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空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能方式與水泵調(diào)節(jié)

來源:山東康德萊凈化工程有限公司 時(shí)間:2019-11-19 13:57:57 瀏覽次數(shù):

空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能方式與水泵調(diào)節(jié)


來源 :山東康德萊凈化工程有限公司                                   日期:2019-11-18


空調(diào)負(fù)荷

為維持某一環(huán)境,單位時(shí)間內(nèi),從某一空間除去(或加進(jìn))的熱量(顯熱和潛熱),稱為空調(diào)負(fù)荷。 空調(diào)房間的負(fù)荷來源于房間外部和內(nèi)部:如:溫差傳熱、太陽輻射熱、設(shè)備散熱散濕、人體散熱散濕等。

空調(diào)負(fù)荷是空調(diào)工程設(shè)計(jì)中最基本的、也是最重要的數(shù)據(jù)之一,它的數(shù)值直接影響到空調(diào)方案的選擇,空調(diào)和冷熱源等設(shè)備容量的大小,進(jìn)而影響到工程投資費(fèi)用、設(shè)備能耗、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用以及空調(diào)的使用效果。

室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù)

在設(shè)計(jì)一個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí),首先要明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)的條件,即:空調(diào)系統(tǒng)要將室內(nèi)空氣控制在什么狀態(tài)之下(表示這個(gè)狀態(tài)的空氣參數(shù)稱為空調(diào)設(shè)計(jì)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù));空調(diào)系統(tǒng)需要在什么氣象條件下運(yùn)行(表示這個(gè)氣象條件的空氣參數(shù)稱為空調(diào)設(shè)計(jì)室外空氣計(jì)算參數(shù))。要消除空調(diào)房間內(nèi)部和外部干擾源所造成的影響也與室內(nèi)外空氣參數(shù)有關(guān),因此在討論空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算問題之前,首先要了解空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算用的室內(nèi)外空氣參數(shù)及確定方法。

(一)空調(diào)室內(nèi)空氣參數(shù)的確定:

室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)主要是指作為空調(diào)工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)而采用的空氣溫度、相對(duì)濕度和空氣流速等室內(nèi)空氣的控制參數(shù)。

與空氣有關(guān)的因素影響人的熱舒適性原因:

1)溫度——人體對(duì)于溫度較為敏感,而室內(nèi)溫度對(duì)人的熱舒適性的影響是通過與人體表面皮膚的對(duì)流換熱和導(dǎo)熱來實(shí)現(xiàn)的。

2)相對(duì)濕度——出汗是人體在任何氣溫下都存在的生理機(jī)能,只是在氣溫較低時(shí)出汗量較少,往往感覺不到出汗。而相對(duì)濕度主要影響人體表面汗液的蒸發(fā),即影響蒸發(fā)散熱量的多少。相對(duì)濕度過高不僅會(huì)使人感到氣悶,而且汗液不易蒸發(fā);相對(duì)濕度過低又會(huì)使人感覺干燥,引起皮膚干裂,而且易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。

3)氣流速度——?dú)饬魉俣葘?duì)人的熱舒適性最明顯的影響是在夏季送冷風(fēng)時(shí),如果冷空氣的流速過大,造成吹冷風(fēng)的感覺時(shí),會(huì)極不舒適,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)致人生病。

室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)可分為兩類:

1)在民用建筑和工業(yè)企業(yè)輔助建筑中以保證人體舒適、健康和提高工作效率為目的的“舒適性環(huán)境空氣參數(shù)”;

2)在生產(chǎn)廠房以及一些研究、試驗(yàn)環(huán)境或設(shè)施中以著重滿足生產(chǎn)工藝過程和試驗(yàn)過程的空氣環(huán)境需求為目的的“工藝性環(huán)境空氣參數(shù)”。

1、人體熱平衡與舒適感

當(dāng)人體散熱和體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)熱相平衡時(shí),人的冷熱感覺良好,體溫會(huì)保持在36.5℃~37℃。一般情況下,凡是有利于人體維持這種熱平衡的環(huán)境,人就感到舒適;反之,就感到不舒適。

2、舒適性空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)的確定

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,舒適性空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)應(yīng)符合下表的規(guī)定。

常見居住建筑與公共建筑內(nèi)空調(diào)房間的室內(nèi)空氣參數(shù)
3、工藝性空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)

由于工藝過程的千差萬別,工藝性空調(diào)還可細(xì)分為:一般降溫性空調(diào)、恒溫恒濕空調(diào)、凈化空調(diào)、人工氣候。

各種工藝性空調(diào)的特點(diǎn):

1)降溫性空調(diào):對(duì)室內(nèi)空氣溫濕度的要求是保證夏季工人操作時(shí)手不出汗,因此一般只規(guī)定溫度或濕度的上限,對(duì)空調(diào)精度沒有要求。

