冷卻塔供冷設計指南

冷卻塔供冷設計指南

本設計指南的技術內容是:1.總則;2.負荷側系統設計;3.冷源側系統設計;4.冷卻塔供冷系統的控制;5.節能計算和經濟比較。本設計指南附有若干資料性附錄。原標題是:《北京地區冷卻塔供冷設計指南》。本指南具有較高設計參考價值。

總則

1.0.1 北京地區同時符合下列條件的工程,宜在冬季採用冷卻塔供冷:

1建築物存在面積和發熱量較大、需全年供冷才能保證空調區域的舒適度基本要求的內區;

2上述內區採用風機盤管加新風系統,且風機盤管能夠獨立送冷水(水系統採用分區二管制或四管制);

3新風量及新風溫度不能消除室內餘熱。

【說明】冬季內區應優先採用室外新風消除室內餘熱。一些工程內區面積或冷負荷過小,或內區採用全空氣系統,是沒有必要設置冬季供冷水系統的,盲目設置會造成投資增加和新的能源浪費。

1.0.2 冷水機組的單臺容量和臺數的選擇,應能適應空調負荷全年變化規律,滿足季節變化及部分負荷要求;最小冷水機組容量宜按僅內區供冷的負荷確定。

【說明】此條是考慮以下因素制定的:⑴在室外氣象參數不滿足冷卻塔製冷條件,但建築物僅需為內區較小負荷開啟冷水機組供冷時,冷水機組應能滿足負荷的調節量;⑵儘量利用為冷水機組配備的設備以減少一次投資。

1.0.3 應以延長冷卻塔的供冷時間,減少開啟製冷機時間為主要節能環節:

1 冬季冷卻塔供冷工況下的房間設計標準應以保證基本舒適為原則,溫度取值不宜過低,根據房間標準和使用性質,可考慮一定的不保證率,以儘量提高空調冷水和冷源水溫度。

2 在保證主要節能環節的條件下,適當注意循環泵輸送功率和高效率運行等問題。

1.0.4 應考慮系統配置的經濟性和合理性:

1室內風機盤管宜按夏季工況選定,不應增大過大;冬季應充分發揮風機盤管最大供冷能力。

2系統配置和控制應儘量簡化,以最大限度地減少一次投資,並應滿足下列要求:

1)應採用為冷凍機配置的冷卻塔,確定其中的1臺或幾臺作為冬季冷源設備,並採取防凍等措施。冷卻塔供冷工況時流經冷卻塔的流量不應大於冷卻塔額定流量;且不應小於冷卻塔額定流量的50%。

2)空調冷水循環泵應儘量利用按夏季工況選定的設備,有條件時宜變流量運行。

3)冷源水循環泵應儘量利用為冷凍機配置的冷卻水泵,且應為定流量運行。

4)循環水泵和換熱器等設備容量應與供冷量匹配。

3 冷卻塔供冷系統宜採用開式冷卻塔通過換熱器間接供冷的方案;如擬採用閉式冷卻塔直接供冷的系統,應進行經濟比較計算後確定。

4 冷卻塔供冷時選用的設備,特別是為冷卻塔供冷新增水泵、換熱器等設備可不考慮備用。

【說明】限制流經冷卻塔流量的最低值和要求冷源水泵為定流量運行,都是為了防止氣溫過低時冷卻塔凍結。

1 負荷側系統設計

2.1.1 冬季內區供冷房間設計溫度宜高於外區供暖房間的計算溫度,內區辦公用房可設定為24~25℃,內區商場可設定為22~23℃。

2.1.2 冬季應按風機盤管幹工況運行考慮,室內冬季供冷負荷應按房間的顯熱負荷確定,不應採用夏季工況時的全熱負荷。

【說明】採用顯熱負荷的原因是:⑴由於冬季房間溼度較低,露點溫度也較低,冷卻塔供冷水溫條件下,風機盤管一般為幹工況運行;⑵冷卻塔供冷僅為解決或改善內區房間溫度過高但不開冷水機組製冷的節能措施,對溼度控制沒有嚴格的要求。

2.1.3 冬季新風送風溫度應按下列原則確定:

1 新風送風溫度應低於內區供冷房間冬季設計溫度,且不應高於外區採暖房間的設計溫度,以負擔一部分室內冷負荷。

2 新風最低送風溫度應考慮以下因素確定:

