暖通空调常暖通空调常见问题和若干新技术的合理应用(1-1).ppt

1、暖通空调工程常见问题及一些新技术的合理应用研讨会，张锡虎，北京建筑设计研究院，2010.3暖通空调设计实用手册第186页室外气象设计资料中说：“表3.2-1列出了根据暖通空调设计规范(GB 50019-2003)统计的270个站的气象参数。它完全符合规范中规定的统计要求。”由于采暖与空调设计实用手册表3.2-1的编制者在理解采暖、通风与空调设计规范的规定时有偏差，所以数值是错误的。因此，尚未被大多数设计单位接受和采用，在没有新的权威值之前，宜采用GBJ 19-87附录中的值。供热与空调实用设计手册表3.2-1正在修改。事实上，任何技术数据，如技术措施、设计手册和标准设

2、计图纸，都不应具有与规范相同的效力。供热(空调)水系统2恒压供水系统3水压试验压力4管道热伸长及其补偿5减振降噪设计6各种调节阀的正确使用7公共建筑通风的一些问题8防排烟设计中的一些“边缘”问题9热源、冷源和供热空调方式的合理选择10全空气末端变风量系统的对错， 11冷却与加热辐射空调加热12解决内部区域和部分外部区域常年“冷却”问题13生物安全实验室通风与空调设计14大气锅炉15 VRV系统与地面辐射加热16塑料管17地源热泵与地热能的梯级利用18关于电加热的多角度思考19水泵的水力特性，常见故障与误区20几个环节中较好的调整与控制方法：1 . 供暖(空调)水系统的几个问题1 .供暖(空调)

3、工程的简单性和复杂性简单解释供暖工程，即在冬季实现供暖房间的热平衡，从而平衡房间的热损失和热收益。舒适的空调比供暖更麻烦，因为除了热平衡之外，它还需要达到湿平衡。供暖(空调)工程的复杂性在于：同时满足许多(甚至非常多)建筑空间的热条件，即基于系统水力平衡的静态热平衡；由于外部条件的变化，需要随机满足不同热工性能的采暖(空调)房间的热工条件，即基于系统水力条件调控的动态热平衡。供暖和空调工程中最可能出现的问题是达不到设计室温(太冷或太热)。原因很多，如：总供热(冷)量(水量、水温、时间)不足、设备故障、缺少调节手段、管道堵塞(杂物或空气)、缺水、终端设备配置量与负荷不匹配、围护结构热工性能差、操

4、作不当等。然而，判断或处理的主要和困难问题是系统的水力不平衡。节约能源通常需要大量的能源和成本。供暖项目尤其如此。供热(空调)水系统的实际过程不是等温降(升)供热空调系统的设计和计算，而是基于供回水温差和各回路平均水温相同，即供热(冷)介质通过终端设备后的温降(升)相同。由于并联回路不可能达到完全的水力平衡，虽然各并联回路的供水温度相同，但当实际流量与设计流量不同时，回水温度和供回水平均水温会有所不同，这将使终端设备的加热(冷却)量偏离设计条件，影响室温。因此，任何水系统的实际过程都是温度变化和下降(上升)。对系统液压失调程度最直接的反应是温度偏差由于单管热水供暖系统的下游对水温降的影响更为敏

5、感，因此倾向于采用变温降法进行计算，即根据水力平衡程度准确计算出各回路的流量和温度降，并通过取各回路给水和回水的不同平均温度来确定散热器的数量。变温降法的计算结果更符合水系统的实际运行过程。但是，如果并联回路之间的水力平衡在规范允许的范围内，等温降法的计算结果也可以接近实际过程。同样，如果根据7/12和温升5设计的空调冷水系统的水力平衡不能满足要求，直接后果是回水温度偏离12，室内空气状态(温度和相对湿度)偏离设计条件。但是，由于冷水平均温度的偏差，直接影响空冷过程的露点，即使调整终端设备容量(如表面冷却器面积)也难以弥补。对于供暖或空调水系统，并联回路的水力平衡特性相同。如果“变温降法”(而

