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选择中心空调的三点重要要求

来源: 齐家网 时间:2017年05月06日 浏览次数:

  1.舒适性要求
  我们成年人天天大约有85%的时间会在室内度过,其中包括工作、学习、睡眠、休息等。提高室内环境的舒适性不仅会保证人身体的健康情况,还能在一定条件下提高生产工作效率,保证生产工作安全。
  人类自身有一个很好的温度调节系统。这个系统能调节人体温度使其保持恒定。人体中酶的最适宜温度为37℃,假如体内的温度出现大幅度偏离如温度过高会导致酶及身体的细胞开始被破坏。皮肤温度升高,血液流动过快,这时会产生眩晕、高烧,严重时甚至会致命。温度过低又会使酶的工作缓慢,神经脑部机能变差,血管收缩,人体开始颤抖、哆嗦。人体体温完全取决于新陈代谢速率和人体与人体四面环境的热交换速率。当人体开始染病或者肌肉运动时,新陈代谢率会增加。人体下丘脑控制身体热平衡,血液温度和由感温细胞传递出的信号被下丘脑感知,然后下丘脑通过神经系统发出信号,调节身体温度。假如人体感受到太热,神经系统发出指令,最终通过导热、辐射、对流等将多余的热量传递给四面环境,同时汗腺张开,皮肤表面水分蒸发,通过蒸发带走身体热量使皮肤温度降低。假如身体太冷,人就会发抖、哆嗦,皮肤中的血管就会收缩,皮肤温度降低。这时新陈代谢就会加快,身体热阻提高,总之会通过下丘脑自觉或不自觉的寻求身体上的平衡。因此拥有一个良好舒适的环境在一定程度上可以保证人体的健康状况。
  另一方面室内的热环境还会影响到人的行为及工作效率。瑞典DavidWyom博士曾一直致力于环境对人生产行为的影响研究。在他的研究中以衣着、工作方式(坐、站)不同等条件研究了手工操作技能、指挥操作能力以及思维能力。在他的研究报告中指出了在轻度快速的劳作中,单薄衣物站着工作人员在24℃时手工操作技能达到最高峰,而坐着工作的脑力劳动要达到28℃左右才能达到最佳。工作效率和思维能力却与此相反,手工操作工人在温度20℃与坐着的脑力工作人员温度超过23℃时会迅速下降。
  在此同时,温度的不稳定性变化对工作质量也会产生负面影响。在30年代H.M.Vernon.已经研究出工厂中工作温度对事故发生概率的影响。他指出事故在12℃发生率要比20℃高出30%。温度过高事故发生率也会增加。
  人们对温度的变化是很敏感的,对环境的感知亦是如此,因此合理的室内温度,均匀稳定的室内环境对保证生产安全,提高生产效率和工作质量是必不可少的。
  2.经济性要求
  经济发展是以资源充足,环境健康为基础的。能源是国家稳定发展的根本,是人类与社会赖以生存和发展的重要物质基础。我国自新中国成立以来,加大了资源的开采力度。经研究组织发现我国能源特点是能源资源总量较为丰富,但由于我国是一个资源大国的同时,又是一个人口大国,因此资源人均占有率较低。除此之外,能源分配不均、开采难度大、能源开采度有限。近些年虽然在开采技术上有了很大提高,但过度、任意开采仍存在,造成了我国资源开始逐步匮乏这个事实仍然无法否认。随着国家法律体系的完整,违法开采等情况得到了改善。但要想有足够的能源使用,还要坚持十五大报告中提出的走可持续发展战略道路,在合理开发能源的同时节约消耗能源。通过不同途径,采用与人类与社会环境相适应的一切合理措施,减少能源的浪费才是解决能源问题的要害。
  十八届五中全会中指出必须坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持可持续发展,推进漂亮中国建设。生态文明是近些年来我国开始关注的薄弱环节,在十八大中,生态文明该被放在突出位置的瞧点被提出。当前生态文明建设要依靠于能源生产与能源消费模式的转变。