1)與室溫的溫差不得大於《採暖通風與空氣調節設計規範》(GB50019-2003)(現規範要求:GB50736-2012民用建築供暖通風與空氣調節設計規範)的有關規定;

2)應考慮採用的新風加溼方式對新風溫度的要求;

3)風機盤管僅供應空調冷水時,應按室內發熱量最低情況下,辦公用房室溫不低於18℃,商場室溫不低於16℃確定。

2.1.4 冬季供冷房間風機盤管負擔冷負荷應按下式進行計算:

qf=(αqn-qx)/n =(αqn- 0.337Lx(tn-tx))/n (2.1.4)

式中 qf——冬季供冷房間內單颱風機盤管負擔冷負荷(W);

α——保證係數,根據設計標準和房間的重要性,可取α=1.0~0.8;

qn——冬季供冷房間顯熱冷負荷(W);

qx——冬季新風負擔供冷房間的顯熱冷負荷(W);

n ——房間內佈置的風機盤管臺數;

Lx——房間新風量(m3/h);

tn——冬季內區供冷房間室溫(℃);

tx——冬季新風送風溫度(℃)。

2.2 冷卻塔供冷工況時空調冷水溫度、供冷量和流量的確定

2.2.1 風機盤管宜按下列要求按夏季工況選擇:

1 夏季風機盤管在室內溫溼度和供回水溫度工況下、中檔風量運行時,應能滿足室內冷負荷要求。

2 夏季新風宜處理至室內等溼狀態,其負擔的室內冷負荷可忽略不計,以適當提高風機盤管的冷卻能力。

2.2.2 冬季冷卻塔供冷時,風機盤管的最大供冷能力可按風機高檔運行考慮。

2.2.3 房間空調冷水最高供、回水溫度tL1和tL2應如下確定:

1 tL1和tL2應能保證夏季已選定的風機盤管能夠滿足冷卻塔供冷工況時風機盤管負擔冷負荷qf,風機盤管不同工況時的冷卻能力參數應由生產廠計算提供,缺少資料時可參考附錄A估算。

2 tL1不應小於7℃,當風機盤管的tL1為7℃時仍不能滿足應負擔冷負荷qf時,應考慮提高冬季內區供冷房間設計溫度tn,或降低房間保證係數α,重新計算風機盤管負擔冷負荷qf。

注:風機盤管的“標準工況”條件如下:

1)風機為中檔風量運行;

2)進口(室內)空氣狀態:採用國家標準規定的標準試驗工況,幹、溼球溫度分別為27℃和19.5℃(相對溼度為50%);

3)機組供水狀態:採用國家標準規定的標準試驗工況,供水溫度7℃,供回水溫差5℃,水流量為標準冷量的對應數值。

2 風機盤管“冷卻塔供冷工況”條件如下:

1)風機為高檔風量運行;

2)進口空氣狀態:乾球溫度為冬季室內計算溫度,相對溼度定為30%。

3)機組水流量與標準工況相同。

2.2.4 可採用各典型空調房間風機盤管空調冷水最高供、回水溫度tL1和tL2中的最小值(如允許個別房間不保證,也可選用較小值)作為系統空調冷水計算溫度。並用該房間風機盤管負擔冷量qf和與風機盤管在標準工況時的供冷量qb之比作為整個內區的總負荷比值β。

2.2.5 冷卻塔供冷工況時系統所需供冷量可按下式簡化計算確定:

Q=∑0.001 qf≈β·Qb(2.2.5)

式中:Q——冷卻塔供冷工況時系統所需總供冷量(kW);

qf——各房間單颱風機盤管負擔冷負荷(W),見式(2.1.4);

Qb——冷卻塔供冷工況時內區各房間風機盤管標準工況供冷量qb的總和(kW),qb見2.2.3;

βz——建築物內需冬季供冷的房間風機盤管負擔總冷量與風機盤管在標準工況時的總供冷量之比,按2.2.4確定。

2.2.6 冷卻塔供冷時系統空調冷水總流量應按下式確定:

GL=0.86Q/(tL2-tL1)(2.2.6)

式中:GL——冷卻塔供冷時空調冷水總流量(m3/h);