6、不是具体的计算方法)的思想能够灵活地应用于所有的水系统，并且能够理解和掌握实现等温降(升)的方法和原理，那么设计水平就能够提升到一个更高的水平。由于供热水系统的供回水温差相对较大，传递相同热量的流量相对较小，且相关问题较多，因此供热水系统可以作为研究水力平衡特性的基础。不幸的是，根据流速和比摩擦直接确定管道直径而不是水力平衡原理是非常普遍的。通常，不管回路的允许压差如何，只要散热器的数量相似，就会选择相同的管径。大量工程实例证明，这样的“设计”必然会导致严重的冷热不均。完全调整可行吗？这很难！集中供热系统不仅要满足单个房间散热和供热的热平衡，还要满足许多建筑空间的热状态。在亲自处理了“问题项目

7、”之后，我们将认识到完全通过调节来实现水力平衡是非常困难的。然而，层层“武装到牙齿”的自动调整附件的复杂配置不符合实际的经济条件，如果做得不好，就会产生负面影响。3.采暖通风与空调设计规范第4.8.6条规定了系统水力平衡的基本要求和措施，热水采暖系统并联回路的计算压力损失的相对差值不应大于15；第6.4.9条规定，在布置空调水系统和选择管径时，应减小并联回路间的相对压力损失差，超过15时，应配置调节装置。为什么是15？在采暖通风与空调设计规范第4.8.6条的解释中，继续使用“在保证采暖系统运行效果的基础上，参照国内外资料的规定”的表述。为什么空调水系统也用15？第6.4.9条的规定没有得到积极

8、回应。15的规定相当严格。并联回路计算压力损失的相对差值不超过15%，只能导致流量偏差约8%，平均水温和散热偏差约2%。即使在对水温下降敏感的单管系统下游，平均水温和散热量的偏差也只有5%左右。在调试过程中，我发现即使并联回路间计算压力损失的相对差值达到20%，最大流量偏差也只有11%左右，平均水温和散热量的偏差约为3%，单管系统下游平均水温和散热量的偏差约为7%，不会导致严重的冷热不均。因此，我只要求，例如，流量偏差不是m，如何判断“流量一般就够了”？例如，热量表或流量计压力表可用于测量供回水的压差温度计，用手摸比较循环泵进出口压差循环泵电机的电流和电压，计算压力损失相对差值不超过15的基本

9、方法和步骤如下：合理划分和均匀布置回路：对于所有并联循环系统，布置的基本原则应是平衡和水力平衡。例如，循环不应该太长，重负载不应该安排在循环的末端。b .根据增加终端设备和降低常用管段阻力比的原则，合理选择和确定各管段的管径和比摩阻。c在计算的基础上，根据液压平衡的要求配置必要的液压平衡装置。根据GB 50189-2005公共建筑节能设计标准，根据集中热水供暖系统中热水循环泵的功率消耗和传热比(EHR)以及空调冷热水系统的传输能效比(er)，确定循环泵的扬程，是计算总压损失和比摩阻及其分布的合理方法。最不利回路的允许压力损失(P)为循环水泵扬程减去冷(热)源设备系统和终端设备(包括终端设备调节

10、阀)的阻力。最不利回路的允许压力损失(p)除以最不利回路的主供水管和回水管的总长度(l)。如果局部阻力约为总阻力的0.2-0.3，则可获得最不利环的平均比摩擦(I)。当使用“平均比摩擦”时，在同一回路中，末端管段应具有较小的比摩擦，而初始管段应具有较大的比摩擦。根据水力平衡原理，与最不利回路并联的其它回路的平均比摩阻是根据与最不利回路并联点的给水和回水压力(允许压力损失)的差值来确定的。然而，最大流速不应超过相关规范。为了便于并联回路之间的水力平衡和允许压力损失的分配，应尽可能降低“公共段”中阻力损失的比例。如北京市新建集中供热住宅分户热计量设计技术规范中规定：“用户二次水侧室外管网中最不利环

11、管的比摩阻不超过60Pa/m，其压力损失不超过热源出口总压差的1/4。”当并联回路的计算压力损失差值大于15%时，计算压力损失较小的回路应配备适当的调节装置，并标明所需的调节量。这种循环应该是局部的，而不是全部或大部分。如北京市新建集中供热住宅分户热计量设计技术规范中有如下规定：“应计算每栋建筑供暖进口处室外管网的资金和使用压差，以便与室内系统总压损失相比较，正确选择进口调节装置。”对于相同的行程和不同的行程，相同的行程系统，每个平行回路的长度相同，是否可以避免上述复杂的过程，达到“自然平衡”的效果？认为同一行程系统的“自然平衡”是片面的，已经遭受了很大的损失。例如，在马家堡高层住宅楼的室内同

