送风机的风量,比较经济和合理的措施是调节风机的转速或风机的进口导叶装置,才能实现节约动力的效果。
7-24 结合空调热水系统与采暖热水系统的差异,分析空调热水系统在设计方面需要特殊考虑哪些问题?
【答】 两者主要区别就在于工作介质的温度参数各不相同,热水系统受到空调场所较高卫生标准和空调设备内自控原件环境温度的控制,比采暖热水系统温度低的多,对于同一台兼做冷冻的设备其热水温度也受到限制。就供回水温差而言,增大温差可减少系统流量,但会使系统水力稳定性计算,所以空调热水系统供回水温差也小。水温不同除影响系统的热工性能、流量大小外,还会使水的密度、运动粘度等物性参数发生变化,从而引起系统阻力的改变,另外对管道材料的化学物理特性也有影响。
鉴于以上差异,空调热水系统在设计方面需要特殊考虑以下问题:① 由于受水温和水温差的限制,空调水系统的自然作用压力较小,故空调水系统通常都是采用机械循环方式;另外,常用于供暖热水系统中的单管式系统,在空调水系统中由于水温差较小通常不采用。②在相同热能条件下,空调水系统的流量较大,对提高系统的水力稳定性、减轻系统水力失调有利。③空调系统水流量的增加,导致水泵输送能耗加大,降低水泵能耗对节约系统运行总能耗显得更为突出。④空调系统中各用户负荷差异大,运行期间负荷变化大,采用合理的控制调节方式是空调水系统正常运行、降低能耗的重要保证。
7-25 开式循环和闭式循环水系统各有什么优缺点?
【答】 开式系统是管道与大气相通的一种水系统。其优点在于夏季可采用喷水室冷却空气以及水池的蓄冷能力,可以减少冷热源设备的开启时间,增加能量调节能力,且水温波动小。缺点是水泵扬程大、停泵后的管道腐蚀问题严重以及水力平衡困难。在开式系统中,还应注意水泵的吸入侧应有足够的静水压头,尤其是热水系统,应确保吸入侧不至于发生汽化现象。
闭式水系统管道内没有任何部分与大气相通,仅在系统的最高点设膨胀水箱。解决了开式系统的腐蚀问题,但是需要设置定压设备。水泵扬程小,因为不设水池,中央机房占地面积小。处理空气时只能采用封闭式冷、热盘管,且系统本身几乎不具备蓄冷能力,对制冷机组的要求较高。
7-26 按供、回水管数分类水系统有哪些形式?各自的特点是什么? 【答】 可分为两管制、三管制、四管制及分区两管制水系统。
两管制系统:一根供水管,一根回水管,各组换热设备井联在供、回水管之间。两管式
系统各换热设备流量可单独控制,使用灵活,调节方便,初投资省,应用广泛。
三管制水系统:两根供水管分别供冷水和热水,一跟回水管冷、热水共用,各组换热设备并联在供、回水管之间。这种系统型式虽比四管制经济,但共用回水管会造成冷量和热量的混合损失,同时调节控制也较复杂。
四管制水系统:采用两根供水管、两根回水管,分别供热水和冷水,各组换热设备并联在供、回水管之间。适应于一些负荷差别比较大,供冷和供热工况交替频繁或同时使用的场合。这种系统型式初投资较高,但运行很经济,对冷热转换和室温调节均具有良好的供应性,往往应用于对舒适性要求较高的建筑物。
分区两管制系统:系统空气处理装置采用双管制连接,根据用户需要进行环路分区,各分区分别与冷、热水干管并联。适用于当建筑物内供冷和供暖工况不是频繁转变,但有些区域需要全年供冷时,对于过渡季节或冬季可根据需要,向不同区域分别供冷或供热,比四管制系统节省投资和空间尺寸,但调节能力不如四管制,投资比普通两管制高。
7-27 什么是定流量和变流量系统?
【答】 定流量系统是指保持输配管路中的循环水量为定值的系统,空调房间热湿负荷变化可通过改变整个系统和末端设备的供、回水温度来控制室内温湿度,或者通过在换热设备处装设电动三通阀,借助改变进入末端设备的水量来实现用户局部调节,而系统流量保持不变,各用户间不互相干扰,运行稳定好,但系统始终处于大流量运行,增加水泵能量消耗。变水量系统则是保持供水温度在一定范围内,通过电动二通阀改变末端设备和系统的循环水量来满足空调用户的的冷热负荷要求,水泵运行能耗大幅减少,但控制系统较为复杂。
7-28 高层建筑空调水系统设计应着重解决哪些工程技术问题?
