多級泵

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多級泵產品

實用資料!超高層水系統設計

全年使用的空調系統,僅要求按季節(或室外溫度)變化同時進行供冷或供熱工況轉換時,應采用兩管制系統,只有當供冷和供熱工況交替繁頻或在同季節同時要求供冷和供熱時,宜采用四管制。

在大型的建筑中,為了解決過渡季節不同朝向或內區和外區負荷變化的需要可采用分區兩管制,根據需要向不同的區域供冷或供熱。

集中空調冷水系統的選擇,應符合下列規定:

1 除設置一臺冷水機組的小型工程外,不應采用定流量一級泵系統;

2冷水水溫和供回水溫差要求一致且各區域管路壓力損失相差不大的中小型工程,宜采用變流量一級泵系統;單臺水泵功率較大時,經技術和經濟比較,在確保設備的適應性、控制方案和運行管理可靠的前提下,可采用冷水機組變流量方式;

3系統作用半徑較大、設計水流阻力較高的大型工程,宜采用變流量二級泵系統。當各環路的設計水溫一致且設計水流阻力接近時,二級泵宜集中設置;當各環路的設計水流阻力相差較大或各系統水溫或溫差要求不同時,宜按區域或系統分別設置二級泵;郭鵬學暖通

4 冷源設備集中設置且用戶分散的區域供冷等大規模空調冷水系統,當二級泵的輸送距離較遠且各用戶管路阻力相差較大,或者水溫(溫差)要求不同時,可采用多級泵系統。

設置2臺或2臺以上冷水機組和循環水泵的空氣調節水系統,應能適應負荷變化改變系統流量。并宜按照以下要求,設置相應的自控設施。一次泵系統末端裝置宜采用兩通調節閥,二次泵系統應采用兩通調節閥。根據系統負荷變化,控制冷水機組及其一次泵的運行臺數。根據系統壓差變化,控制二次泵的運行臺數或轉數。末端裝置采用兩通調節閥的變流量的一次泵系統,宜在系統總供圃水管間設置壓差控制的旁通閥;通過改變水泵運行臺數調節系統流量的二次泵系統,在各二次泵供回水集管間設置壓差控制的旁通閥。

采用復式泵的二級泵系統,其負荷側變流量可采用由其各同路總供,回水壓差控制的壓差旁 通閥組或采用變頻調速泵來實現。

1 宜采用相應各回路供、回水壓差控制變頻調速泵。

2 若有多臺(含備用泵)并聯運行,宜全部采用變頻調速泵。

高層建筑的空調水系統,應校核系統壓力不大于冷水機組、末端裝置及管路部件的承壓能力,必要時應采取相應的防超壓措施:

1 設備、管件、管路承受的壓力應按系統運行時的工作壓力考慮。

2 一般建筑循環水泵宜安裝在冷水機組進水口側,當冷水機組入水口側承受的壓力大于冷水機組的承壓能力,但系統靜水壓力(包括機組所在地下層建筑高度)在冷水機組承壓能力以內時,可 將空調冷水泵安裝在冷水機組出口處,水系統可不分區。

3 當系統靜水壓力大于標準型冷水機組的蒸發器水側承壓能力(一般電壓縮式冷水機組為1.0MPa,吸收式冷水機組為0.8MPa)時,應選用工作壓力更高的設備,或經過經濟比較,采用豎向分區的閉式循環系統。

空調水系統豎向分區原則:

1 水系統的豎向分區應根據設備、管道及附件的承壓能力確定:

1)設備承壓:

(1)冷水機組的額定工作壓力PW:

普通型PW=1.0MPa,加強型PW=1.6MPa,特加強型PW=2.0MPa;

(2)空氣處理機組、風機盤管機組額定工作壓力PW=1.6MPa;

(3)水泵殼體:采用填料密封時,額定工作壓力PW=1.0MPa;采用機械密封時,額定工作壓力PW=1.6MPa;

(4)板式換熱機組最大承壓一般不超過2.5MPa;

(5)閥門的承壓可根據系統工作壓力選取。閥門按公稱壓力PN分低壓、中壓和高壓三類,低壓閥門PN=1.6MPa,中壓閥門PN=2.5~6.4MPa,高壓閥門PN=10~100MPa。

設備承壓或壓力試驗規定見表-1。

注:1冷水機組的承壓規格分為 1.0、1.6、2.0、2.5(3.0)MPa四擋,其中 2.5(3.0)MPa為非標機組;

2空調循環泵的承壓規格分為 1.0、1.6、2.5MPa 三擋;

3板式換熱機組的承壓規格分為 1.0、1.6、2.0、2.5(3.0)MPa四擋。

2)管路系統承壓:

(1)薄壁不銹鋼管道最大承壓不能超過1.6MPa;

(2)鋼塑復合管、銅管最大工作壓力不超過2.5MPa;

