高效机房管路优化与水力平衡

高效机房管路优化与水力平衡主要内容管路优化设计1系统水力平衡22管路优化设计高效机房设计是以制冷机房系统综合能效比进行衡量的EER=制冷量(冷水机组+冷冻水泵+冷却水泵+冷却塔）耗电量管路优化设计3管路优化设计水系统管路设计流程开始api ap?是结束8.水系统辅助设施设计1.收集基础资料否3.管网设计4.水力平衡设计5.水泵及阀部件选型6.水泵全年能耗计算7.附属设备综合耗电预设值验证（ap）9.编制水系统设计报告3.2 确定管段尺寸空调水系统 降阻优化2.确定水系统形式43.1 管路布置管路布置管路优化设计原则：采用管网低阻力设计，如采用低阻力管路和低阻力阀件，降低水泵扬 程，降低能耗，提高制冷机房系统能效比水系统管路阻力优化低阻力设备和阀部件选择 管网水力精细化计算 BIM技术应用5管路优化设计1 水系水系统统管路阻力管路阻力优优化化主机与水泵一对一连接，利于负荷分配的调节，且减少阀门等阻力部件主机出口与水泵直线连接，减少弯头数量将直角弯头、直角三通替换为钝角弯头和钝角三通，降低阻力损失直角管段替换为斜管段，减少总管长90弯弯头头阻力大阻力大645弯弯头头阻力小一半阻力小一半管路优化设计72 低阻力低阻力设备设备和和阀阀部部件件选用阻力更低的过滤器(如角式过滤器)，水阻5kPa选用阻力更低的止回阀(如旋启式止回阀)，水阻5kPa设备设备名称名称水流量水流量m3/h管口尺寸管口尺寸(DN)水流速水流速(m/s)水阻力水阻力(m)篮式过滤器2922501.650.2Y型过滤器 A2922501.651Y型过滤器 B2922501.652.2静音止回阀2922501.650.15消声止回阀2922501.650.3止回阀2922501.651.8管路优化设计2 低阻力低阻力设备设备选用阻力更低的过滤器(如角式过滤器)，水阻5kPa选用阻力更低的止回阀(如旋启式止回阀)，水阻5kPa水水泵泵与主机接管直管式，减少阻力与主机接管直管式，减少阻力角通式自角通式自动动反冲洗反冲洗过滤过滤器代替器代替Y格，格，节节省空省空间间、弯、弯头头，降低水阻，降低水阻8管路优化设计3管网水力精管网水力精细细化化计计算算根据要求的流量分配，确定管网的各段管径（或断面尺寸）和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确 定动力设备（风机、水泵等）的型号和动力消耗。流动动力等于管网总阻力，也即沿程阻力和局部阻力之和。沿程阻力：Pm=Rm L局部阻力：P=2/2水力计算方法：额定速度法绘制轴测图、对各管段进行 标号并确定最 不利环路确定该环路各 管段的管内流 速根据流量和流 速确定各管段 断面尺寸计算最不利环平衡各并联管 路阻力路计算管网总阻 力并求取管网 特性曲线根据曲线和总 流量确定水泵 参数9管路优化设计3管网水力精管网水力精细细化化计计算算相同使用时间和使用负荷规律的末端用同一组管网进行连接，减少不同管道之间的相互影响优化管路走向、局部阻力构件及管道管径，减小管路阻力，降低水泵扬程选用动态平衡电动调节阀、动态平衡电动二通阀、动态压差平衡阀，平衡各并联管路压力（压力损失大于15%）10管路优化设计3管网水力精管网水力精细细化化计计算算11管路优化设计4 BIM技技术应术应用用BIM三维建模，可实现管路精准定位，减少现场施工管线的长度和弯头数量；管道碰撞分析：避免管线之间碰管，优化管线走向和连接方式；传感器位置预测：提前判断传感器的安装空间和位置12系统水力平衡水力失水力失调调是由于水是由于水力力失失衡衡而引而引起起的的运运行工行工况况失失调调的的一一种种现现象象，空空调调水水系系统统通通常常存存在水在水力力失失调调现现象象，因因此需此需进进行行 水系水系统统的的调节调节与控与控制制。