  我国能源消费主要集中在建筑能耗、工业生产能耗和交通运输能耗等三个方面,其中建筑能耗又是耗能最多的。随着人们生活水平的提高,建筑能耗占到了世界总能耗的30%~40%,甚至还有上升趋势,其中供热空调系统的能耗又占到了建筑能耗的30%~50%。因此当能源问题出现的第一时间,热通空调的专家们就开始了对解决能源问题的研究,最终他们发现主要是三方面导致的。首先是设计理念,在成熟合理的设计中我们应该以节能为前提基础,但是好多设计员对此不够重视,为了简化过程盲目的套用经验公式造成了计算结果偏大,从而初投资增加,运行能耗增大。
  系统已经完成想要在短时间解决资源问题是不可能的。其次是人们节能意识不够,对供热空调的熟悉不够正确。对于一个供热系统或者空调系统来说它们是要达到身体机能的舒适性,但目前“热气越热越好,空调越冷越好”这一瞧点更加普遍。这样不仅使能源消耗加倍,还减弱了人体的反抗力,冬天易患感冒,夏天易得空调病。重要的是平衡技术发展不成熟需要改进的地方还有很多,系统在运行过程中水力严重失调,要满足人们所要达到的舒适性,无疑需要更多的能源消耗为代价。
  供热空调系统能源消耗高,能量耗费大。自从能源危机出现以来,能源价格不断飙升,不仅国家出台硬性节能规定,我国各行各业开始寻求节能新方法。就热通行业来说,经专业技术人员分析,只就用户抱怨的室内环境问题,所消耗的能源比在正常情况下增加了近40%。
  供热空调系统中,水力失调限制着系统节能及供冷或供热品质的发展。空调系统中室内设计温度每降低1°C,对应的能耗消耗将增加15%,在供热系统中1°C温度的升高,将使能耗增加10%。各种新兴技术、设备开始引进开发并应用,还配备了最现代化的控制系统来降低能耗,但是这些并没有保证室内温度达到设计要求。
  有的专家甚至断言,全国不到三分之一的采热系统能够达到室内环境舒适水平。这充分说明了热通行业在节能中的潜力之大,只要水力失调问题得以解决,对我国能耗减小将是一个很大的推动。这几年来供热空调的广泛应用,供热空调的能耗也将进一步增加。而我国现在能源利用紧张,资源匮乏,这将进一步导致能源的供求矛盾激化。这是一个迫在眉睫亟待解决的问题,因此我们不得不严厉的瞧待供热空调的能耗问题,寻求解决水力失调的最优方法刻不容缓。
  3.水力失调解决方法匮乏性要求
  现在的供热空调系统存在的室内温度不合理,舒适性差,能源浪费严重的问题,从根本上考虑是热力不平衡,而它的不平衡又是水力不平衡的具体表现。解决问题的要害在于使水暖和水量能自动地随温度的变化适应调节最终达到一种平衡稳定的水力状态。
  在这种情况下,通常设计人员会采用的方法是选择增大水泵扬程,使不利环路能够获取足够的资用压力,这样就能达到不利环路末端流量的供给。不利末端达不到设计温度的问题就解决了。理论上是如此,但是若采用这种加大水泵扬程的方式,就需要选择较大型号的水泵才能满足不利环路所需流量。结果不仅不能达到预期的效果,还会使近水端居民处于更差的过热(过冷)环境中。
  在供热系统中,采用提高扬程方法,与不提高水泵扬程相比,温度本来较高的用户,温度会继续升高,冬季室内环境过热,增加室内环境不舒适度。这时处于过热区的居民,只能通过开窗来调整室内过热状态。除此之外,要让不利环路末端达到所需流量,每个环路的流量都会大幅度增加,整个建筑大部分会处在较高温度,这样一来能量的消耗也会大大增加。同时由于流量的偏高还会造成一、二次环路流量分配不协调,达不到设计供水温度,也就是说即使水泵提高扬程能将设计流量输送到不利管路末端,不利管路末端用户供热温度也达不到设计值。
  在夏季空调制冷系统中,提高水泵扬程同样不仅不能解决任何问题,反而会带来更多的麻烦,提高水泵扬程,水泵型号选用加大,使得整个系统水流量增加。原本流量过大的用户末端装置处于空气中,水分凝聚增加,同时能耗也会急剧增加。
  另外,提高水泵扬程除了输送能耗增加外,由于水泵运行过程中会产生大量的摩擦热,这部分热量也需要通过提升制冷能力来补充。不仅不能达到设计温度,改善室内环境,同时能耗还会加倍增加。