12、步系统中，下一个单管序列采用顺义一中宿舍的主管，1#、2#和3#楼的室内系统相同，而A-B和B-C段的供水管和D-E、E-F段的回水管的管径相同。如果没有进行调整，试着判断哪栋建筑的流量最大。这是同一行程系统的供水管的末端，也是回水管的起始端。沿流动方向，来自AB的供水管的流量大于BC，但管径相同，如果AB水力梯度太大，FE水力梯度太小，两条水力梯度线可能相交，在与2号楼的连接点处可能存在“反循环”，即允许压差为负。这在远程系统中不会发生。同一个程序系统的设计要点：a .使供回水管道的水力梯度(比摩阻)相似；b .尽可能保持供给管和回流管的水力梯度管路远离，也就是说，将“公共部分”的阻力损失比

13、例降至最低。3)重力(自然)产生的压力受节能设计标准的影响和制约，双管系统成为供热系统的“主旋律”。正确处理重力(自然)压力是双管系统成败的关键问题之一。终端高电阻；使用重力(自然)压力的向下分离垂直双管系统。通过两个工程实例说明应对方法：顺义商业大厦垂直管道水力平衡，热水供暖上供上回垂直双管系统的改造与反思(2007年1月出版)。介绍了热水供热上返垂直双管系统在设计和实际运行中出现的问题。在分析问题产生原因的基础上，提出了几种解决方案和实施方案，改造后采用了易于实施的方案，取得了预期效果。1项目概述北京的一座综合商业建筑的建筑面积约为14，500平方米。它有四层楼高，第一层和第二层面向街上的

14、商人，第三层和第四层是许多公司的办公楼。设计热负荷为1077千瓦，额定流量为37立方米/小时，位于供热管网回路的末端。系统入口给水和回水之间的压差约为2米水柱。该项目设计于2000年。受工程条件限制，采用上供上回的垂直双管系统，主给水和回水管设在四层屋顶下的顶棚内。系统类型如下。在竣工后的运行初期，存在严重的垂直水力不平衡，四楼和三楼的散热器很热，二楼，尤其是一楼，基本不热。通过减少四楼和三楼散热器支管阀的开度，情况得到了改善。但是，在商户入住和精装修过程中，供暖系统进行了装修和局部改造，特别是调整后改变了散热器支管阀的开度，又回到了严重的垂直水力失调状态。因为主管、立管和散热器几乎都被覆盖，

15、所以很难调整和修理。2004年，当地供热部门花了几十万元在大楼外建了一个加压泵站来增加流量。虽然影响不大，但由于影响了附近其他房屋的供暖系统，所以无法运行，改造也没有成功。2、故障原因分析这是典型的垂直双管系统的垂直水力不平衡。主要原因如下：(1)沿立管垂直方向的散热器回路不符合采暖通风与空调设计规范第4.8.6条“平行回路间计算压力损失的相对差值不应大于15”的要求。以典型的24#立管2为例，计算压力损失如下表。采暖通风与空调设计规范第4.8.9条中散热器回路间计算压力损失的相对差异(2)还规定，机械循环系统双管热水供暖系统和分层水平单管热水供暖系统应考虑散热器和管道水冷引起的自然压力的影响

16、，采取相应的技术措施。根据设计热媒参数95/70，给水和回水立管的自然压力值为15.83毫米水柱/米155.8帕/米，取2/3。楼层平均高度按3.6m计算，每层自然压力值为360帕。以首层散热器中心为计算基线，水力平衡状态如下表所示。考虑自然作用压力后的残余压差最大散热器回路(包括散热器、连接支管和两个截止阀)的计算压力损失仅占立管总计算压力损失的6.9%。实际安装的是普通闸阀。(4)采用上供上回垂直双管系统时，各层散热器回路计算压力损失的相对差值与自然作用压力叠加。例如，在第一层散热器回路和第四层散热器回路之间的平行点处，第四层散热器回路的计算压力损失比第一层散热器回路的计算压力损失小416.9帕，自然作用压力多1080帕。四层散热器回路允许压差达到1565.2帕，剩余压差达到1496.9帕，是回路计算压力损失的22.9倍。本工