一、建筑中暖通系統(tǒng)的作用暖通的目的是實現(xiàn)制冷、供熱、除濕、除塵等。

分為工藝性空調(diào)和舒適性空調(diào)：

1、在工業(yè)中，電子廠、印刷廠、紡織廠、制藥廠等在產(chǎn)品生產(chǎn)上，會提出對溫度、濕度、空氣潔凈度等的要求，此為工藝性要求，必須通過暖通系統(tǒng)實現(xiàn)，否則無法生產(chǎn)，此種空調(diào)系統(tǒng)的要求很高，尤其是電子廠，我們在這里不作討論。

 

2、在民用建筑和部分工業(yè)建筑中，例如賓館、醫(yī)院、辦公樓、汽車制造車間等會提出舒適性要求：夏季制冷、冬季供熱，此為我們主要針對的領(lǐng)域。在北方地區(qū)，限于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)或氣候不惡劣，往往只有冬季供熱的需求，采用鍋爐，通過熱水或蒸汽供熱，也不是我們銷售和討論的要點。

 

二、業(yè)主對暖通系統(tǒng)的要求

業(yè)主在有舒適性要求的場所，提出安裝暖通系統(tǒng)（簡稱HVAC系統(tǒng)），需要大量的初始投資。

 

投資后，業(yè)主需要滿足舒適性的要求；同時HVAC系統(tǒng)在運(yùn)行中要耗費大量能源（主要是電能），在民用建筑中，電力消耗占總體耗能的24%，而在電力消耗中，除去照明，47%是消耗在HVAC系統(tǒng)中，因此業(yè)主在滿足舒適性要求的同時，還希望好的HVAC系統(tǒng)能夠有較低的運(yùn)行費用。

 

總之，業(yè)主對HVAC系統(tǒng)的要求是：投資少、舒適性好、能耗低。

 

三、暖通系統(tǒng)的組成

（1）暖通系統(tǒng)主要由三大系統(tǒng)：冷凍系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)組成。冷凍系統(tǒng)是參與冷熱交換，實現(xiàn)制冷和供熱的主要系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)是將運(yùn)行中的主機(jī)冷卻的系統(tǒng)；冷凝系統(tǒng)是將系統(tǒng)中的冷凝水搜集并排放的系統(tǒng)。

 

（2）暖通系統(tǒng)主要由三大部分：冷熱源站、輸配系統(tǒng)和用戶末端構(gòu)成。冷熱源站是由主機(jī)（制冷機(jī)、鍋爐等）產(chǎn)生冷熱源并通過水泵輸送出去的源頭；輸配系統(tǒng)是通過管路將冷熱載體（冷水或熱水）配送到各區(qū)域、各子區(qū)域、各子子區(qū)域的管路系統(tǒng)；末端裝置是實現(xiàn)用戶端冷熱交換的裝置。

 

經(jīng)冷熱交換后，通過輸配系統(tǒng)中的回水管路進(jìn)入冷熱源主機(jī)重新循環(huán)，95%以上的HVAC系統(tǒng)是閉式循環(huán)系統(tǒng)。

 

四、冷/熱量L

主機(jī)產(chǎn)生冷熱量，末端進(jìn)行冷熱量的釋放，其中冷熱量的輸送需要冷熱媒作為載體。冷熱媒可以是蒸汽、水、乙二醇溶液等，在HVAC系統(tǒng)主要采用水。

 

冷/熱量L=Q×ΔT=流量乘以溫差。

 

五、定流量和變流量

（1）主機(jī)側(cè)（一次泵系統(tǒng)）通過壓差旁通管路，為定流量。輸配系統(tǒng)及用戶側(cè)（二次泵系統(tǒng)）可以采用定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)兩種方式。我們通常講的定流量或變流量就是指用戶側(cè)。

 

（2）主機(jī)側(cè)的節(jié)能是通過壓差旁通閥的旁通流量來實現(xiàn)主機(jī)開機(jī)臺數(shù)的變化達(dá)到的，如果壓差旁通閥的旁通流量達(dá)到一臺主機(jī)的流量，即通知控制系統(tǒng)關(guān)閉一臺主機(jī)。

 

（3）結(jié)合上一節(jié)冷熱量，我們可以看到：L=Q×ΔT，如果用戶側(cè)的需求冷量改變，則可以通過改變用戶側(cè)流量或用戶側(cè)進(jìn)回水溫差來實現(xiàn)，但在實際使用中，我們的主機(jī)側(cè)、進(jìn)回水間的溫差均為定值，我們主要是依靠改變系統(tǒng)流量來實現(xiàn)冷量的改變。

 

（4）用戶側(cè)如果采用定流量系統(tǒng)，即為不安裝電動二通閥，采取變風(fēng)量（改變風(fēng)機(jī)風(fēng)速大小）來實現(xiàn)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；或安裝電動三通閥實現(xiàn)定流量。定流量系統(tǒng)，業(yè)主初始投資少，但不節(jié)能，系統(tǒng)始終按最大流量運(yùn)行，運(yùn)行費用高。

 

（5）由于用戶側(cè)實際需求的冷量會隨著用戶數(shù)量的變化（開關(guān)）、或環(huán)境溫度的變化（設(shè)定溫度變化，導(dǎo)致閥門開度變化，引起流量變化）而改變。這時安裝電動二通閥即可實現(xiàn)變流量，達(dá)到節(jié)能的目的。

 

六、一次泵系統(tǒng)和二次泵系統(tǒng)

