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    物業知識教材:電氣系統管理模式及實例分析

    日期:2015-08-16  類別:培訓講義  編輯:物業經理人  【下載本文Word版

      物業知識教材:電氣系統管理模式及實例分析

      一、空調系統管理模式

      (一)空調用水自控系統。

      本系統由冷凍機組、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵、熱交換器組成的空調冷熱水供應系 統。自控方案如下:

      1.根據水系統的供回水溫度和流量計算空調系統的冷(或熱)負荷,以此來對冷凍機組、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵、熱交換器等進行臺數控制,同時監視其運行狀態。

      當冷凍機組、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵等發生故障時進行報警。

      通過計算冷凍機組、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵、熱交換器等的運行時間,采用輪換 啟動的方式,提高設備的使用壽命。

      2.根據系統供水管和回水管壓差的增減、比例控制供水管和回水管之間的旁通閥,以保持系統的平衡。

      3.對各設備進行啟、停控制,冷凍機組投入方式為:冷卻塔風機→冷卻水泵→冷凍水泵 →冷凍機組啟動;關閉方式取相反的次序。

      4.供熱水溫度由熱交換器熱媒管上的調節閥調節熱媒量,使水溫穩定在設定值。

      (二)空調機組自控系統。

      1.根據回風溫度控制冷/熱水管,使室溫控制在預定溫度。

      2.熱焓控制,調節新風門、回風門、排風門開度,控制新風、回風比例。

      3.當初效過濾器兩端壓差大于設定值時,系統報警,提醒清洗過濾器。

      4.根據時間或程序控制風機的啟停,同時監視其運行狀態和計算運行時間。

      5.新風電動閥與送風機連動,排風電動閥與回風機連動。

      6.房間內濕度相對低時,開啟加濕器。

      7.送風溫度一般用于監測,因為房間熱負荷隨時間變化。

      8.季節變化轉換控制。

      9.無級變頻調速控制,節省能耗。

      10.與其他設備(消防、風閥、風機)連動控制。

      (三)新風機組自控系統。

      1.報據送風溫度控制冷/熱水盤管,使室溫控制在設定值。

      2.當初效過濾器兩端的壓差大于設定值時,系統報警,提醒清洗過濾器。

      3.新風電動閥與送風機連動。

      4.新風溫、濕度為全區域點,控制新風機組時多臺機組共用一個新風溫、濕度參數。

      5.根據時間或程序控制風機的啟停,同時監視其運行狀態和計算運行時間。

      6.送風溫度低限報警連動控制。

      7.無級變頻調速控制,節省能耗。

      (四)應用實例。

      北京世界金融中心。

      1.工程簡介。

      北京世界金融中心是由中國人民保險信托投資公司投資的一幢高級綜合式辦公樓,地點 位于北京市朝陽區朝陽門外大街的繁華商業區內。

      工程總建筑面積為116000㎡,總高度為165m(至金屬塔尖頂),地下3層,地上32層。各層所設置的房間及用途如下:

      地下3層:汽車庫,冷凍機房,水處理間,水池及水泵房等:

      地下2層:汽車庫,變配電室,熱交換間,職工衛生間,空調機房等;

      地下1層:汽車庫及中巴車站,自行車庫,柴油發電機房,職工餐廳及其廚房,

      四季廳門廳,超級市場等;

      1~3層:門廳大堂,四季廳,自動扶梯廳,零售商場等;

      4層:門廳大堂,四季廳,自動扶梯廳,游泳池,中、西餐廳及廚房;

      5層:門廳大堂,四季廳,自動扶梯廳,保齡球室,健身娛樂室等;

      6~15層:辦公室;

      16層:消防避難層;

      17~27層:辦公室;

      28~30層:辦公室及機械用房;

      31、32層:多功能廳。

      2.空調水系統設計。

      全樓中央空調總耗冷量為10000kW。空調冷指標為88W/㎡;中央空調總耗熱量為7995kW,空調熱指標為67W/㎡。

      空調水系統根據使用功能及負荷特點而分為內區及外區兩大環路,各環路均為雙管制系 統,從負荷特點的分析中可知,有可能要求內區分別供冷水及供熱水(例如在過渡季氣候及 不太寒冷的冬季氣候時),為了滿足這一要求,本設計中通過設于冷凍機房內的冷熱水管上 的電動閥的切換來實現。