静态水力失调：水系统自身固有的，是由于管路系统阻力特性系数的实际偏离设计值而导致的；动态水力失调：在系统运行过程中产生，是因某些末端设备的阀门开度改变，在导致流量变化的同时，管路系统的压力产生波动，从而引起互扰而使其他末端设备流量偏离设计值的一种现象。每提高或降低1能量成本的变化率13系统水力平衡水力失水力失调调的影响的影响近水泵段或系统环路阻力小的环路，其水流量大于设计流量，远端或系统环路 阻力大的环路，其流量小于设计流量冷热源与输配管路流量不匹配，在满负荷时，供热温度比预期低，供冷温度比 预期高，导致水系统处于大流量、小温差运行工况在大流量小温差的工况下运行，冷热源难以达到其额定出力，使实际运行的机 组超负荷或运行机组台数超过实际负荷要求的台数在装有自动控制的系统中，由于水量不符合设计要求，而使自控装置失灵或不 能充分发挥其控制的功能，导致温控效果差水泵选型偏大，水泵运行在偏离高效区不合适的工作点由于调节阀的调节相互影响，电机频繁动作，使用寿命缩短14系统水力平衡15水力平衡的要求水力平衡的要求设计工况下所有末端设备必须能够达到设计流量；对系统中任何一组末端设备进行调节的时候，不会影响其他末端设备的正常运行；控制阀两端的压差不能有太大的变化；一、二次环路的水流量必须兼容。静态水力平衡：若系统中所有末端设备的温度控制阀门（如温控阀和电动调节阀等）均处于全开位置，所有动态水力平衡设备也都 设定在设计参数时（设计流量或压差），这时如果所有末端设备的流量均能达到设计值，则认为达到了静态水力平衡。动态水力平衡：对于变流量系统来说，除了必须达到静态水力平衡外，还必须同时较好地实现动态水力平衡。即在系统运行过程 中，各个末端设备的流量均能达到随瞬时负荷改变的瞬时要求流量；而且各个末端设备的流量只随设备负荷的变化而变化，而不受 系统压力波动的影响。系统水力平衡水力平衡的途径水力平衡的途径1.合理设置供水环路：分区、以泵代阀2.管径合理选取（管径越大，比摩阻越小）3.合理选择系统形式：同程式和异程式4.调节阀：静态平衡阀、自动流量平衡阀16系统水力平衡水力平衡的途径水力平衡的途径合理设置供水环路：分区（多种业态或不同区域负荷特性相差较大，采用独立的供水环路）以泵代阀（在管路较长的环路另外设置水泵，减少总供水水泵扬程）常见“以泵代阀”末端系统及其附件设置17系统水力平衡水力平衡的途径水力平衡的途径管径合理选取（管径越大，比摩阻越小）18系统水力平衡水力平衡的途径水力平衡的途径合理选择系统形式：同程式和异程式19系统水力平衡20水力平衡的途径水力平衡的途径调节阀：静态平衡阀、自动流量平衡阀和多功能平衡阀静态水力平衡-采用静态平衡阀进行调节1通过改变开度，阀门的流动阻力发生相应的变化来调节流量。2调节性能一般接近线性段和对数特性曲线段。3必须具有开度指示、机械记忆装置、压差及流量测试点等。动态水力平衡-采用自动流量平衡阀进行调节1通过自动改变改变阀芯的过流面积、适应阀前后压力的变化，来控 制通过阀门流量。2固定流量型和现场设定流量型。固定流量型：流量是固定的，当流量不同时，必须更换阀胆或重新设 定弹簧。现场设定流量型：当流量不同时，无需更换阀胆，可在现场用专用工 具对手动可调孔板重新设定流量。动态水力平衡-采用多功能平衡阀进行调节1电动平衡两通阀手动调节阀与电动二通阀功能结合为一体2动态平衡电动调节阀电动两通比例积分调节阀与动态平衡阀的组合谢谢！