Q ——冷卻塔供冷工況時系統所需總冷量(kW),見式(2.2.5)

tL2、tL1——系統最高回水和供水溫度(℃),按2.2.4確定。

2.3.1 空調冷水採用二次泵變流量系統舉例

如圖2.3.1所示,空調水系統為分區二管制,空調冷水系統採用二次泵系統,二級泵為變頻變流量運行。此係統除為冬季冷卻塔供冷增加了板式換熱器外,負荷側沒有增加新設備,是較為經濟的配置。其注意事項如下:

1 宜利用二級泵作為冬季空調冷水的循環泵使用,不再另外設置循環泵。系統接管應注意冬季使用板換時不使用定流量運行的一級泵。

2 進行二級泵的臺數和規格配置時,應同時考慮夏季和冬季的冷負荷量和流量及其調節範圍。

【說明】一臺(或幾臺)泵的流量最好與內區風機盤管空調冷水環路的流量匹配,防止即使在冬季滿負荷時大流量泵也在低頻低效率下運行,且不能滿足小負荷時的調節範圍。如按夏季配置相同水泵時單臺水泵流量過大,或按冬季負荷配置相同水泵數量過多,可按大小泵同時並聯運行考慮設置與冬季小負荷匹配的小泵。應與過渡季室外溫度已不能滿足冷卻塔供冷而需開啟冷凍機、而外區還不需供冷時,冷凍機的大小匹配的問題統一考慮。

3 應校核冬季空調冷水流量和阻力變化的情況下,對設計工況下二級泵流量、揚程的影響。

【說明】二級泵揚程是按夏季負荷側管網和設備阻力確定的,冬季增加了板換阻力,在夏季採用大於5℃的供回水溫差時,內區環路冬季流量和阻力也有所增加。但冬季內區供冷流量遠小於夏季滿負荷時系統總供冷流量,機房內冷水乾管管徑按大流量配置,幹管阻力減小很多;且板換阻力一般較小,訂貨時也可提出限制要求。因此,當夏季採用標準5℃供回水溫差時,冬、夏季水泵運行工況的阻力可認為大致相同;如夏季採用大於5℃的供回水溫差,應按水泵特性曲線校核二級泵流量揚程範圍是否能滿足冷卻塔供冷工況的需要。

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冷水機供冷:閥1開、閥2關

冷卻塔供冷:閥2開、閥1關

圖2.3.1 空調冷水採用二次泵變流量系統舉例

2.3.2 空調冷水採用一次泵定流量系統舉例

1 如冷凍機配置了大小冷機,且某單臺冷機的空調冷水泵流量與內區供冷流量相同或相似,可以利用該水泵作為冷卻塔供冷的空調冷水循環水泵。如圖2.3.2-1所示。

【說明】此係統也僅增設了板換,一次投資較小。但由於冷機要求定流量,冬季使用板換時水泵也定流量運行不如變流量運行節能。如要求該水泵冬夏季能夠進行變流量和定流量運行的控制轉換,相對增加了變頻設備投資,並使控制系統複雜。

2 冷卻塔供冷採用專用空調冷水循環泵。如圖2.3.2-2所示。

【說明】此係統循環泵完全按冬季供冷工況的流量和管網阻力配置,且可以變流量運行。但增加了水泵和變頻設備投資。

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冷水機組供冷:閥1開、閥2關

冷卻塔供冷:閥2開、閥1關

圖2.3.2-1 空調冷水採用一次泵定流量系統舉例

(不設冷卻塔供冷專用循環泵)

冷卻塔供冷設計指南

圖2.3.2-2 空調冷水採用一次泵定流量系統舉例

(設置冷卻塔供冷專用循環泵)

2.3.3 採用冰蓄冷系統舉例

如圖2.3.3所示,空調冷水側為變頻變流量系統,系統特點和設計注意事項可參考2.3.1。

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1.雙工況主機 2.蓄冰裝置 3.冰蓄冷板換 4.乙二醇循環泵5.空調冷水循環泵 6.冷卻水循環泵 7.冷源水循環泵 8.冷卻塔 9.冷卻塔製冷板換 10.冷卻塔製冷工況轉換電動閥

圖2.3.3 冰蓄冷系統採用冷卻塔製冷

2 冷源側系統設計

3.1 冷源側流量、水溫和室外溫度的確定

3.1.1 冷源水流量和冷源水供回水溫差應符合以下關係式:

Q=1.163GcΔtc (3.1.1)

式中:Q ——冷卻塔供冷工況時總冷量(kW),見式(2.2.5);

Gc ——冷源水總循環水量(m3/h);

