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管路通大气的系统。
开式系统的优点是冷水箱有一定的蓄冷能力,可以减少开启冷冻机的时间,增加能量调节能力,且冷水温度波动可以小一些。 其缺点为:
A冷水与大气接触,易腐蚀管路;
B喷水室如果较低,不能直接自流回到冷冻站时,则需要增加回水池和回水泵;
C用户(喷水室、表冷器)与冷冻站高差较大时,水泵则需克服高差造成的静水压力,耗电量大;
D采用自流回水时,回水管径大,因而投资高一些。
2、两管制、三管制、四管制
(1) 仅要求冬季加热和夏季降温的系统;以及全年运行的空调系统,整个
水系统内不要求有的房间加热,有的房间冷却,可以按季节进行冷却和加热的转换时,应采用两管制系统。
(2) 当冷却和加热工况交替频繁或不同房间同时要求冷却和加热时,可采
用四管制系统。
(3) 三管制由于冷热损失大,控制较复杂,一般不采用。
(4) 对于工艺性有严格温、湿度要求的空调系统,一般冷热水系统均分开
设置。
3、定水量和变水量
(1) 定水量系统:系统中循环水量为定值,或夏季和冬季分别采用不同的
定水量,负荷变化时,减少制冷量或者热量,改变供、回水温度的系统。
定水量系统简单,不需要变水量定压控制。用户采用三通阀,改变通过表冷器的水量,各用户之间不互相干扰,运行较稳定。其缺点是水量均按最大负荷确定的,而最大负荷出现的时间很短,即使在最大负荷时,各朝向的峰值也不会在同一时间内出现,绝大多数时间供水量都大于多需要的水量,因此水泵的无效耗能很大。另外,如果采用多台冷冻机和多台水泵供水,负荷小时,有的冷冻机停止运行,而水泵却全部运行,则供水温度升高,使风机盘管等降湿能力降低,会加大室内相对湿度。定水量系统,一般适用于间歇性降温的系统和空调面
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积小,只有一台冷冻机和一台水泵的系统。
(2) 变水量系统:保持供水温度在一定范围内,当负荷变化时,改变供水
量的系统为变水量系统。变水量系统的水泵能耗随着负荷减少而降低,系统的最大水量亦可按综合最大负荷计算,因而水泵运行能量可大为降低,管路和水泵的初投资亦可降低。但需要采用供、回水压差进行台数和流量控制,自控系统较复杂。变水量系统适用于大面积空调全年运行的系统。变水量系统的各用户流量应采用自动控制。
(3) 同程式和异程式
室内管网,尤其是带有吊顶的高层的室内管网,当采用风机盘管时,用水量很少,利用调节管径的大小,进行平衡,往往是不可能的。采用平衡阀或者普通阀门进行水量调节则调节工作量很大。因此,针对本设计大楼,在垂直方向上采用同程式,而水平方向上采用异程式相结合的水系统方式,不仅能解决上述的问题还能节约部分管材。
总结:根据以上各系统的特征及优缺点,结合本综合楼情况,本设计空调水
系统选择闭式、竖直同程、水平异程式、双管制、单级泵、定流量系统,这样布置的优点是过渡季节只供给新风,不使用风机盘管的时候便于系统的调节,节约能源,本设计可以采用双管制供应冷冻水,且具有结构简单,初期投资小等特点。同时考虑到节能与管道内清洁等问题,可以采用闭式系统,不与大气相接触,仅在系统最高点设置膨胀水箱,管路不易产生污垢和腐蚀,不需要克服系统静水压头,水泵耗电较小。由于设计属于多层建筑,因此可以采用水平异程,竖直同程式水系统,此系统的立管除了供回水管路外,还有一根同程管,由于各并联环路的管路总长度基本相同,各用户盘管的水阻力大致相等,采用三通电动调节阀调节水流量。所以系统的水力稳定性好,流量分配均匀,且此系统属于垂直同程系统。
4、关于分区问题的讨论
水系统分区一般考虑的问题为垂直高度和节能等问题,由于本设计大楼在垂直方向上低于50m,且为银行办公楼,加班时间较少,大楼一般统一使用,所以不进行分区。