(3)焊接鋼管和無縫鋼管的承壓與壁厚成正比,與管徑成反比,應根據系統工作壓力、溫度和 管徑選擇鋼管材質和壁厚。當系統工作壓力≤1.6MPa時,可采用焊接鋼管;當系統壓力>1.6MPa時,宜采用無縫鋼管。

管路系統的承壓規定見表2

表-2 管道系統的承壓規定

標準名稱

標準號

承壓規定

鋼管

低壓流體輸送用焊接鋼管

GB/T3091-2008

液壓試驗最高壓力不大于 5.0MPa

流體輸送用不銹鋼焊接鋼管

GB/T12771-2008

液壓試驗最高壓力不大于 10.0MPa

流體輸送用不銹鋼無縫鋼管

GB/T14976-2002

液壓試驗最高壓力不大于 20.0MPa

輸送流體用無縫鋼管

GB/T8163-2008

液壓試驗最高壓力不大于 19.0MPa

薄壁不銹鋼水管

CJ/T 151-2001

最大工作壓力為 1.6MPa

建筑給水薄壁不銹鋼管管道工程技術規程

CECS 153-2003

最大工作壓力為 1.6MPa

不銹鋼卡壓式管件連接用薄壁不銹鋼焊接鋼管

GB/T19228.2-2011

最大工作壓力為 1.6MPa

銅管

建筑給水銅管管道工程技術規程

CECS 171:2004

1.0MPa、1.6MPa、2.5 三個壓力等級

注:1低壓管道PN=2.5MPa,中壓管道 PN=4~6.4MPa,高壓管道PN=10~100MPa;

2普通焊接鋼管PN=1.0MPa,加厚焊接鋼管PN=1.6MPa,直縫、螺旋縫焊接鋼管PN=1.6MPa,無縫鋼管PN>1.6MPa。

(4)管道系統承壓主要取決于連接方式承壓。螺紋連接最大承壓不超過1.6MPa;卡壓、卡套連接最大承壓不超過1.6MPa;溝槽連接采用螺紋式機械三通時其最大承壓為1.6MPa;不采用螺式三通時最大承壓為2.5MPa;螺紋法蘭最大承壓為1.6MPa,普通焊接法蘭連接最大承壓為2.5MPa,特殊工藝的法蘭可以達到4.0MPa,甚至更高的承壓要求;焊接連接承壓可以達到管道本身的承壓要求。空調水系統管道連接方式和承壓規定見表3。

表3 空調水系統管道連接方式和承壓規定

(5)管道附件的承壓應根據系統工作壓力選取。

2 系統最大工作壓力不宜超過2.5MPa。當系統工作壓力≤1.6MPa時,管道連接方式可采用螺紋連接、溝槽連接、法蘭連接和焊接連接;當1.6MPa<系統工作壓力≤2.5MPa時,管道連接方式 可采用焊接法蘭連接、溝槽連接和焊接連接。

3 冷水機組和板式換熱器的承壓應根據項目的具體情況選擇不同的承壓要求,冷水機組不宜超過2.0MPa,板式換熱器承壓不宜超過2.5MPa。當冷水機組或板式換熱機組和水泵需要增大承壓時,宜優先增大板式換熱機組和水泵的承壓。末端設備的承壓不宜超過1.6MPa。

4 當建筑高度超過410m,建筑在上端和下段具有不同的功能分區,且各區需要獨立管理時,高區冷源可設置在中間設備層;當建筑高度超過620m,高區冷源宜設置在中間設備層;當冷源設置在中間設備層時,應妥善解決設備的消聲隔振問題;

5 熱交換次數一般不超過2次,兩次換熱或者多次換熱時,冷源可考慮采用蓄冰方式;

1)高區二次空調冷水水溫宜按高于一次水水溫 1~1.5℃設計;

2)高區二次空調熱水水溫宜按低于一次水水溫2~3℃設計;

注:高區空氣處理機組和風機盤管應按二次水水溫進行選型設計。

6 處于高區的負荷量不大的少部分空調區域可單獨設置冷熱源設備,如采用自帶冷熱源的分散式空調器等。

不同高度的高層(超高層)建筑空調水系統豎向分區方案:

1 冷源設置空調水系統基于根據冷源設置的特點,主要有3種分區方案:分段設置冷源、單能源中心、雙能源中心。分段設置冷源可分為風冷式、水冷式及多種冷源系統混合式,理論上可用于任意高度的建筑,優點在于無梯級換熱,可減少能量損失及梯級換熱對冷源和末端設備的影響;缺點是設備在建筑物中間層或頂層時,冷水機組的運輸難度較大,且當建筑投入運行后,由于一般貨梯的載重量和空間無法滿足整機和大型部件的運輸要求,難以實現整機和大型部件更新;再者,設備的噪音、振動處理方案也比較復雜。單能源中心有可分為一次換熱、二次換熱兩種形式,前者多應用于低于400m的超高層建筑,后者多應用于400~600m的超高層建筑;雙能源中心系統可用于低于1200m的超高層建筑。

