文档介绍：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
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。
此例的致命错误是水泵的扬程选择过高,造成电机功率过大。不少人认为冷却塔有多高,水泵的扬程就应该有多高,甚至要高于冷却塔的高度,所以40米高处的冷却塔,冷却水泵的扬程就理所当然的选50米。
这里必须指出:在“流体力学”中,伯努利方程是最重要、最基本的定理,它是解决暖通空调工程实践的有力武器。如有一高层(假设30层)建筑的冷冻水系统。(图1一a)
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