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1、再谈暖通空调设计置、循环泵、风机配置、洁净室、洁净手术部设计等常见的一些问题,以供借鉴。学而不思则罔、思而不学则殆。对于我们科学技术工作者来说,应该学与思不断。学习不断、思考不断,不断总结经验,有所前进。设计也应有所创新,有所前进。但我们见到的常是套指标的多、拍脑袋的多、照抄照搬的多,就是少点科学态度,少点学与思,因而铸就的教训也多。下面笔者就有关暖通设计,再谈一些粗浅看法,不当之处请批评指正。一、冷热源关于冷源,采暖通风与空气调节设计规范GBJ1987第六章“制冷”中有“台数不宜过多”、“应与空气调节负荷变化情况及运行调节要求相适应”、“台数不宜少于两台”等规定。我们在考虑冷水机组配置时,应
2、注意避免下列四种情况。一要避免机组台数过少,台数过少存在的问题有:(1)负荷可靠性下降,一旦负荷高峰时机组出现故障,影响的比例就大;(2)负荷适应性差。因为综合性建筑中往往配置有娱乐场所等,其面积不大、冷负荷也不大,而娱乐场所又往往有提前和延长制冷要求,机组台数少,意味着单台制冷负荷大,一旦开启,负荷就不适应,对离心式机组,往往易发生喘振现象,所以选择离心机组,要满足20%40%负荷时能适应最小冷负荷的需要。(3)机组台数过少,机组低负荷运行的概率高,由于机组在低负荷下运行的COP低,因而能耗会增高。二要避免机组台数过多。机组台数过多有如下缺点:(1)单机容量下降,机组COP下降,能耗高;(2
3、)机组台数多,配置的循环水泵也多,水泵并联多,并联损失高;(3)机组台数多,配置的循环水泵多,占用机房面积就大。还有一种情况就是设计者有时会将高区低区的冷水机组截然分开,其实这是没有必要的,因为高区可采用通过换热的办法,使高低区的冷水机组合为一个系统,这样就可减少机组台数。(4)机组台数过多,也意味着绝对故障点增多。三要避免不恰当的使用多机头机组(包括多机头风冷热泵或模块化风冷热泵、模块化冷水机组)。如3台30HT280有24个机头,3台LSRF829M有36个机头,8台CXAH250,总冷量仅1224kW,却有32个机头,绝对故障点太多。四要避免一味地采用等容量机组。采用等容量机组,机房布置
4、也许会划一整齐,备品备件会少,但工程中往往有小负荷的不同使用功能的场所,如采用等容量机组,就容易造成负荷适应性差的缺点。其实采暖通风与空气调节设计规范中有“大型制冷机房,当选用制冷量大于或等于1160kW(100104大卡时)的一台或多台离心式制冷机时,宜同时设置一台或两台制冷量较小的离心式、活塞式或螺杆式等压缩式制冷机”大小容量搭配的规定。关于热源,这里只谈一点对选用电热锅炉的看法,共同商榷。在热源选择上,目前似乎有一个趋向,即某些部门偏好推广电热锅炉,笔者认为有失偏颇。首先,电是高品位能源,将它转变成低品位能源的蒸汽、95或60热水来使用,而且还有输送损失,从能量利用而言,该是划不来的。其
5、次,对于中国来说,电不是“清洁能源”或“环保能源”,因为我国是近80%燃煤用于发电,造成温室气体的排放量仅次于美国,为世界第二。所以,用电越多,意味着温室气体的排放量越多,这是对人类生存的威胁,虽属“发展中国家”的中国,也应有责任、有义务减少温室气体的排放量。另外,采用电热锅炉,冬季空调峰时耗电量高出夏季耗电量10倍,不能不引起重视。值得指出的是推广冰蓄冷和电蓄热问题。冰蓄冷是为了夏季电力负荷调峰的需要,在谷电时蓄冰、峰电时融冰,既可解决电力部门电力调节的需要,对用户来说,也可减少制冷机装机容量,减少夏季高峰供电负荷,利用电力部门的峰谷电价差,在回收了因冰蓄冷增加的一次投资后(一般要12年),
6、还可降低运行费用,最大得益者是电力部门,对用户也有利。但是采用电蓄热,则由于电蓄热是采用水温差蓄热、蓄热效果差,除了蓄热水槽体积庞大、占地面积大、贮存和输送热损失大以外,还有个电力平衡问题,即冬季的电力负荷反而大于夏季冰蓄冷电负荷的倍,比常规空调(指非冰蓄冷)也大2倍多,使得冰蓄冷的优点大为逊色,见表1。表1工程项目夏季常规电制冷机耗电量kW(估算)夏季冰畜冷机组耗电量kW冬季电制热机组耗电量kW备注南京某超高层办公建筑112877742520分量蓄冷,分量蓄热20700kWh绍兴某办公建筑2276200800分量蓄冷无储热芜湖某办公楼3160110420分量蓄冷,分量蓄热3800kWh山西某
7、办公楼4276200585分量蓄冷,分量蓄热4680kWh南京某办公楼5390240884分量蓄冷,分量蓄热7070kWh注:本表引用自江苏省建筑设计研究院夏卓平文“商业建筑空调采用电锅炉方案的思考”。还需指出的是用电热,也是曾经明令禁止的,国家计委、国家旅游局计资源有一个1104号文,明文规定“严禁冬季直接用电力作为空调热源进行供暖”。现在由于大趋势形成电不很紧张了(夏季用电高峰时,有些地区仍有缺口),电力部门大力推广电热锅炉,也就不执行了。其实,我国人均用电量还是很低的,发达国家,电热也有明令禁止的。二、循环水泵与风机载冷(热)体的输送离不开水泵和风机,水泵和风机的选用和配置是不可缺少的一