2 高層(超高層)建筑空調水系統豎向分區方案

1) 當建筑高度在120m以下時,空調水系統可不分區;

2)當建筑高度在120~240m時,空調水系統采用單能源中心、一次換熱方式,分高、低區;冷源設置在地下室,板換設置在中間設備層,以保證設備承壓均不超過1.6MPa,見圖8-1;

3)當建筑高度在240~330m時,空調水系統采用單能源中心、一次換熱方式,分高、中、低區;冷源設置在地下室,板換設置在中間設備層,以保證冷水機組和末端設備不超過1.6MPa,板式換熱機組不超過2.5MPa,見圖8-2;

4)當建筑高度在 330~410m時,空調水系統采用單能源中心、一次換熱方式,分高、低區和一次高、低區;冷源設置在地下,板換設置在中間設備層,以保證冷水機組不超過2.0MPa,板式換熱機組不超過2.5MPa,末端設備不超過1.6MPa,見圖8-3;

5) 當建筑高度在410~620m時,空調水系統采用單能源中心、二次換熱方式,分高低區、一次高、低區和二次高、低區;冷源設置在地下,板換設置在不同的設備層,以保證冷水機組不超過2.0MPa,板式換熱機組不超過2.5MPa,末端設備不超過1.6MPa,見圖8-4;

6)當建筑高度在620m以上(到1200m),空調水系統采用雙能源中心、二次換熱方式,以保證冷水機組不超過2.0MPa,板式換熱機組不超過2.5MPa,末端設備不超過1.6MPa;

注:參考《超高層建筑空調水系統豎向分區研究》(北京市建筑設計研究院有限公司 張鐵輝 趙偉)相關內容整理。

空調循環水泵,應按下列原則選用:

1 小型工程的兩管制系統,可以用冷水泵兼作冬季的熱水泵使用,但應校核冬季使用時水泵的流量、揚程及臺數是否吻合;大中型工程應分別設置冷、熱水循環泵。

2 一次泵的臺數,應按冷水機組的臺數一對一設置,一般不設備用泵。

3 二次冷水泵臺數應根據冷水泵大小、各并聯環路壓力損失的差異程度、使用條件和調節要求,通過技術經濟比較確定。

4 熱水泵應根據供熱系統規模和運行調節方式確定,不應少于兩臺,宜設備用泵、采用變頻控制。

5 蓄冷系統冷水泵根據系統規模確定,一般不應少于兩臺,可不設備用泵:宜采用變頻控制。

6 蓄冷系統乙二醇泵臺數,應按雙工況主機一對一設置,宜設備用泵。

循環水泵的流量:

1 一次冷水泵的流量;應為所對應的冷水機組的冷水流量。

2 二次冷水泵的流量,應為按該區冷負荷綜合最大值計算出的流量。

3 計算水泵流量應附加 5%~10%的裕量。

冷水泵的揚程,應按下列方法計算確定:

1 當采用閉式循環一次泵系統時,冷水泵揚程為管路、管件阻力、冷水機組的蒸發器阻力和末 端設備的表冷器阻力之和。

2 當采用閉式循環二次泵系統時,一次冷水泵揚程為一次管路、管件阻力和冷水機組的蒸發器阻力之和。二次冷水泵揚程為二次管路、管件阻力及末端設備的表冷器阻力之和。

3 當采用開式一次泵冷水系統時,冷水水泵揚程除上述說明計算外,還應包括從蓄冷水池最低水位到末端設備表冷器之間的高差。

4 當采用閉式循環系統時,熱水泵揚程為管路、管件阻力、熱交換器阻力和末端設備的空氣加熱器阻力之和。

5 所有系統的水泵揚程,均應對計算值附加5%~10%的裕量。

空調冷水泵的選型,宜符合下列要求:

1 空調冷水泵宜選用低比轉數的單級離心泵。一般選用端吸泵,流量>500m3/h宜選用雙吸泵。

2 在高層建筑的空調系統設計中,應明確提出對水泵的承壓要求。

在選配空調冷熱水系統的循環水泵時,應計算循環水泵的耗電輸冷(熱)比EC(H)R-a,并應標 注在施工圖的設計說明中。耗電輸冷(熱)比應符合下式要求:設計說明中。耗電輸冷(熱)比應符合下式要求:

式中 EC(H)R-a—空調冷(熱)水系統循環水泵的耗電輸冷(熱)比;

G—每臺運行水泵的設計流量,m3/h;

H—每臺運行水泵對應的設計揚程,m;

b—每臺運行水泵對應設計工作點的效率;

Q—設計冷(熱)負荷,KW;

ΔT—規定的計算供回水溫差,℃;

A—與水泵流量有關的計算系數;

B—與機房及用戶的水阻力有關的計算系數;

а—與ΣL有關的計算系數。

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