3.2.2設備品牌
冷水機組采用特靈公司產品;末端裝置采用德國妥思公司產品。
3.3設計負荷及冷熱源配置
3.3.1空調負荷
夏季空調係統設計冷負荷按100W/m2選取,空調設計總冷負荷為8100kW;冬季空調熱負荷按80W/m2選取,空調設計總熱負荷為6480kW。
3.3.2熱源
本大廈空調一次熱源為城市熱網,一次熱水120℃/60℃,經換熱站板式換熱器換熱後,為空調係統提供50℃/60℃的二次熱水,設計熱水流量為400m3/h,供回水壓差0.03-0.08MPa。
3.3.2.1板式換熱器
板式換熱器的一次熱水和二次熱水在波紋板的兩側對流,波紋采用人字形波紋,這些傳熱板的波紋斜交,即在相鄰的傳熱板上具有傾斜角相同而方向不同的波紋。沿流動方向橫截麵積是恒定的,但是由於流動方向不斷變化致使流道形狀改變,而引起湍流。一般傳熱板的波紋深度為3~5mm,湍流區流速約為0.1~1.0m/s,波紋板很薄,厚度為0.6~1mm,相鄰板間要有許多接觸點,以承受正常的運行壓力,相鄰的板有相反方向的人字形溝槽,兩種溝槽的交叉點就形成接觸點,這樣還可消除振動,並且在促進湍流和熱交換的同時,消除了由於疲勞裂縫引起的內部泄漏。板片可采用0.5~0.7mm的304L、316L、254L、不鏽鋼板或鈦合金、哈氏合金、薄板壓製而成,可耐各種腐蝕介質。
3.3.2.2本設計所使用BR型板式換熱器
BR型板式換熱器采用先進的人字形不鏽鋼換熱板片,具有換熱效率高、耐腐蝕、重量輕、易修易拆、便於增減換熱麵積、冷熱介質不易混合及介質殘留少、不易結垢等特點,是一種較理想的換熱冷卻設備。其外型結構。
BR型板式換熱器型號表示方法。
3.3.3冷源
製冷機房設於房頂21層平台,設置了兩台兩級壓縮離心式冷水機組(每台製冷量為750Ton)和一台水冷單螺杆式冷水機組(製冷量74.1Ton),冷水泵和冷卻水泵均為三大一小配置(大設備1台備用)。冷水供回水溫度為7℃/10℃,設計狀態下冷水總流量為856m3/h。冷卻水供回水溫度為28℃/32℃,設計狀態下冷卻水總流量為2048m3/h。冷卻塔設在21層平台,冷熱源係統原理圖。
3.3.3.1冷源設備工作原理
作為冷源的壓縮式冷水機組由4個基本部件組成,即壓縮機、膨脹閥、冷凝器和蒸發器。這4個基本部件也成為製冷劑循環的4大部件,通過管路把這4個部件連接在一起構成一個製冷係統。
(1)蒸發器。蒸發器是製冷四大件中很重要的一個部件,低溫的冷媒液體通過蒸發器,與外界的空氣進行熱交換,氣化吸熱,達到製冷的效果。蒸發器是一個換熱設備,製冷劑在其內吸熱汽化,從而冷卻載冷劑冷凍水。因此,蒸發器是真正產生製冷效應的設備。蒸發器內製冷劑的汽化過程是一個等壓的沸騰過程,沸騰時的溫度為該壓力下的飽和溫度(沸點)。常把蒸發器內製冷劑沸騰時的壓力稱為蒸發壓力,相對應的飽和溫度(沸點)稱為蒸發溫度,沸騰氣化過程稱為蒸發過程。
本設計所涉及冷源均采用幹式管殼式蒸發器。
