低温系统低温送风节能施工技术分析

2019-04-11 版权声明 举报文章

摘 要:针对空调系统采用低温送风变风量系统加以分析,提出一些空调系统施工重点及经济节能性。

关键词:空调系统;低温送风;冰蓄冷;节能

1 本工程低温送风空调系统

某大厦空调系统采用低温送风变风量系统,以实现蓄冰、制冷机单供冷、蓄冰槽单供冷、蓄冰和制冷机联合供冷4种不同的工况,与空调系统逐时负荷优化匹配,实现节能运行调节;低温送风空调系统按送风温度的高低通常可分为3类:(1)送风温度为4℃―6℃的低温送风;(2)送风温度为6℃―8℃的低温送风;(3)送风温度为9℃―12℃的低温送风;实践证明,温度为6℃―8℃的低温送风与冰蓄冷技术相结合可获得较好的空调效果及较高的经济效益,是目前主流的空调系统设计。本工程经过前期多种方案的对比分析,冷源选用3台1100RT的双蒸发器离心式冷水机组和2台450RT的磁悬浮冷水机组(基载),以保证空调系统送风温度为7℃(风口出风处)。原理图如下:

图1 冰蓄冷系统原理图

2 低温送风空调系统施工重点

输配空气管道的保温节点处理(特别是保护板材料的选择):本工程低温空调送风系统设计送风温度仅为7℃,几乎与常规的冷水温度相似,与周围空气的大温差也大大增加了空调系统管路的得热的驱动力,风口表面被冷却到低于周围空气露点温度而产生凝结露的机会大大增加,所以制定防止过多得热与杜绝凝结露的技术处理措施非常重要。故笔者对保温材料的材质及厚度的选择、风管及设备保温节点处理(特别是立管穿楼板处、风阀处等保温较难处理的部位)做了详细的调研。一般的空调风管保温,为了防止保温板与吊架直接接触,其两者之间的保护板材料选用刷沥青的木板,但由于木质材料长时间使用后容易变形、老化,且施工较为繁琐,加之木质材料的可燃性,即便外刷防火涂料也不能从根本上保证安全,效果偏差。本工程对各种材料进行了对比,选择了200mm(宽)×20mm(厚)的B1级阻燃型挤塑板作为橡塑保温层与吊架之间的保护板,其加工周期短、美观适用、安全可靠、保温实际效果好,是一项可以广泛推广的技术。下图为风管保温节点处理图及实际保温完成后的效果。

图2 风管保温节点处理

3 低温空调系统管内存气设置

在施工过程中,产生管内存气的现象:配管时为绕过障碍物形成上下方向Ⅱ形弯,使顶部存气;水平供回水干管,反坡或配管不直,使空气不能顺坡、顺流排至立管顶部的排气装置中;卧式吊装风机盘管机组高于水平供回水干管,连接的支管中存气;系统中漏装排气阀或虽有排气装置,但所设位置欠妥等。在空调工程水系统中,冷热量的传送完全是依靠输送冷热水来实现的。管内如果存气,轻则会减少过流断面,重则形成气塞,阻碍正常循环。支管产生气塞,则一组盘管失效。水平干管产生气塞,则会导致多组盘管失效。为防止管内存气采取措施有:凡系统的顶部、干管的顶部、尤其是同程式立管的顶端、上下方向Ⅱ形弯的最高点以及系统的末端,即凡是会存气而不易排出气的地方,均需设排气装置如:自动排气阀、集气罐、排气管和手动放气阀等;排气装置的安置位置应正确,即设在可能存气段的最高点;设计和施工中正确排坡的目的,在于尽量使风机盘管中的空气能顺着支管坡度向上排至水平干管中,再顺向排至立管,直至其顶端的排气装置中排出系统。为此,水平干管安装位置应高于风机盘管。此时,水平干管常常会受到建筑结构大梁的限制,应在设计图中用注明预埋钢套管的方法来实现,施工中必须按规定的标高、位置事先做好此项预埋或预留工作。采取以上措施后,便于向系统内充水排气,从而确保作为冷热媒水的畅通循环。

4 低温送风空调系统的经济

4.1 运行费用 本工程采用了冰蓄冷作为冷源,与之配套的空调系统采用低温变风量空调系统。这种空调系统的合理配置,较常规空调系统节省了运行费用。在空气侧,低温送风温度为5~7℃,较常规空调送风温度13℃~16℃,其送风温度降级了8~9℃,送风温差增加一倍左右。如此大的温差(约17℃),在相同的负荷下能大大缩减送风的风量。经过计算机模拟分析,本工程若采用常规空调系统,送风量约为3352793m3/h,而采用低温送风空调,其送风量

约为2397921m3/h,其送风量减少28%,大大降低了送风系统的能耗。在水系统侧,冷冻水送回水温度为2.2/13.3℃,较常规空调系统送回水温度7/12℃,其送水温度降低了5℃,供回水温差增加了一倍左右。如此大的温差(约11.1℃),在相同的负荷下能有效缩减冷冻水流量。经过计算机模拟分析,本工程若采用常规空调系统,系统循环水量约为3300m3/h,而采用冰蓄冷作为冷源提供大温差冷冻水,其循环水量约为500m3/h,其循环水量减少55%,大大降低了冷冻水输送的运行能耗。低温送风空调系统在运行费用方面较常规空调的节约测算详见下表:

附表:运行费用对比表

对比内容常规空调系统低温空调系统运行费用

空调系统用电量(不含换热站)9850KW7026KW系统用电量减少29%,减少电力投资,减少空调运行能耗及费用

4.2 初投资 (1)风管及水管断面减小:其断面尺寸较常规空调系统减少30%,有效降低了风管占用吊顶空间,减少了制作、安装的材料费和工程量,并提高了室内吊顶标高。

(2)动力设备容量减少40%―50%,减少了设备的初投资,降低了风机及泵的运行能耗;

(3)减少了空调箱的数量:根据本工程前期经济分析计算机模拟,采用常规空调系统空调箱数量为96台,而采用低温送风空调系统需要空调箱67台,空调箱数量减少30%,减少了系统投资;

(4)节省空调机房面积:根据本工程前期经济分析计算机模拟,采用常规空调空调机房面积约为6600m2,而采用低温送风空调系统面积约为4600m2,为大厦节约了2000m2使用面积;

(5)低温送风带来室内较低的相对湿度,在相对湿度为35%―45%的情况下,干球温度可比一般室内舒适温度设定点提高1℃―2℃,而居住者有同样的舒适感觉,可使制冷耗能量减少5.6%―10.6%;

(6)经综合测算,本工程采用低温送风空调系统后,空调送风系统造价合计降低了32%;

5 结束语

低温送风系统是目前主流的空调系统,特别是与冰蓄冷相结合适用,可降低系统运行能耗及电力需求,提高系统的COP值,创造显著的经济效益,特别适用于办公室、写字楼、体育馆、商业中心、文化场馆、教学实验楼等冷负荷要求变化的场所。低温送风系统在大厦的成功运用,为该技术的推广普及做出了示范。

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