【答】 ① 由于系统承压能力带来的技术问题。高层建筑高度较高,水系统内的水静压力有可能超过管道、设备的承压能力;另外,建筑设计客观上形成低区群房和高区塔楼两大功能区。所以要依据设备、管道的承压能力进行合理的竖向分区。② 由于空调用户负荷特性差异带来的技术问题。高层建筑使用功能日趋复杂,商业服务用户所占比例很大,空调系统大多为间歇使用;大型建筑客观存在内区和外区,内区空调负荷几乎不受室外气象参数影响,需要全年供冷,而外区根据室外温度、湿度变化,有时需要供冷,有时需要供暖;建筑内不同朝向的房间太阳辐射的热作用是不一样的,会引起过渡季节南向房间需要供冷,而北向房间需要供暖。
7-29 空调常用冷却塔有哪些类型?试述各自的工作原理及应用特点。
【答】 ①逆流式冷却塔:在风机的作用下,空气从塔下部进人,顶部排出,水从上
至下穿过填料层。空气与水在冷却塔内竖直方向逆向而行,热交换效率高。冷却塔的布水设备对气流有阻力,布水系统维修不便,冷却水的迸水压力要求为0.1 MPa。
②横流式冷却塔:工作原理与逆流式相同。空气从水平方向横向穿过填料层,然后从冷却塔顶部排出,水从上至下穿过填料层,空气和水的流向垂直,热交换效率不如逆流式。横流塔气流阻力较小,布水设备维修方便,冷却水阻力不超过0.05 MPa。
③引射式冷却塔:取梢了冷却风机,利用喷口高速水射流的引射作用,在喷口喷射水雾的同时,把一定量的空气导入塔内与水进行热交换。冷却水进水压力要求 0.1~0.2 Mpa
④蒸发式冷却塔:冷却水通过盘管与塔内的喷淋循环水进行换热,室外空气在风机作用下送至塔内.使盘管表面的部分水蒸发而带走热量。主要优点是冷却水系统为全封闭式系统,水质不易受到污染;在过渡季节,可作为蒸发冷却式制冷设备,使冷却水直接当作空调系统的冷冻水使用,从而减少冷水机组的运行时间。蒸发式冷却塔换热效率低,电耗较大,冷却水在盘管中的循环阻力较大,只有在有条件兼作蒸发冷却制冷装置使用时,才采用这种型式。
7-10 空调水系统的主要附属设备有哪些?分析各自的作用。
【答】 ① 分水器与集水器:便于连接通向各个空调分区的供水管和回水管,有利于各空调分区的流量分配,便于调节和运行管理,同时在一定程度上有均压的作用。② 平衡阀:主要功能有测量流量、调节流量、隔断功能、排污功能。③ 过滤器或除污器,应安装在用户入口供水总管、热源(冷源)、用热(冷)设备、水泵、调节阀等入口处,用于阻留杂物和污垢,防止堵塞管道与设备。④ 压力表和温度计。
7-31 空调冷凝水系统设计中应注意哪些问题?
【答】 ① 管道腐蚀问题。冷凝水管道可采用聚氯乙烯塑料管和镀锌管道,不宜采用镀锌钢管。采用镀锌钢管时,为防止冷凝水管道表面结露,通常需设置保温层。
② 冷凝水排放问题。应沿着冷凝水流向设置足够的管道坡度,其支管坡度不宜小于0.01,干管坡度不宜小于0.005,不应有积水的部位;冷凝水积水盘位于机组内的负压区时,为避免冷凝水倒吸,集水盘的出水口处必须设置水封。冷凝水立管顶部应设计通大气的透气管;冷凝水管管径应该按冷凝水流量和冷凝水管最小坡度确定。
7-32 某空调水系统用户侧计算冷负荷为1200kW,冷冻水供回水温分别为70C和12C,用户侧最不利循环环路的管路总长度为540um,冷水机组蒸发器水阻力为65kPa,空气处理设备水阻力为40kPa,若系统管道阻力按平均比摩阻Rpj=100Pa/m,局部阻力占系统总阻力的50%估算,试确定用户侧水系统循环水泵的扬程和流量应为多少?
0 【解】 ① 根据该系统冷负荷,得系统流量(考虑10%的附加余量):
G?1.1Q4.19?10(th?tg)3?1.1?1200?10W4.19?10J/(kg?C)?(12?7)C3003=63.0 kg/s
② 计算循环水泵扬程 根据:?Pl?Rpj?l?,其中:
?:沿程损失占总压力损失的百分数,本系统取50% ?Pl:最不利循环环路的循环作用压力
?l:最不利循环环路的总长度
所以,?P540×10-3/50%=108kPa l=100×
水泵扬程应能克服系统沿程阻力、局部阻力和设备阻力,故其扬程为
P=108 kPa +65 kPa +40 kPa =213kPa
考虑10%的富余压力:P=213 kPa×(1+10%)=234.3 kPa
换算成水柱压力,得循环水泵所需扬程为:H=23430/980=23.9m