178空调工程中常见的能量浪费和解决办法.docVIP

论文全文[论文编号]19-055 空调工程中常见的能量浪费及解决办法 深圳市建筑工程质量监督检验总站 曾迪 深圳市怡岛环境空调工程有限公司 邹道忠 赵庆 摘要：作者根据多年的空调工程设计和施工安装实践，发现在空调工程的设计和施工中，存在着许多不合理的地方，甚至是基本理论上的错误。其结果是造成设备运行中的能量大量浪费。下面就作者本人碰到的工程实例，归纳几条作为经验教训，仅供空调工程的设计施工以及空调设备运行管理人员参考。 关键词：空调节能 伯努利方程（Bernoullis theorem）水泵扬程 风管设计 保温 1 水泵的功率选择过大 1.1 水泵的扬程选择错误 东莞某大型商场，冷却水系统有四台（三备一用）IS200—150—400冷却泵。其参数为L=400m3/h、扬程H=50m、转速n=1450R/min、功率N=90kw、冷却塔距机房高40 m。 40米高处的冷却塔，冷却水泵的扬程就理所当然的选50米。 我们列出水泵进、出口A—A、B—B两断面之间的管路的伯努利方程则有： PA+VA2+ρgZA=PB+VB2+ρgZB+ΔPA-B (1) 式中PA 、PB 分别为A、B断面的静压，单位Pa VA 、VB分别为A、B断面的流速，单位m/s ZA 、ZB分别为A、B断面的管中心相对于基准面的标高，单位m ρ:流体的密度，对于水1000kg/m3 g:重力加速度，单位m/s2 ΔPA-B 流体从A断面到B断面之间的总阻力损失，它包括长度阻力损失和局部阻力损失两部分。即：ΔPA-B= L·V2+ζ· V2=( L+ζ) V2 (2) 式中 λ 为摩 擦阻力系数 d为管径 单位m L为管长 单位m ζ为局部阻力系数 V为管中流体的流速 单位m/s 通常情况下，供水管和回水管管径相等，流量相同，故VA =VB 水泵的进出口相对标高也相等，即ZA =ZB 故（1）式可简化为 PA-PB=ΔPA-B= ( L+ζ)· V2 (3) 从（3）式中可以看出，循环水泵的压力（通常称扬程）仅与管径d、流速V、管材的λ、局部阻力系数ζ以及管长L有关。当管径（从而流速）、管材以及管路形状确定以后，水泵的扬程仅与系统的管长L有关，而与系统的高H没有直接的关系。当然，H越高，L越长。但我们设想一下，如图1一a 中H=100m高的建筑横卧倒下，变成只有15m高，但管长仍和原高楼一样的管路系统，如图1一b，根据公式（3），它们的阻力损失应该是相等的，故水泵的扬程也应一样。所以，一定要消除循环水泵的扬程与楼房的高度有关的错误观念。 现在回到案例1，东莞某大型商场的冷却水系统，其道理一个样，不过冷却水系统阻力要多加一个自由水头高度h。它是冷却塔的布水器到底盘水面的尺寸，一般在1—2m的范围内（见图2）。 但冷却水系统比冷冻水系统要简单，系统长度要小很多，故冷却水泵的扬程一般也要小于冷冻水泵的扬程，本案例中，虽然冷却塔高40多米，但冷却水管总长也就100多米，按经济流速，其长度阻力损失也只有2米左右，冷水机组的冷凝器水阻一般在5—10m，加上过滤器，弯头、三通、阀门等局部阻力和自由水头2 m，其总阻力 ( L+ζ)· V2 应在15m左右，再考虑10%—15%的余量，故总阻力应不超过20m，因此可将本案例的IS200—150—400型水泵换成IS200—150—400C，水泵的扬程50m变成25m，流量400m3/h不变，转速也不变，电机功率由90KW变为45KW。 类似的例子还不少，如我市某著名大楼，冷却水泵扬程达到60m，甚至还有70m扬程的，可见，此毛病带有某种普遍性。 1.2 二级泵系统概念不清 平湖某大型厂房，主机是三台大金ZUW300A5螺杆冷水机组。冷冻水采用二级泵系统。一次泵采用四台（三用一备）KTZ150—125—315B，其L=173m3/h H=24m N=18.5KW, 二次泵有两台KTZ125—100—315型水泵，其L=100 m3/h H=32m N=18.5KW，还有几台流量为2.5 m3/h—5 m3/h，H都为32m的小泵。 这里一、二次泵的扬程都选择过高，其错误根源就在于不懂得一、 二次泵各在冷冻水系统中应该承担的作用。 图三为一简单的二级泵系统原理图，从图三可以看出整个冷冻水系统可分为两个部分：即冷冻水制备和冷冻水输送。相应冷冻水制备由一次泵承担，而二次泵则负责将制备好的冷冻水输送到末端用户。因此一次泵的扬程应是克服冷水机组蒸发器的阻力损失（一般5—10m，可从主机样本中查到）和一次泵回路的管道长度阻力损失、阀门、过滤器等局部