Δtc——冷源水供回水溫差(℃)。

3.1.2 冷源水溫差Δtc應按下列原則確定:

1 應考慮設備配置中(見3.2的系統配置舉例)能夠採用的冷源水循環泵流量對溫差的限制;

2 不應過大,以儘量提高能夠滿足要求的室外溼球溫度tw,延長使用冷卻塔供冷時間;

3 不宜小於2℃,以防止流量Gc過大,消耗水泵電能過多。

【說明】對於同一冷卻塔,Δtc越小,要求冷卻塔溫降越小,可以在較高室外溼球溫度情況下使用,但水泵流量大需要電能較多;但冷凍機功率遠大於水泵功率,一般應以前者的節能為主;但Δtc也不宜過小,一般以2℃為界。

3.1.3 冷卻塔供應的一次冷源水供水溫度應如下確定:

1 當Δtc≤(tL2-tL1)時,tc1=tL1-Δtx (3.1.3-1)

2 當Δtc>(tL2-tL1)時,tc1=tL2-Δtx-Δtc(3.1.3-2)

3 tc1不應小於5℃,當tc1計算結果小於5℃,應調整Δtx或Δtc。

Δtc——冷源水供回水溫差(℃);

tL1——空調冷水最高供水溫度(℃);

tL2——空調冷水最高回水溫度(℃);

tc1—— 冷源水最高供水溫度,即冷卻塔出水溫度(℃);

Δtx——換熱器溫差較小端一二次介質溫差(℃),宜取1~2℃。

3.1.4 應根據冷卻塔供冷工況時冷源水循環水量Gc、冷源水供水溫度tc1、冷源水供回水溫差Δtc等,通過冷卻塔的供冷能力特性曲線,確定所要求的室外溼球溫度tw。反映冷卻塔在不同水量、不同冷源水供水溫度要求時的水溫和溫降,以及對應的室外空氣溼球溫度tw的特性曲線,應由冷卻塔生產廠家通過實測資料提供。當缺少資料時,可參考附錄B。(附錄不提供)

3.2 冷源設備的配置舉例

3.2.1 當系統低負荷時使用的小冷機對應的冷卻水循環泵流量能夠滿足冬季冷卻塔供冷工況所需供冷量時,宜採用該泵作為冬季冷卻塔供冷的冷源水循環泵。

1 例1:如圖3.2.1-1所示,該冷卻塔冬季冷卻水量為夏季工況冷卻水量(額定水量)的100%。系統的設計特點如下:

1) 有凍結危險的地區冷源冷卻塔可以在室內設置集水箱,使塔底盤無積水,補水也設在室內水箱處,節省了塔底盤和補水管的電伴熱設施和冬季防凍用電量。如不設置集水箱,集水盤和管道應設置電伴熱。

2) 由於大冷機在外區不送冷時不使用,對應冷卻水管道上不設置旁通管和溫控電動閥;僅在冬季使用的小冷卻塔供回水管道上設置旁通管和溫控電動閥。且應注意根據使用冷凍機還是使用板換,電動旁通閥的動作溫度設定值不同;使用冷凍機時,水溫應控制在冷凝器允許最低水溫(一般電製冷機組為15.5℃)以上,使用板換時,水溫應控制在不凍結溫度以上(一般電動閥旁通溫度為5℃)。

2 例2:如圖3.2.1-2所示,冬季通過閥門轉換為大冷機對應的冷卻塔作為冬季冷源,即該冷卻塔冬季冷卻水量與夏季冷卻水量(額定水量)之比小於100%,但不應小於50%。系統的設計特點如下:

1) 大冷卻塔的填料換熱面積較大,在同樣的水量下冷卻能力比例1更強。

2) 大冷機冷卻水供回水管之間需設置旁通管和溫控電動閥,閥的動作和水溫控制的設定值也需根據使用冷凍機還是使用板換進行轉換。小冷機有可能在室外氣溫相對較低但又不使用冷卻塔供冷的過渡季使用,因此也設置旁通管和溫控電動閥。