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§3.2.2冷却水系统
冷水机组的冷凝器散热,需要依靠冷却水进行冷却。空调的冷却水系统有直流式冷却水系统、混合式冷却水系统和循环式冷却水系统,冷却水量非常大,考虑到节约能量和水资源,且降低运行费用,循环式冷却水系统是非常经济合理的,在目前的实际工程中得到了广泛的应用,尤其是机械通风冷却塔循环系统。
冷却水系统的形式:系统的布置形式有很多种,比较典型的有: 1、单机配套互相独立的冷却水循环系统
冷却塔和冷却水机组一对一配套,彼此构成独立的冷却水系统,这种流程运行方便,便于管理,但管路复杂,难以布置,而且成本较高。目前已不多用。
2、共用供、回水管的冷却水循环系统
冷却塔和冷水机组通常设置相同的台数,共用供、回水干管的循环系统。下水箱式冷却水系统和上水箱式冷却水系统以及无水箱式冷却水系统是这种方式的常见系统形式。其中无水箱式冷却水系统是当前采用比较多的形式,冷却塔设在建筑物三楼屋顶上,空调冷冻机组设在地下室,水从冷却塔的集水槽出来后,直接进入冷水机组而不设水箱。当空调冷却水系统只在夏季使用时,这种系统非常合理,运行管理方便可以减小循环水泵的扬程,节省运行费用。
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§3.3送风状态点的计算和确定
§3.3.1全空气系统
一、夏季:送风在机房内经过冷却去湿处理后,送到室内,回风一部分用于再循环并与新风混合,经过去湿降温再送入室内,另一部分直接排到室外。 其布置方式及h-d图上的处理过程分别如下图3-1、3-2所示。
空气处理机组送风新风空调机组回风
图3-1 一次回风系统工作流程
R O
M
90%
ε S
图3-2 一次回风夏季运行工况
其中:R——室内状态点,O——室外状态点,S——送风状态点,M——混合
点,ε——热湿比线。
1、全空气一次回风系统的计算公式及步骤: (1)计算热湿比:
ε=Q/W(3-1)
式中Q——室内冷(热)负荷,kW;
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W——室内湿负荷,g/s (2)总送风量:
G= Q/( hR -ho)(3-2)
式中hR——室内焓值,kJ/kg;
ho——室外焓值,kJ/kg (3)混合点的确定:
hRGR+GXho=GhM(3-3)
式中GR——回风量,kg/s;
GX——新风量,kg/s; hM——混合点的焓值,kJ/kg (4)新风冷负荷
QX= GX (hO- hR)(3-4)
2、以307房间进行计算夏季全空气系统送风状态点
307房间长l=19.6m,宽b=4.5m,为会议室。人员为175人,室外设计计算参数to=35.7℃,to.s=28.5℃,室内冷负荷Q=37.98kW,湿负荷w=5.3g/s,室内计算参数为:tR=26℃,φ=60%。 1)计算热湿比
ε=Q/W=37.98/5.03×0.001=13563.9kJ/kg
在h-d图上根据室内26℃及相对湿度60﹪确定R点,过R点作ε线与90﹪相对湿度线相交与送风状态点S点; 则:hR =58.85kJ/kg; ho=92.58kJ/kg; hs =49.25 kJ/kg; ts=18.24℃ 2)总送风量
G= Q/( hR -ho)= 37.98/(58.85-49.25)=3.96kg/s
新风量:
GX=10×175×1.2/3600=0.58kg/s
3)回风量
GR =G- GX =3.96-0.58=3.37kg/s
4)新风量校核
新风比:
GX / G=0.58/3.96=15%>10%
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