如電子工業(yè)的某些車間,規(guī)定夏季室溫不大于28℃,相對(duì)濕度不大于60%。

2)恒溫恒濕空調(diào):對(duì)室內(nèi)空氣的溫濕度基數(shù)和精度都有嚴(yán)格要求。如某些計(jì)量室,室溫要求全年保持(20±0.1)℃,相對(duì)濕度保持(50±5)%。

也有的工藝過程僅對(duì)溫度或相對(duì)濕度一項(xiàng)有嚴(yán)格要求,如紡織工業(yè)某些工藝對(duì)相對(duì)濕度要求嚴(yán)格,而空氣溫度則以勞動(dòng)保護(hù)為主。

3)凈化空調(diào):不僅對(duì)空氣溫、濕度有一定要求,而且對(duì)空氣中所含塵粒的大小、數(shù)量,甚至微生物種類也有嚴(yán)格要求。暖通南社有大量課件,這里不再累述了。

如,醫(yī)院的潔凈手術(shù)室分為四個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)對(duì)細(xì)菌濃度都有明確的指標(biāo)要求。

4)人工氣候:模擬高溫高濕或低溫低濕,甚至高空氣候環(huán)境。

不論何種工藝性空調(diào),由于其服務(wù)對(duì)象為工業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)實(shí)驗(yàn),因此必須按工藝過程的特殊要求來確定室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)。

當(dāng)有人操作時(shí),在可能的情況下應(yīng)盡量兼顧考慮人體熱舒適的需要。

對(duì)于夏季溫度和相對(duì)濕度低于舒適性空調(diào)的場(chǎng)所,應(yīng)盡量減小室內(nèi)空氣的流速,在工藝條件允許的前提下,應(yīng)盡量提高空氣溫度,這樣不僅可以節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用,而且還有利于操作人員的健康。

某些生產(chǎn)工藝過程所需的室內(nèi)空氣參數(shù)(摘錄)

4、空調(diào)基數(shù)和空調(diào)精度:

空調(diào)基數(shù)是指空調(diào)區(qū)域內(nèi),按設(shè)計(jì)規(guī)定所需保持的空氣基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對(duì)濕度。

空調(diào)精度是指在空調(diào)區(qū)域內(nèi)溫度和相對(duì)濕度允許的波動(dòng)范圍。   

例如,t=(22±1)℃和φ=(50±5)%。其中,空氣溫度22℃和相對(duì)濕度50%為空調(diào)基數(shù);溫度波動(dòng)范圍±1℃和相對(duì)濕度波動(dòng)范圍±5%為空調(diào)精度。

(二)空調(diào)室外空氣參數(shù)的確定

通常建筑物為自然環(huán)境所包圍,其內(nèi)部必然處于外界大氣壓力、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向以及日照等氣象參數(shù)的影響之中??照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中所要用到的一些室外氣象參數(shù)就稱之為“室外空氣計(jì)算參數(shù)”。

關(guān)系最密切的主要是一些溫濕度參數(shù),如計(jì)算通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)或由室內(nèi)傳至室外的熱量時(shí),涉及到的室外空氣(干球)溫度;計(jì)算加熱或冷卻室外空氣所需熱、冷量以及確定室外新風(fēng)狀態(tài)時(shí),要涉及到的室外空氣濕球溫度等參數(shù)。

 

室外空氣計(jì)算參數(shù)

 

1.室外空氣溫、濕度的變化規(guī)律:室外空氣的干濕球溫度等參數(shù)都是隨季節(jié)、晝夜和時(shí)刻不斷變化的量。

2.室外空氣計(jì)算參數(shù)的確定

室外空氣計(jì)算參數(shù)取什么值,會(huì)直接影響到室內(nèi)空氣狀態(tài)的保證程度和設(shè)備投資。

例如,當(dāng)夏季取用很多年才出現(xiàn)一次,而且持續(xù)時(shí)間較短(幾小時(shí)或幾晝夜)的當(dāng)?shù)厥彝饪諝庾罡吒蓾袂驕囟茸鳛槭彝饪諝庥?jì)算參數(shù)時(shí),就會(huì)因配置的設(shè)備和相關(guān)裝置容量過大,長(zhǎng)期不能全部投入使用而形成投資浪費(fèi)。

設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的室外空氣計(jì)算參數(shù)值,通常不是取最不利條件時(shí)的數(shù)值,而是根據(jù)全年少數(shù)時(shí)間不保證室內(nèi)溫濕度在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的原則確定的數(shù)值。

GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》4.1規(guī)定如下:

4.1.2 供暖室外計(jì)算溫度應(yīng)采用歷年平均不保證5 天的日平均溫度。

4.1.3 冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度,應(yīng)采用累年最冷月平均溫度。

4.1.4 冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證1天的日平均溫度。

4.1.5 冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度,應(yīng)采用累年最冷月平均相對(duì)濕度。