幹式殼管式蒸發器的實物外形。一個細長的筒體兩端有圓板,用焊接形式與筒體結合,並有一定的密閉性。管板上有許多管孔,將蒸發管插入管孔,並露出管板外,用管密封或焊接密封。管板外再蓋以端蓋,端蓋與管板接觸麵有墊片充填密封,並用螺旋緊固。端蓋上有分隔板,把端蓋內腔分為幾個部分,一般是一分為四,這樣就分成四個流程。筒體上的兩端各焊接一段鋼管,管口裝有法蘭,一邊與水管連接,銅管內裝有十多塊折流板,一隻端蓋上有進出口接管,進口小,出口大,並裝有法蘭,一邊與係統連接。這就是幹式殼管式蒸發器的結構。幹式殼管式蒸發器的管內裝有製冷劑(水冷式冷凝器正好相反,管內走水),它分幾路進入蒸發管,這樣可縮短流動流程,減小流動阻力,分路數由製冷劑蒸汽的流速決定,液體製冷劑由熱力膨脹閥供給。
(2)壓縮機。壓縮機是從蒸發器中抽吸出製冷劑蒸氣並進行壓縮的設備,在製冷係統起輸送製冷劑的作用。它從蒸發器中抽吸出製冷劑蒸氣,以維持蒸發器內一定的蒸發壓力,同時也就維持了一定的蒸發溫度;將吸入的蒸氣進行壓縮,提高蒸氣的壓力,以便其在較高的溫度下可以冷卻並凝結成液體。
1)離心式壓縮機:離心式壓縮機中氣壓的提高,是靠葉輪旋轉、擴壓器擴壓而實現的。其外形。
當葉輪高速旋轉時,氣體隨著旋轉,在離心力作用下,氣體被甩到後麵的擴壓器中去,而在葉輪處形成真空地帶,這時低壓製冷劑蒸氣進入葉輪。葉輪不斷旋轉,氣體不斷地吸入並甩出,從而保持了氣體的連續流動。與往複式壓縮機比較,離心式壓縮機具有下述優點:結構緊湊,尺寸小,重量輕;排氣連續、均勻,不需要中間罐等裝置;振動小,易損件少,不需要龐大而笨重的基礎件;除軸承外,機器內部不需潤滑,省油,且不汙染被壓縮的氣體;轉速高;維修量小,調節方便。
2)螺杆式壓縮機:螺杆式壓縮機其結構簡單,易損件少,能在大的壓力差或壓力比的工況下工作,排氣溫度低,對製冷劑中含有大量的潤滑油(常稱為濕行程)不敏感,有良好的輸氣量調節性,可靠性高。其外形圖。
螺杆壓縮機零部件少,沒有易損件,因而它運轉可靠,壽命長,大修間隔期可達4~8萬小時。操作維護方便。動力平衡好。螺杆壓縮機沒有不平衡慣性力,機器可平穩地高速工作,可實現無基礎運轉,特別適合作移動式壓縮機,體積小、重量輕、占地麵積少。適應性強。螺杆壓縮機具有強製輸氣的特點,容積流量幾乎不受排氣壓力的影響,在寬闊的範圍內能保持較高效率,在壓縮機結構不作任何改變的情況下,適用於多種工況。
(3)冷凝器。在製冷係統中,冷凝器是一個使製冷劑向外放熱的換熱設備,製冷劑在其內凝結並釋放出熱量,這些熱量由空氣或水等介質帶走。冷凝器中用於冷卻製冷劑蒸氣並帶走凝結放出的熱量的介質稱為冷卻劑或冷卻介質。常用的冷卻介質包括水和空氣,當水作冷卻介質時就稱為冷卻水。冷凝器中的冷凝過程是等壓過程,其中的製冷劑壓力稱為冷凝壓力,對應的飽和溫度稱為冷凝溫度。
本設計所涉及冷源均采用臥式管殼式冷凝器。
它與立式冷凝器有相類似的殼體結構,主要區別在於殼體的水平安放和水的多路流動。其外形。
臥式冷凝器不僅廣泛地用於氨製冷係統,也可以用於氟利昂製冷係統,但其結構略有不同。氨臥式冷凝器的冷卻管采用光滑無縫鋼管,而氟利昂臥式冷凝器的冷卻管一般采用低肋銅管。這是由於氟利昂放熱係數較低的緣故。值得注意的是,有的氟利昂製冷機組一般不設貯液筒,隻采用冷凝器底部少設幾排管子,兼作貯液筒用。
(4)節流元件。節流元件可以是自動或者手動的節流閥或是毛細管。節流機構使高壓(冷凝壓力)液體轉變為低壓(蒸汽壓力)液體,創造在低壓低溫下汽化的條件並調節蒸發器的供液量。常用節流元件膨脹閥。