      FG-1,JG-1——內區分、集水缸

      FG-2,JG-2——外區分、集水缸

      可以看出,實際上機房內的管路是一個四管制的系統,通過V1~V8閥的開關即可保證內、外區水系統各自獨立進行供冷水和供熱水的要求。

      應該注意的一點是:在外區環路由供熱水變為供冷水時,內區早已開始供冷。由于此時 外區回水溫度仍較高,在與內區回水混合后的溫度也是較高的,較高的回水溫度直接進入冷水機組對機組來說是危險的(有可能造成破壞),同時也會使冷水機組的出水較長時間達不到 滿足內區空調所需要的水溫,冷水機組的運行條件變得惡化。因此,本設計在外區環路中設計有旁通閥V9,其作用是:在外區由供熱水向供冷轉換時,V8閥仍然關閉,先打開V9閥 ,外區回水在其次級泵的作用下,通過外區水環路循環降溫至一定的溫度(大約20℃ 時,再打開V8閥,關閉V9閥,讓外區回水與內區回水混合后進入冷水機組中去,這時進入冷 水機組的水大約為15℃。

      本設計水系統為二次泵變水量系統,內區環路設有兩臺次級泵。設置二次泵系統,除了 解決上述外區的轉換問題外,主要還有以下考慮:

      ①空調機組本身具有非線性特性。

      空調機組相對冷量與相對水流量的關系如下:

      q=1/1+η(1/g-1)

      式中 q————機組相對制冷量

      g————機組相對水流量

      η——機組特征系數

      ②若干具有某一特性的空調機組在水系統中并聯運行時,該水系統也應具有同樣的特點 。

      ③由于不同朝向的影響,空調機組在運行時各自出現最大值的時刻是不同的。同時,由 于各種不同功能的房間在使用時間上的不一致,其逐時負荷(制冷量)曲線也不同。

      上述三點決定了本工程空調水系統是一個非線性系統,具有和式(1)的特點。就目前來說,滿足非線性空調水系統的使用及節能的最好方法應該是二次泵系統。

      二次泵系統中,次級泵的選擇有多種方式:第一種是全變速泵方式,第二種是多臺定速 泵分級控制的方式,第三種是變速定速泵組合控制方式。第一種方式的節能效果最好,控制也相對簡單,但投資較大;第二種方式節能效果最差,控制也最復雜,但投資最省;第三種 方式的特點介于前兩種之間。本設計立足于從節能來考慮,采用了第一種方式,根據水泵電耗的基本原理:電耗與其轉速的三次方成正比,因此低負荷時變速泵可節省較多的能耗。

      本工程采用了4臺離心式冷水機組為全樓進行空調供冷,其水溫為6.6/13℃而不是通常用的7/12℃這樣帶來的優點是:①可減少冷水泵的流量從而減少冷水泵能 耗;②由于辦公面積緊張,建筑造價較高、空間有限,增大水溫差后由于流量減少使得管道尺寸得以減小;③考慮到水泵及管道溫升,實際空調機組的進水溫度約在7℃左右(按 通常7/12℃設計時,空調機組進水溫度大約在7.5℃)。當然,選擇這一溫差 的缺點是空調機組表冷器要適當加大,另外冷水機組的電耗會有所增加。但對于本樓以及大多數面積及空間有限的民用建筑來說,其綜合效益仍是較合理的,也是冷水機組容易達到的 。

      3.空調風系統設計。

      本工程是以辦公性質為主的綜合樓,因此根據辦公樓的特點,空調系統采用了目前較為 先進的變風量空調系統(簡稱VAV系統)。

      在VAV系統設計中,首先進行了內、外分區。根據國外的有關資料及目前較公認的分區方式,本設計將距房間外墻(或外用護結構)35m以內的室內區域作為外區,其余部分辦 公區作為內區。空調機組按內外區分別設置,很顯然這一分區與水系統的分區情況是密切聯系和一致的。實際上水系統的分區正是以上述空調風系統的分區為依據的。這樣可以保證在 過渡季(甚至冬季)時,對外區進行供熱風而內區同時供冷風。

      從空調負荷的計算結果中可知,當室外氣候處于冬季設計狀態時,盡管對房間的內區而 言是要求供冷風,但對于內區空調機組來說,仍然要求供熱水,這主要是由于引入新風的原因造成的。經計算,內區冬季送風溫度大約為17℃。很顯然,此時若新風比達到30 %左右時,其混合溫度遠小于17℃,因此加熱是必須的。由此可知,冷水機組即使在 只為內區服務而運行時,也不會是全年運行(即內區空調機組并非要求供冷水),因此合理地 選擇一個冷水機組的停機時間是重要的。考慮到冷水機組運行的安全性及冷卻水防凍等問題 ,本設計確定當室外氣溫為12℃時即停止冷水機組運行,這時內區直接利用新風(或 調整新、回風混合比以達到合適的送風溫度)進行供冷。這樣做法要求內區空調機組是一個 變新風比的機組,同時有組織的機械排風必不可少,否則室內正壓過大)。在這一過渡階段中,室溫控制就由控制水閥改為控制新、回風混合比。當新風已達到最小新風比而混合風溫 度仍然過低時,則打開加熱盤管水閥,由控制新風比改為控制熱水閥。

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