8、环,对工程设计的成败是十分重要的。关于水泵,经常发生的有以下一些问题。1、水泵扬程偏大,有些仅需2832m水柱的,选了4050m水柱的水泵。多余扬程,一是靠阀门来消耗,其消耗的能量占的比例,个别工程甚至达70%;二是转变成流量,如某工程,由于流量增加,流速增加,锅炉设备入口的口径配置本来就偏小(原按25温差流量配置),引起了锅炉设备的振动。选择水泵扬程大些就安全了吗?其实不然。如果未安装有限流阀、电气专业也未设计过电流保护,就有可能烧毁电机;如果电气专业设计了过电流保护,则会发生水泵电机发热、电流增大,重则不能正常启动的情况。导致水泵扬程选得偏大的原因是显而易见的,没有进行必要的水力计算和心中
9、无数怕是主要原因,笔者建议,还是要老老实实地进行水力计算,做到必中有数,积累经验。2、冷热循环水泵不分设。工程中常见到冷热循环水泵不分设的情况,有的是因为迁就了机房面积偏小,有的则是考虑不周所致。众人周知,供回水温差制冷时一般为5,制热时一般为10,而且对一般冬冷夏热地区,冬季制热负荷比夏季制冷负荷小,对南京地区,一般前者为后者的6080%。即冬季循环水量为夏季循环水量的0.30.4倍,水力损失仅为供冷工况的916%,输送功耗仅为供冷工况时的2.76.4%。所以,若冷热循环水泵不分设,将导致冬季能耗浪费,形成大流量小温差运行。因此,冷热水循环水泵应分设,热水循环泵的扬程可按下式计算:此主题相关
10、图片如下:式中:供冷工况时系统的水阻;供热工况时系统的水阻;冷水机组的水阻;热机(热水锅炉、热交换器)的水阻;供热工况下系统的循环水量;供冷工况下系统的循环水量。ZK)3、一机一泵配置问题此主题相关图片如下:常见到的流程图如图1所示。其优点是循环水泵可互为备用,管道系统简单。缺点是运行操作麻烦,易造成失误,电气配对设计要复杂一些。笔者推荐图2、图2所示的流程图。一机一泵,可避免运行一台或2台机组时,未关掉相应阀门造成水流量旁通,使机组COP降低,也使水泵运行工况点偏离额定工况点,电耗增加;电气控制设计方便;可避免运行人员频繁人工开或关主机或冷却塔入口阀门,适应部分负荷时的运行。如设联动电动阀,
11、则投资高,阀易坏,系统不可靠。另外,多台水泵并联,选择时要按照泵的特性曲线作并联分析,使工况点满足不同台数运行时的需要。关于风机,经常发生的有以下一些问题。1风机压头选用偏大,造成的后果除同水泵扬程选得偏大产生的后果外,如果风机是回风机,还会引起新回风混合箱内为正压,新风进不来,新风口成为排风口,新风量不能保证的后果。2离心风机出风口方向应该顺气流方向,HJ*3/7这一点常常未引起设计人员或订货时的注意。离心风机出风口应有足够长的直管长度,否则应顺气流方向,正确选择如图3所示。风机入口设计也应注意使入口气流均匀进入风机;对双进风风机,风机入口离箱壁距离也应125D,D为风机进口直径。3离心风机
12、采用皮带轮传动时,现在一般也不作选择计算了,直接选择厂家设备,但应注意检查皮带是否是下紧上松,时有发生上紧下松的情况,最好还要再核算一下包角是否符合要求,如图4所示。4目前普遍采用所谓BFP变风量空调器,风量较大时采用2台以上风机并联,其出口风速较高,有时甚至达24m/s,设计人往往通过静压箱(实为接管箱)直接连接,造成风噪声大,阻力损失大(突扩、突缩局部阻力系数大,接管风速又高),应该加设渐扩管后进静压箱,最好应作袂衩形处理,如图5所示。此主题相关图片如下:5排风系统中,常常会遇到多台小排风机排入竖井,末端还有一台较大排风机接力后排出,实际形成多台风机并联后再串联较大风机,此时应考虑小排风机
13、的同时使用系数问题。三、洁净室、洁净手术部设计目前医药工业、洁净手术部工程方兴未艾。医药、包括口服液、针剂和保健品如冻干粉等生产需要洁净技术来保证,必须符合药品生产质量管理规范的规定;洁净手术部也需要通过洁净技术来达到防止细菌、灰尘污染手术部和防止外部环境污染手术部的目的。总而言之,都是洁净设计问题。笔者认为,医药工业、洁净手术部洁净设计需注意的问题,也就是经常被忽视的问题有:1、正压风系统洁净手术部宜有一个集中的正压风系统,因为手术室是间歇工作的,在非手术期间,如手术室相对低级别的相邻洁净手术室有一定的正压值,即可防止污染空气进入,从而可缩短洁净手术室投入使用前的自净时间,达到洁净手术部的整体控制。2、新风口、排风口前应有初中效过滤。这一点往往被忽视,设计者也忽略了系统是间歇工作的问题。在间歇工作期间,污染空气会通过新风口(或排风口)、新风管(或排风管)、回风管、回风口与室内相通,或通过排风口、排风管与室内相通,室内洁净度会很快遭到污染。设置初中效过滤器(对洁净手术部最好还应有亚高效过滤器)对保护末端高效过滤器、延长使用寿命也很有好处。3、洁净手术室回风口的设置。洁净手术室在大于手术区面积(指手术台四侧按手术室级别不同,外推一定尺寸所包的面积)的顶棚范围内满布高效过滤器送风口,均匀送风已能保证。所以回风口的设置对保证手术室合理的气流分布是决定因素。在手术室四角设