3) 由於冬季水泵和冷卻塔的對應關係改變,冬季使用的大冷卻塔進出口電動閥與對應大冷機冷卻水循環泵連鎖開閉的控制關係應解除。

冷卻塔供冷設計指南

冷水機組供冷:閥4開、閥3關;冷卻塔供冷:閥4關、閥3開

圖3.2.1-1 冷卻塔供冷系統冷源側例1

冷卻塔供冷設計指南

冷水機組供冷:閥4開、閥3、5關;冷卻塔供冷:閥4關、閥3、5開

圖3.2.1-2 冷卻塔供冷系統冷源側例2

3.2.2 如圖3.2.2所示,當1臺大冷凍機的冷卻水循環泵流量能夠滿足冬季冷卻塔供冷工況所需供冷量時,宜採用該泵作為冬季冷卻塔供冷的冷源水循環泵。系統的設計特點如下

1 冬季冷卻塔供冷時,可以使用1臺對應冷卻塔,即該冷卻塔冬季冷卻水量為夏季冷卻水量(額定水量)的100%。必要時也可以使用2臺冷卻塔,即冷卻塔冬季冷卻水量與夏季冷卻水量(額定水量)之比為50%,以提高對冷源水的冷卻能力;但冬季使用的大冷卻塔進出口電動閥與對應大冷機冷卻水循環泵連鎖開閉的控制關係應解除。

2 冷卻水供回水管上需設置旁通管和溫控電動閥,水溫控制的溫度設定值也需根據使用冷凍機還是使用板換進行轉換。

3 冬季不使用的冷卻塔和室外管道應洩空防凍,或在室內設置集水箱。

冷卻塔供冷設計指南

冷水機組供冷:閥4開、閥3關;冷卻塔供冷:閥4關、閥3開

圖3.2.2 冷卻塔供冷系統冷源側例3

3.2.3 當冷凍機對應的冷卻水循環泵流量均不能與冬季冷負荷匹配的情況,可另外設置專用冷源水循環泵,如圖3.2.3所示。系統的設計特點如下:

1 另設置專用冷源水循環泵,增加了水泵的投資。

2 可以選用任一冷卻塔作為冬季冷源,但應保證冷卻塔額定冷卻水量不能小於水泵流量,即該冷卻塔冬季冷卻水量與夏季冷卻水量之比不應大於100%。冬季使用的大冷卻塔進出口電動閥與對應大冷機冷卻水循環泵連鎖開閉的控制關係應解除。

3 防凍措施同上。

冷卻塔供冷設計指南

圖3.2.3 冷卻塔供冷系統冷源側例4

3.2.4 夏季為冰蓄冷系統,冬季採用冷卻塔供冷時系統例見圖 2.3.3。

3.2.5 作為冷源設備的冷卻塔宜選用防凍性能較好的產品。

【說明】冷卻塔一般在溫度最低的進風口處和填料處最易發生凍結,對於不同類型的冷卻塔,容易結冰的程度不同:

1 橫流塔:大面積填料暴露在進風處,且處於半乾半溼狀態相對易結冰。

2 軸流風機設在上部的引風式逆流塔:除小面積進風口處外,填料基本處於有一定流速的水流包圍中,相對橫流塔不易結冰。

3 離心風機設在下部的半封閉式鼓風式逆流塔:進風腔無水不會結冰;填料也基本處於有一定流速的水流包圍中,也不易結冰。

3 冷卻塔供冷系統的控制

4.0.1末端風機盤管控制與常規系統控制相同,應設置水路溫控閥。

4.0.2 應進行空調冷水的供冷量控制。舉例如下:

1 採用二次泵系統的二級泵作為冷卻塔供冷工況的空調冷水循環泵時(見圖2.3.1),應根據末端風機盤管所需負荷的變化(水路溫控閥的開啟),控制循環水泵的轉數和運行臺數。

【說明】與冷凍機供冷時相同,一般採用壓差控制水泵轉數,流量控制水泵運行臺數。

2 一次泵定流量系統採用為冷凍機配置的水泵作為冷卻塔供冷工況的空調冷水循環泵時(見圖2.3.2-1),應根據末端風機盤管所需負荷變化,控制總供、回水管之間電動旁通閥的開度。

【說明】與冷凍機供冷相同,一般採用控制系統供回水壓差恆定的方法。缺點:循環泵定流量運行不如變流量運行節能;優點:設備和控制簡單。因冷凍機供冷時未考慮水泵變流量的節能問題,相對功率小和運行時間短的冷卻塔供冷工況也可不考慮水泵配置變頻設備,以免增加投資和增加定流量和變流量運行的轉換控制環節。