  针对这个问题有人提出通过提高供水温度,改变供回水温差。首先在供热系统中,水力失调系统供水温度应该处于90℃以下,例如70℃,供水温度可以由70℃提高到90℃。但我国大部分供热系统,供水温度基本处于90℃左右,故提高供水温度,只能针对小部分低温供水系统,大规模实施可能性不大。对于空调系统,改变供水温度更难实现,因为较大程度降低供水温度几乎是不能实现的。可见改变供水温度,其实和增大水泵扬程一样的效果,为了使最远端环路达到室温要求,供热系统中,近端已经过热的环路室温会增高更多。同样空调系统中,平均室温将降低均会浪费大量能量。上述方法在解决水力失调问题时,虽然有一定缓解作用,但都未达到理想中的效果。如何达到真正意义上的水力平衡还需要从系统本质进行具体分析。
  为了使供热空调系统达到全面的水力平衡。我们首先应该对整个系统进行分析,一个完整的供热空调系统可分为冷、热源系统、输配管路、控制系统三个系统。
  冷、热源系统主要是由冷水机组与锅炉组成,将产生的能量传递到输配系统。冷热源系统的作用是在不同工况条件下,向输配侧提供所需的能量供给。一般情况下大部分工况下冷热源侧能够提供出所需功率,但往往会存在一天中某些时间,一年中某段时间无论怎样改变工作工况,均不能达到所需功率。这些问题的研究是相当困难的,问题的突发性让检修人员无法及时作出判定,并且当该问题产生的影响被注重到时,马上又会消失了。这时需要我们必须研究冷热源机组中的水流量和一次环路与二次环路水流量的协调性。
  热源系统主要以锅炉为例,一台流量过大会造成其他锅炉流量不足,同时由于压降与流量的平方成正比,流量过大使得压力降成平方倍增大。并且流量过大还会加大锅炉水管的腐蚀,产生噪音。热源流量过小会使供水温度很快达到高答应值,在安全系统工作下停止燃烧装置,锅炉不能提供所需功率。
  冷源中主要为冷水机组,所受流量影响与热源大致相似。若流量过大,同样使水中的杂质更易腐蚀管道,使机组使用寿命降低。几台机组并联顺序运行还会导致部分机组流量偏低,增加能耗,更严重的还会造成管束冻结,机组损坏。流量过低除此之外还会造成出力不足,达不到设计值,机组效率降低。并且由于供水温度受水量的严重影响,会使系统的控制更加不稳定。
  所有的冷热源侧机组均要求定流量运行,多台机组运行时,根据运行机组台数,一次侧流量将发生较大程度的改变。二次侧如用两通控制阀控制水流量时,水量根据负荷变化。若采用平衡效果较好的三通控制阀时,系统将在定流量工况下。也就是说当一次侧与二次侧流量不一致时,多余的流量必须通过其他支路流出。
  为了系统能够良好的运行,必须要满足机组不出现流量过大或者过小的问题。这就需要测定流量,并且通过调节将流量控制在设计值,通常为了达到这一目的会在每一台机组上安装平衡阀。平衡阀不仅能将流量稳定在设计值,还能协调一、二次侧水流量,提供所需功率。
  相比热源系统的平衡,输配系统显得更为复杂而且由于热源侧平衡是在输配侧平衡的基础上进行的,因此也显得更为重要。在输配系统中,选择水泵是要保证不利环路能够获得足够的压差,以使流经不利环路末端设备的流量达到设计值。
  众所周知离水泵越远可获得的资用压差越小,这样当不利环路达到压差要求时近端的大部分环路就会压力过大,流量过剩。这时就会将平衡阀作为一个附加压力来消除多余的压差,从而维持近端压力流量的需求值。最终的输配侧水力平衡调节回结为对平衡阀的选择与设定问题。
  控制系统定义比较广,控制回路的二次环路可以是建筑中的整个供热空调系统,也可以是一个末端装置。目的是使水量和水温能随时自动随需求变化。主要由传感器、控制器、执行器、控制阀、末端装置、及房间六个部件特性决定控制效果。近
  些年,科技的飞速发展也不断促进自动控制的发展,为了适应生活节奏,为了供热空调系统运行过程中,舒适性,能效性上升,合理的控制是必不可少的。
  通过上述分析我们可以得出,一个系统是否能达到真正意义上的水力平衡需要对这三方面分别进行调节改进。而这种调节改进方法更多用到平衡阀,通过其与控制阀以及相关末端设备配合使用达到要求工况。可见平衡阀在水力平衡方面作用不能小觑,因此如何合理选择、使用平衡阀将成为本文研究的主要内容。

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