4.1.6 夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50小時(shí)的干球溫度。

4.1.7 夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50小時(shí)的濕球溫度。

4.1.8 夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度,應(yīng)采用歷年最熱月14 時(shí)的月平均溫度的平均值。

4.1.9 夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度,應(yīng)采用歷年最熱月14時(shí)的月平均相對(duì)濕度的平均值。

4.1.10 夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證5 天的日平均溫度。

國(guó)內(nèi)部分主要城市的部分室外空氣氣象參數(shù)

空調(diào)室內(nèi)負(fù)荷計(jì)算

室內(nèi)負(fù)荷又分為冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。

冷負(fù)荷:維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要在單位時(shí)間內(nèi)從室內(nèi)除去的熱量。包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩個(gè)部分。潛熱負(fù)荷為單位時(shí)間內(nèi)排除的水分,又稱為濕負(fù)荷。

熱負(fù)荷:維持一定室內(nèi)熱濕環(huán)境所需要在單位時(shí)間內(nèi)向室內(nèi)加進(jìn)的熱量。包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩個(gè)部分。如果只控制溫度,而不控制濕度,則熱負(fù)荷只包括顯熱負(fù)荷。空調(diào)室內(nèi)熱濕負(fù)荷主要來自:

(1)人體散熱散濕;

(2)照明燈具散熱;

(3)用電設(shè)備散熱;

(4)其他設(shè)備散熱。



空調(diào)室外負(fù)荷計(jì)算

空調(diào)室外熱濕負(fù)荷的計(jì)算

空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷:系統(tǒng)負(fù)荷的確定以房間負(fù)荷為主,另外再考慮新風(fēng)負(fù)荷、其他附加負(fù)荷。

新風(fēng)負(fù)荷及各附加冷熱負(fù)荷,從理論上講可以逐一計(jì)算出來,但很繁瑣且不太準(zhǔn)確,實(shí)際工程中通常以房間總負(fù)荷的10%~50%來統(tǒng)籌考慮。

2.空調(diào)負(fù)荷的概算

在工程設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)階段,為了滿足項(xiàng)目報(bào)審、招標(biāo)等對(duì)設(shè)備容量、機(jī)房面積以及投資費(fèi)用等方面的要求,往往需要大致了解空調(diào)系統(tǒng)的供冷量、供熱量、用電量、用水量,以及空調(diào)機(jī)房、制冷機(jī)房、鍋爐房等設(shè)備用房的面積。

Q=概算指標(biāo)×面積

民用建筑和房間空調(diào)負(fù)荷概算指標(biāo)



由于概算指標(biāo)德上下限差別較大,要合理選取只能靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。
夏季空調(diào)送風(fēng)狀態(tài)與送風(fēng)量



送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O的確定,也就是送風(fēng)溫差的確定要從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)方面綜合考慮。

確定送風(fēng)溫差時(shí)還要與擬采用的送風(fēng)方式聯(lián)系起來考慮,因?yàn)椴煌乃惋L(fēng)方式有不同的合適送風(fēng)溫差。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。

空調(diào)系統(tǒng)常用的上送風(fēng)方式的夏季送風(fēng)溫差,應(yīng)根據(jù)送風(fēng)口類型、安裝高度和氣流射程長(zhǎng)度以及是否貼附等因素確定。在滿足舒適和工藝要求的條件下,宜加大送風(fēng)溫差。

舒適性空調(diào)的送風(fēng)溫差,當(dāng)送風(fēng)口高度小于或等于5m時(shí),不宜大于10℃;當(dāng)送風(fēng)口高度大于5m時(shí),不宜大于15℃。

工藝性空調(diào)的送風(fēng)溫差,宜按下表給出的數(shù)據(jù)采用。

表 工藝性空調(diào)的送風(fēng)溫差與換氣次數(shù)

關(guān)于房間換氣次數(shù):為了保證空調(diào)效果,需要對(duì)空調(diào)房間的最小送風(fēng)量給予保護(hù),一般是通過對(duì)房間換氣次數(shù)的規(guī)定來體現(xiàn)的。

換氣次數(shù)是房間送風(fēng)量G(m3/h)和房間體積V(m3)的比值,用n(次/h)表示,即:

舒適性空調(diào)的房間換氣次數(shù)每小時(shí)不宜小于5次,但高大空間的換氣次數(shù)應(yīng)按其冷負(fù)荷通過計(jì)算確定。

工藝性空調(diào)的房間換氣次數(shù)不宜小于上表所列的數(shù)值。

已知空調(diào)房間冷負(fù)荷Q、濕負(fù)荷W和室內(nèi)控制參數(shù),可按照下列步驟確定夏季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和房間送風(fēng)量。

1)計(jì)算熱濕比值ε= Q/W。

2)在焓濕圖上確定出室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N后,過N點(diǎn)作熱濕比線ε。