膨脹閥是製冷係統中常用節流元件,一般安裝於儲液筒和蒸發器之間。膨脹閥使中溫高壓的液體製冷劑通過其節流成為低溫低壓的濕蒸汽,使製冷劑在蒸發器中吸收熱量達到製冷效果,膨脹閥通過蒸發器末端的過熱度變化來控製閥門流量,防止出現蒸發器麵積利用不足和敲缸現象。
膨脹閥的特點:膨脹閥采用結構先進的雙流向平衡流口;膨脹閥由於使用了雙流向熱力膨脹閥,使製冷係統省膨脹閥、逆止閥和電磁閥的數量;膨脹閥雙向的平衡流口,使靜止過熱度隨著冷凝壓力或通過閥口壓降的變化而變化;膨脹閥具有穩定的過熱度,使係統運行穩定;膨脹閥適用製冷、空調等各種工作需要;膨脹閥蒸發溫度範圍:-40℃至+10℃;膨脹閥適用於R12、R22、R134a等介質。
3.3.3.2本設計所選用冷水機組
本設計選用離心式冷水機組、螺杆式冷水機組各一台,其技術參數。
3.4風係統設計
3.4.1新風係統設計
(1)新風係統。
新風係統是由風機、新風進風口、空氣處理部件(如過濾、換熱、濕度處理環節等)、各種送風管道和管道接頭組成。當風機工作,室外空氣經進風口吸入新風機,經過濾、表麵換熱器加熱升溫(夏季時冷卻降溫)及加濕處理(冬季),沿主風管送入各分支管路。處理後的新風由支風管引入各空調區域,經再熱型VAV末端裝置(一般安裝於空調內區),送入空調區域,達到換氣、濕度處理、空氣淨度調節的目的。
(2)新風機房。
3.4.2VAV末端裝置
布置於各空調區域的新風口前端安裝有變風量(VAV)末端裝置,也稱VAVbox。VAV末端裝置在本設計中安裝在新風機送風口前端,用來改變進入各空調區域實際新風送入量,從而與各空調區域不同負荷相適應。新風係統結構圖,從中可以看出風機將處理後的新風經各VAV末端裝置送至布置於空調區域的送風口。
本係統使用再熱型VAV末端裝置,安裝於各新風口前端,它可以根據各空調區域對新風量的不同需求,調節新風的送入量,達到節能的目的。同時,VAVbox中再熱型水盤管可以對送入的新風實現進一步溫度處理。
3.4.2.1VAVbox結構
(1)箱體。箱體采用薄形設計,由鍍鋅板外殼製成,內襯厚度為玻璃纖維或岩棉等保溫材料,表麵貼有穿孔鋁箔,用保溫釘固定在麵板的內表麵上,具有防火、隔熱、隔聲和防腐的能力。
(2)調節風門。由4-6片對開式葉片組成的節流式調節風門,具有良好的密封和氣流設計。當進口壓力為750Pa時,風門的最大泄漏量為額定風量的2%。在風門葉片伸出軸上設有無需保養的長壽命尼龍自潤滑軸承,與執行器連接後,風門能按房間的溫度要求,通過溫控器控製進氣口的一次風量。
(3)風速傳感器。在機組進口調節風門前,設平均風速傳感器,提供正比於流量的壓差信號。通過壓差信號,利用圖表可直接讀得機組一次風的風量,並實現對風門的控製。
(4)(冷)熱水盤管。具有鍍鋅鋼板機殼,銅管套鋁片結構,機械脹管。銅管內徑為9.5~12.7mm,鋁片片距為1.80~2.54mm,排數為1-4排,每排設一回路,其熱量區間為2~18kW。
熱水盤管設有放水和放氣孔,並有左右方向之分。盤管的泄漏壓力為180Pa。需要時還可設置電動控製閥,調節水量。
(5)控製器。機組具有壓力無關型氣動、電子和通信控製。在1.5kPa進口壓力下,風量調節的精度為機組額定流量的±5%。在任何場合,控製器均能按照房間恒溫器的要求,在最大和最小(進口管道流速>1.8m/s時)設定點之間調節。