jié)末端風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來適應(yīng)空調(diào)房間的冷負(fù)荷變化。l變水量系統(tǒng)：通過改變用戶側(cè)水流量來適應(yīng)空調(diào)房間的冷負(fù)荷變化。od三、三、冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)l空調(diào)用制冷技術(shù)空調(diào)用制冷技術(shù) 三、三、冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l一、設(shè)計(jì)步驟l制冷機(jī)房（或稱冷凍站）的設(shè)計(jì)大體有以下幾個(gè)步驟：l（1）確定制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷l（2）確定制冷機(jī)組類型（包括制冷方式、制冷劑種類、冷凝器冷卻方式等 ）（從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇空調(diào)用蒸

6、氣壓縮式冷水機(jī)組時(shí)，單機(jī)名義工況制冷量大于1758 kW時(shí)宜選用離心式；制冷量在10541758 kW時(shí)，宜選用螺桿式或離心式；制冷量在7001054 kW時(shí)，宜選用螺桿式；制冷量在116700 kW時(shí)，宜選用螺桿式或往復(fù)式；制冷量小于116 kW時(shí)，宜選用活塞式或渦旋式。）（應(yīng)根據(jù)總制冷量大小和當(dāng)?shù)貤l件，確定冷凝器的冷卻方式，即水冷、風(fēng)冷、還是采用蒸發(fā)式冷凝器。采用水冷冷凝器時(shí)，則應(yīng)同時(shí)考慮水源和冷卻水的系統(tǒng)形式。）l（3）確定制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l（3）確定制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況l冷凝溫度根據(jù)冷凝器的冷卻方式和冷卻介質(zhì)的溫度確定。l立式、臥式殼管冷凝器等的冷凝

7、溫度一般比冷卻水出口溫度高24；l風(fēng)冷式冷凝器，冷凝溫度與空氣進(jìn)口溫度差取1016；l蒸發(fā)式冷凝器，其室外空氣的設(shè)計(jì)濕球溫度可按夏季室外平均每年不保證50h的濕球溫度計(jì)算，蒸發(fā)式冷凝器的冷凝溫度應(yīng)比該設(shè)計(jì)濕球溫度高510。l蒸發(fā)溫度則應(yīng)根據(jù)用戶使用溫度確定，一般情況下，蒸發(fā)溫度應(yīng)比冷凍水供水溫度低23。l直接蒸發(fā)式空氣冷卻器的蒸發(fā)溫度則與用戶所需空氣溫度有關(guān)，空氣調(diào)節(jié)用的直接蒸發(fā)式空氣冷卻器的蒸發(fā)溫度比送風(fēng)溫度低68。l冷藏庫(kù)用冷排管的蒸發(fā)溫度一般比庫(kù)溫低510，庫(kù)溫越低，差值越小。第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l（4）確定制冷機(jī)組容量和臺(tái)數(shù)l設(shè)計(jì)制冷機(jī)房時(shí)，一般選擇23臺(tái)同型號(hào)的制冷機(jī)

8、組，臺(tái)數(shù)不宜過多。除特殊要求外，可不設(shè)置備用制冷機(jī)組。l空調(diào)用制冷機(jī)房，目前一般選用冷水機(jī)組；l冷凍冷藏用制冷機(jī)房，制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和其他輔助設(shè)備，可以選擇成套設(shè)備或配套機(jī)組。 l（5）設(shè)計(jì)水系統(tǒng)l確定冷凍水和冷卻水系統(tǒng)形式，選擇冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的規(guī)格和臺(tái)數(shù)，進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。l（6）布置制冷機(jī)房第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l二、制冷機(jī)房l小型制冷機(jī)房一般附設(shè)在主體建筑內(nèi)，氟里昂制冷設(shè)備也可設(shè)在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。規(guī)模較大的制冷機(jī)房，特別是氨制冷機(jī)房，應(yīng)單獨(dú)修建。l（1）對(duì)制冷機(jī)房的要求l制冷機(jī)房宜布置在全區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；在動(dòng)力站區(qū)域內(nèi)，一般應(yīng)布置在乙炔站、鍋爐

9、房、煤氣站、堆煤場(chǎng)等的上風(fēng)側(cè)，以保證制冷機(jī)房的清潔。l制冷機(jī)房的位置應(yīng)盡可能設(shè)在冷負(fù)荷中心處，力求縮短冷凍水和冷卻水管網(wǎng)。當(dāng)制冷機(jī)房為全區(qū)主要用電負(fù)荷時(shí)，還應(yīng)考慮靠近變電站。l氨制冷機(jī)房不應(yīng)靠近人員密集的房間或場(chǎng)所，以及有精密貴重設(shè)備的房間等，以免發(fā)生事故時(shí)造成重大損失。第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l空調(diào)用制冷機(jī)房，主要包括主機(jī)房、水泵房和值班室等。l冷凍冷藏用的制冷機(jī)房，規(guī)模較大者，按不同情況可分隔為主機(jī)間（用于布置制冷壓縮機(jī)）、設(shè)備間（布置冷凝器、蒸發(fā)器和儲(chǔ)液器等輔助設(shè)備）、水泵間（布置水箱、水泵）、變電間（耗電量大時(shí)應(yīng)有專門變壓器），以及值班控制器、維修貯存室和生活間等。房高應(yīng)不

10、低于3.24.0 m，設(shè)備間也還應(yīng)低于2.5 m。l制冷機(jī)房應(yīng)采用二級(jí)耐火材料或不燃材料建造。機(jī)房最好為單層建筑，設(shè)有不相鄰的兩個(gè)出入口，機(jī)房門窗應(yīng)向外開啟。機(jī)房應(yīng)預(yù)留能通過最大設(shè)備的出入口或安裝洞。l此外，制冷機(jī)房應(yīng)有每小時(shí)不少于3次換氣的自然通風(fēng)，氨制冷機(jī)房還應(yīng)有每小時(shí)不少于12次換氣的事故通風(fēng)設(shè)備。l（二）制冷機(jī)房的設(shè)備布置（p228)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l三、制冷設(shè)備的保溫l一般，應(yīng)保溫的部分有制冷壓縮機(jī)的吸氣管、膨脹閥后的供液管、間接供冷的蒸發(fā)器以及冷凍水管和冷凍水箱等。制冷系統(tǒng)使用的保溫材料應(yīng)導(dǎo)熱系數(shù)小、濕阻因子大、吸水率低、密度小，而且使用安全，價(jià)廉易得、易于加工敷設(shè)。目前，制冷系統(tǒng)中常用的保溫材料有礦渣棉、離心玻璃棉、柔性泡沫橡膠塑料、自熄型聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料等。.第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)第二節(jié)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)l管道和設(shè)備保溫層厚度的確定，要考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，但是，最小保溫厚度應(yīng)使其外表面溫度比最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度高2左右，以保證保溫層外表面不結(jié)露。在計(jì)算保溫層厚度時(shí)，可忽略管壁導(dǎo)熱熱阻和管內(nèi)表面的對(duì)流換熱熱阻。l對(duì)于設(shè)備壁： （8-4）l對(duì)于管道： （8-5）l 空氣干球溫度，以最熱月室外空氣平均