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毛细管网中央空调优化设计
发布时间:2018-1-10 字号: 点击数:

    通过全过程全方位检测分析原有毛细管网中央空调运行工程中实际出现的问题,并根据信息分析所得的数据对空调系统进行改进优化,解决毛细管网调节功能低、极端天气有可能结露的缺点,同时大幅度降低毛细管网建设成本。  


郑州聚能节能工程技术有限公司/娄 伟  
河南建筑设计院/颜  燕  
一五三医院/邰海军   



    毛细管网为末端装置的中央空调有显著的节能效果。同时空调房间内无流动空气、无噪音、热稳定等优点,特别适应医院病房的使用。但是其缺点也较明显。工程成本要高于传统中央空调50%,空调的调节功能不好,同时由于毛细管网天棚为防止结露,新风很少, 在空调房间内的人感觉气闷等。为了进一步推广该节能项目,对毛细管网中央空调做了优化设计。  

1新风系统的问题发现及优化设计  
    毛细管网中央空调设计师为防止毛细管网天棚结露及霉变,特别重视新风系统的设计。利用新风来控制空调房间的露点温度。设计工程师按夏季温湿度最高的极端天气计算新风机组的负荷并配备相应的新风系统冷负荷及冷媒水参数。如此毛细管网中央空调新风系统冷负荷往往是传统中央空调新风系统的冷负荷180%~270%之多。同时因负荷太大不得不减少新风风量。其结果造成夏季因新风量过少冬季不仅新风量小,而且因热负荷过大而降低空间房间舒适度。在毛细管网空调房间的受访人反映闷气不舒适。  

    一五三医院在毛细管网中央空调的系统中,采用医生思维程序控制系统直接测定监控房间毛细管网天棚壁面温度和接近天棚出的空气露点温度。按照程序专家值班和会诊编制的分析模型(比较天棚露点温度,室外露点温度,新风露点温度),十分明显新风露点温度随时外露点温度变化而变化,见曲线图1。天棚处露点温度稳定。极端天气记录新风最大负荷状态下,仅能降低天棚处露点温度0.1℃。因此可以确定毛细管网中央空调不能利用新风来降低室内露点温度。如此原设计新风系统耗冷量过大,风量过小得不偿失。优化设计将毛细管网新风系统负荷和风量完全按照传统新风系统设计,毛细管网天棚防霉结露仅需要加大室内气流量即可解决。 

2冷媒水管网优化设计  
    毛细管网中央空调冷媒水管网运行工况分析,毛细管网和新风机组供回水温相差十分大, 对水质的要求也不同。毛细管网管径小、流速低、极易堵塞,因此对管网要求水质洁净度,水压差,温差,都极其严格。为了满足要求,设计师将毛细管网和新风系统分别配置两套主机,水泵,集回水器等完全独立的系统。为此大大提高工程造价。 

    毛细管网为独立系统,也造成了空调制冷系统调节困难。经由工况分析,发现问题出在毛细管网蓄热量较大上。 

    图2是供热实际耗电功率曲线图, 由图2可知毛细管网与建筑物成一体后,蓄热量较大。调节管网内水温空调房间温度需要较长时间才会相应变化。为此,水系统调整困难,是由毛细管网蓄热量造成的。尤其是系统初始运行阶段系统水力平衡,需长时间测量和调节。在这一工程中往往由于个别房间长时间无流通造成堵塞。因此,毛细管网中央空调系统冷媒水管网能否调试好造成整个工程的关键。 

    根据图2的毛细管网冷媒水管道的曲线分析。一五三课题组作出如下改进:1)将毛细管网冷媒水管道的区域缩小到每一层(高层建筑)或每栋建筑(区域)。每个区域单独配置水水交换器、水泵、二通阀成为一单独的系统。2)冷煤水管网恢复传统中央空调所配置的主机水泵管网。 

    调整好中央空调水系统大大减化了,虽然毛细管网增加许多小型水,水热交换器和小型水泵、二通阀。但比较传统风机盘管热交换器还是节省了不少。同时,每一个小区域均以独立二通阀控制冷媒水温度。使原来调节困难的系统调节变得较为容易。 

3控制系统优化设计 
    毛细管网的控制与传统中央空调控制比较有以下特点:1)系统的信号较弱;2)运行参数相对稳定;3)调节效果参数反映迟缓。如采用传统的楼宇自控则很难达到满意效果,如室外降温空调房间内反映室温降低需提高。这时调整供水温度。传统空调可在10~20分钟内即达到目的,而毛细管网则需要2~3小时。 

针对毛细管网系统特点,一五三课题组作以下改进: 
    根据医生思维程序,在参数曲线对比需要调整时,不是直接的显示出某一独立参数而是加入了分析模型。综合全部有关联的参数得出最佳调整量。如上述调节空调房间温度。分析模型综合分析比较提高供水温度,控制主机间歇运行,提高毛细管网二通阀供水温度等。根据分析,充分利用毛细管网空调的热稳定性,同时避免调节效果迟后的缺点而采用主机间歇的运行。 

4结论 
    通过对毛细管网运行信息的采集和分析,找到原毛细管网中央空调设计中央空调出现的缺陷并加以改进,以更好的发挥毛细管网的优势。优化设计既保障了毛细管网末端装置原有节能和热稳定优点,同时降低建设成本,提高控制性能,在保障毛细管网原有的节能和热稳定等优点基础上优化设计以达到以下目的: 
1)大幅度降低建设成本,优化后毛细管网中央空调建设成本略低于传统中央空调; 
2)进一步降低能耗。优化后的系统运行采用间歇式制能,可在原有能耗基数上再降低能耗2%~5%; 
3)改进了毛细管网调节性能差的缺点; 
4)有效的解决了极端天气毛细管网天棚结露的问题。(本文发表于《供热制冷》杂志一月刊)

来源:供热制冷 zzx

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