3)按照規(guī)范要求選取送風(fēng)溫差ΔtO ,求出送風(fēng)溫度tO=tN-ΔtO,并進(jìn)行校核(為防止送風(fēng)口產(chǎn)生結(jié)露滴水現(xiàn)象,一般要求夏季送風(fēng)溫度要高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度2-3℃)。

4)根據(jù)送風(fēng)溫度tO,在熱濕比線上找到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。

5)計(jì)算送風(fēng)量,校核換氣次數(shù)。

例:某空調(diào)房間的夏季冷負(fù)荷Q = 3314W,濕負(fù)荷   W=0.264g/s。

要求室內(nèi)全年保持空氣狀態(tài)為tN=(22±1)℃和 φN=(55±5)%,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01325Pa。?求送風(fēng)狀態(tài)參數(shù)和送風(fēng)量。

冬季空調(diào)房間送風(fēng)量和送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定

當(dāng)冬季空調(diào)房間負(fù)荷為熱負(fù)荷時(shí),說明需要向房間送熱風(fēng)。此時(shí),送風(fēng)狀態(tài)空氣的溫度和焓值均大于室內(nèi)控制狀態(tài)的溫度和焓值。

從人的一般適應(yīng)能力來看,耐受吹熱風(fēng)的能力比耐受吹冷風(fēng)的能力強(qiáng),因此空調(diào)送熱風(fēng)時(shí)的溫差可比送冷風(fēng)時(shí)的送風(fēng)溫差大,于是冬季送熱風(fēng)時(shí)的送風(fēng)量就可以比夏季小。送熱風(fēng)時(shí)的送風(fēng)溫度也不宜過高,一般應(yīng)不超過45℃。

冬季減少送風(fēng)量可以少用電,降低運(yùn)行費(fèi)用,尤其是較大的空調(diào)系統(tǒng),減少送風(fēng)量的經(jīng)濟(jì)效益更顯著。

但是,減少送風(fēng)量時(shí)要注意,送風(fēng)量不能少于房間最少換氣次數(shù)要求的送風(fēng)量。

冬季空調(diào)也可以采用與夏季相同的送風(fēng)量。全年采用固定的送風(fēng)量運(yùn)行管理方便,當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)只需調(diào)節(jié)送風(fēng)參數(shù)即可。



 

節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求

GB50189-2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求如下:

4.1.1 甲類公共建筑的施工圖設(shè)計(jì)階段,必須進(jìn)行熱負(fù)荷計(jì)算和逐項(xiàng)逐時(shí)的冷負(fù)荷計(jì)算。

4.1.2嚴(yán)寒A區(qū)和嚴(yán)寒B區(qū)的公共建筑宜設(shè)熱水集中供暖系統(tǒng),對(duì)于設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的建筑,不宜采用熱風(fēng)末端作為唯一的供暖方式;對(duì)于嚴(yán)寒C區(qū)和寒冷地區(qū)的公共建筑,供暖方式應(yīng)根據(jù)建筑等級(jí)、供暖期天數(shù)、能源消耗量和運(yùn)行費(fèi)用等因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析比較后確定。

4.1.3系統(tǒng)冷熱媒溫度的選取應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736的有關(guān)規(guī)定。在經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理時(shí),冷媒溫度宜高于常用設(shè)計(jì)溫度,熱媒溫度宜低于常用設(shè)計(jì)溫度。

4.1.4當(dāng)利用通風(fēng)可以排除室內(nèi)的余熱、余濕或其它污染物時(shí),宜采用自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)或復(fù)合通風(fēng)的通風(fēng)方式。

4.1.5符合下列情況之一時(shí),宜采用分散設(shè)置的空調(diào)裝置或系統(tǒng):

1 全年所需供冷、供暖時(shí)間短或采用集中供冷、供暖系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì);

2 需設(shè)空氣調(diào)節(jié)的房間布置分散;

3 設(shè)有集中供冷、供暖系統(tǒng)的建筑中,使用時(shí)間和要求不同的房間;

4 需增設(shè)空調(diào)系統(tǒng),而難以設(shè)置機(jī)房和管道的既有公共建筑。

4.1.6 采用溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)符合下列要求:

1 應(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn),經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證,確定高溫冷源的制備方式和新風(fēng)除濕方式;

2 宜考慮全年對(duì)天然冷源和可再生能源的應(yīng)用措施;

3 不宜采用再熱空氣處理方式。

4.1.7 使用時(shí)間不同的空氣調(diào)節(jié)區(qū)不應(yīng)劃分在同一個(gè)定風(fēng)量全空氣風(fēng)系統(tǒng)中。溫度、濕度等要求不同的空氣調(diào)節(jié)區(qū)不宜劃分在同一個(gè)空氣調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)中。


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