3 一次泵定流量系統另設專用泵作為冷卻塔供冷工況的空調冷水循環泵時(見圖2.3.2-2),循環泵應為變頻水泵,控制同本條1款。

4 採用一次泵(變頻)變流量系統的夏季水泵作為冷卻塔供冷工況的空調冷水循環泵時,控制同本條1款。

4.0.3 冷源水流量可採用如下控制:

1 當冷卻塔供冷的冷源水循環泵採用2臺或2臺以上時,可將夏季空調冷水供水溫度(例如7℃)作為冷卻塔供冷時空調冷水最低供水設定溫度,控制冷源水循環泵的開啟臺數。

2 當只設1臺冷源水循環泵,或多臺泵通過上述水溫控制只有1臺泵運行時,不需再通過水溫對水量進行控制。

【說明】1 由於氣溫降低使冷源水溫度低於最高設計值時,使空調冷水供水溫度也低於最高設計值tL1;如一些房間冷負荷高於考慮了不保證率的設計負荷,或要求更低的室溫、更高的舒適度時,可以滿足這些房間風機盤管對較低冷水溫度的要求;因此無需將tL1控制在設計最高值。

2 空調冷水溫度如略低於夏季數值,也只是使風機盤管供冷能力加強,溫控閥關閉時間長和數量多,但空調冷水循環泵採用變頻控制時,轉數、流量、運行功率減少,也是節能運行,因此僅在設置多臺泵時採取簡單的臺數調節控制,沒有必要精確控制通過換熱器一次水量。

4.0.4 應進行冷源水的防凍控制,舉例如下:

1 冷源水供水溫度低至5℃時冷卻塔風機停止運行,升高至某溫度(低於最高設計溫度)時恢復運行。

2 對於風機設在上部的吸風式冷卻塔,風機應定期反方向運行,防止空氣進口附近結冰。

3 應在冷源水供、回水管之間設置旁通管和電動調節閥,或利用冷凍機供冷時設置的旁通管和電動調節閥。旁通閥冬季動作宜為開關控制,以免流經冷卻塔水流量過小,使塔內部發生凍結。冷卻塔出水溫度低於5℃時打開旁通閥,升高至某溫度(低於最高設計溫度)時關閉旁通閥,水溫維持在允許範圍內。

4.0.5 系統應根據室外溼球溫度進行冷凍機制冷和冷卻塔供冷的工況轉換:

1 工況轉換宜採用自動控制。

2 應根據室外溼球溫度進行工況轉換,其設定值可參考3.1.4中計算所得tw的數值,並根據實際運行實踐確定。

3 冷卻塔供冷工況時應轉換以下主要內容,製冷機製冷時進行相反轉換:

1)冷凍機和冷卻塔供冷時不使用的水泵停機;

2)當採用一次泵定流量系統,且不設置單獨的空調冷水循環泵時,作為冷卻塔供冷時使用的空調水循環泵與對應冷凍機的連鎖關係解除;

3)空調冷水和冷源水水路電動閥的轉換;

4)冷卻塔供冷和冷凍機制冷合用冷源水(冷卻水)溫度控制的旁通電動閥時,溫度設定溫度轉換到冷卻塔供冷工況溫度(例如5℃),且模擬量調節轉換為開關量控制。

冷卻塔供冷運行時間、節能計算和經濟比較

5.1.1 可根據3.1.4得出的滿足最高冷源水溫要求的室外溼球溫度和北京地區逐時室外溼球溫度的氣象參數,預測冷卻塔供冷運行時間。逐時室外溼球溫度宜採用《中國建築熱環境分析專用氣象數據集》(中國氣象局氣象信息中心氣象資料室、清華大學建築技術科學系著)中“典型氣象年”數據。

5.1.2 冬季內區供冷應在室內人員較多、負荷較高、容易過熱的時刻使用;一天內冷卻塔供冷運行時刻應根據工程的使用性質確定,辦公建築可取8:00~18:00,大型商場、娛樂場所等可取為9:00~22:00。

5.1.2 北京地區全年常用冷卻塔供冷時間見附錄D。

5.2 節能計算

冷卻塔供冷設計指南

5.4 節能計算與經濟比較公式中的變量

1 Q:冬季供冷房間滿負荷時所需總供冷量(kW),見式(2.2.5);

2 Qe:冬季冷凍機供冷時運行的冷凍機額定製冷量(kW);

3 γ:負荷小時平均係數,辦公類建築可取γ=0.6,商場、餐飲、娛樂可取γ=0.7;

4 λ:考慮冷水機組冬季供冷工況冷卻水溫偏低等因素的修正係數,取λ=0.9;

5 IPLV:冷凍機綜合部分負荷性能係數,可參考《公共建築節能設計標準》(GB50189-2005)中表5.4.6,按冷凍機的類型和額定製冷量Qe確定;

6 COP:冷凍機額定工況性能係數,可參考《公共建築節能設計標準》(GB50189-2005)中表5.4.5冷凍機的類型和額定製冷量Qe確定;

【說明】因冬季夜間冷卻水溫很低,一般控制在《蒸氣壓縮循環冷水(熱泵)機組工商用和類似用途的冷水(熱泵)機組》(GB/T18430.1-2001)規定的變工況性能溫度範圍的最低值15.5℃,遠低於額定工況的30℃,對提高性能係數有利;但冰蓄冷系統製冰時乙二醇水溫又低於7℃的額定工況,使冷水機組的性能係數降低;綜合上述冷凝器側和蒸發器側的有利因素和不利因素,認為二者相互抵消,冬天冷水機組製冰時性能係數採用額定工況數值。

7 Nb1:冷卻水泵軸功率(kW);

8 Nb2:冷源水泵軸功率(kW);

9 Nb3:單臺乙二醇循環泵軸功率(kW);

10 G1:冷卻水泵流量(m3/h);

11 G2:冷源水泵流量(m3/h);

12 G3:單臺乙二醇循環泵流量(m3/h);

13 H1:冷卻水泵揚程(m);

14 H2:冷源水泵揚程(m)。

15 H3:單臺乙二醇循環泵揚程(m);

16 η:水泵效率,各用途水泵可統一取η=0.6。

17 h:全年或計劃供冷期內冷卻塔供冷總小時數(h),採用冰蓄冷時也為乙二醇循環泵白天為內區供冷融冰運行時間的總小時數(h),北京地區相應參數見附錄C;

18 hz:全年內區供冷時刻(h);

19 hy:同時開啟的乙二醇循環泵冬季夜間製冰摺合成單臺運行時間的總小時數(h);

20 EL:冬季供冷時開啟的冷凍機能耗(kW·h);

21 Eb1:冬季冷凍機制冷時開啟的冷卻水泵能耗(kW·h);

22 Eb2:冬季冷凍機制冷時開啟的冷源水泵能耗(kW·h);

23 A:當地單一制電價(元/(kW·h));

24 Ad:當地夜間低谷電價(元/(kW·h));

25 Ag:當地高峰電價(元/(kW·h));

26 Ap:當地平峰電價(元/(kW·h));

27 $i:增加的冷源水系統各種設備單價(萬元),可諮詢供應商獲得;

28 $k:DDC自動監控系統每個監控點平均單價(包括軟件編制等)(萬元),可諮詢供應商獲得,估算時可取500~600元/點;

29 Δ$1:採用冷卻塔供冷全年節省的運行費用(萬元);

30 Δ$2:採用冷卻塔供冷增加的工程造價(萬元);

31 n :增加的同種設備的數量;

32 m :增加監控點的數量,新增電動設備的監控點的監控項目和控制點數可參考表5.4

33 θ:考慮設備直接費中的人工、材料費的係數,可取θ=1.2;

34 δ:考慮設備間接費的係數,可取δ=1.25;

35 Y:增加初投資的回收期(年)。

表5.4 冷卻塔供冷常用系統主要增加設備及其監控點統計

新增電動設備監控項目每臺設備新增監控點數系統舉例
板式換熱器二次水出水溫度監測(1)1
專用空調冷水變頻泵水泵變頻控制(1);水泵變頻器的故障、輸出反饋監測、啟停控制(3);管路的壓力壓差監測(2)
6圖2.3.2-2
專用冷源水循環泵水泵的故障、運行狀態、手/自動狀態監測(3)、啟停控制(1)4圖3.2.3、圖2.3.3
負荷側自動工況轉換電動閥閥的開關狀態監測(1)、開關控制(1)2圖2.3.1、圖2.3.2-1、圖2.3.3
冷源側自動工況轉換電動閥2圖3.2.1-1、圖3.2.1-2、圖3.2.2

注:括號內數值為監控點數量。

冷卻塔供冷設計指南

其他附錄略。

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本次更新信息:2016年12月3日。微信公眾號:nhvaca

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