（1）一次泵系統(tǒng)（也稱一次循環(huán)）

主機(jī)、一次水泵和冷卻塔是一一對應(yīng)關(guān)系：一臺主機(jī)配置一臺一次水泵，配置一臺冷卻塔。一次泵構(gòu)成一次循環(huán)也叫一次循環(huán)，一次循環(huán)也可分為定流量和變流量兩種系統(tǒng)。定流量一次泵系統(tǒng)肯定不節(jié)能，主要用在樓層低的小項目，我們不討論；變流量一次泵系統(tǒng)通過壓差旁通管路實現(xiàn)主機(jī)側(cè)定流量，用戶側(cè)通過安裝電動二通閥實現(xiàn)變流量，因此：主機(jī)和一次水泵為定流量運(yùn)行，節(jié)能是通過用戶側(cè)流量的變化由自控系統(tǒng)調(diào)節(jié)主機(jī)和水泵運(yùn)行臺數(shù)來實現(xiàn)的。

 

調(diào)節(jié)主機(jī)和水泵運(yùn)行臺數(shù)的過程：

A、通過電子式壓差旁通閥（注意：此時無法使用A800-自力式壓差旁通閥，因為A800無法反饋壓差的電信號），由壓差傳感器傳遞進(jìn)回水間運(yùn)行壓差的電信號到主機(jī)或水泵的控制系統(tǒng)。我們假設(shè)，當(dāng)用戶數(shù)量減少時，通過用戶側(cè)的流量下降，壓差旁通閥自動開大，流量增加，保證總流量不變；當(dāng)用戶數(shù)量增加時，通過用戶側(cè)的流量增加，壓差旁通閥自動關(guān)小，流量減少，總流量不變。所以通過壓差旁通閥的流量是和進(jìn)回水間的壓差發(fā)生關(guān)系的，我們只要設(shè)定主機(jī)或水泵的控制系統(tǒng)，當(dāng)壓差傳感器檢測到ΔP增加到ΔPmax（當(dāng)壓差旁通閥流過的流量達(dá)到一臺主機(jī)開啟時的流量，此時進(jìn)回水間的壓差設(shè)定為ΔPmax）此時控制系統(tǒng)即可關(guān)閉一臺主機(jī)，達(dá)到節(jié)能之目的。反之，當(dāng)壓差傳感器反饋ΔP下降到ΔPmin時，控制系統(tǒng)即可開啟一臺主機(jī)。

 

B、通過旁通系統(tǒng)安裝的流量計（此時可使用A800），由流量計將流量信號反饋給主機(jī)和水泵的控制系統(tǒng)，當(dāng)旁通系統(tǒng)的流量達(dá)到一臺主機(jī)的運(yùn)行流量時，關(guān)閉一臺主機(jī)；當(dāng)旁通系統(tǒng)的流量小于現(xiàn)主機(jī)運(yùn)行所需求的最低流量時，重新開啟一臺主機(jī)。

 

（2）二次泵系統(tǒng)（二次循環(huán)系統(tǒng)）

在高層建筑中更多選用二次泵系統(tǒng)，主要考慮用戶流量變化范圍大，要更加節(jié)能，就需要更加靈活的控制水泵：二次泵無需和主機(jī)一一對應(yīng)，數(shù)量可更多；除可根據(jù)流量的變化調(diào)節(jié)水泵臺數(shù)以外；還可在二次系統(tǒng)選用變頻泵。

 

一次泵為定流量系統(tǒng)，一定是定頻泵；而二次泵可選用變頻泵。

 

一次泵的臺數(shù)控制采用旁通系統(tǒng)流量盈虧方式控制：當(dāng)用戶側(cè)流量需求減少時，二次泵通過變頻減少二次循環(huán)總流量，當(dāng)二次循環(huán)總流量少于一定值時，此時一次泵的流量過大，為“盈”，在一次循環(huán)和二次循環(huán)間的回路上，水流自上而下，流量計顯示如通過此回路流量等于一次泵流量時，關(guān)閉一臺一次泵；反之，當(dāng)用戶側(cè)流量需求增加時，二次泵變頻增加二次循環(huán)總流量，當(dāng)二次循環(huán)總流量大于一定值時，此時，一次泵輸出流量過小，為“虧”，在一次循環(huán)和二次循環(huán)間的回路上，水流自下而上，流量達(dá)到某設(shè)定值時，開啟一臺一次泵。

 

七、一次泵站用閥門

當(dāng)然，我們對系統(tǒng)的了解主要還是要明白在各個系統(tǒng)中所用閥門的情況。

 

 

由于一次泵站采取主機(jī)—水泵—冷卻塔的一一對應(yīng)，同時一般高層建筑一次泵流量很大，所以，在一次泵站，主要使用到水泵出口的大口徑止回閥、電動蝶閥（用于兩管制系統(tǒng)春秋季節(jié)制冷或供熱的自動切換，詳見備注）、動態(tài)流量平衡閥、定流量多功能閥和吸入口擴(kuò)散器、Y型過濾器或自動反沖洗過濾裝置。

 

（備注：兩管制系統(tǒng)是指輸配系統(tǒng)在夏季供冷和冬季供熱時都僅有一套管路，適合中國國情，經(jīng)濟(jì)，是現(xiàn)在的主要應(yīng)用，因此兩管制系統(tǒng)主要用于夏、冬季節(jié)性供應(yīng)空調(diào)，在春、秋時需對空調(diào)進(jìn)行切換；四管制系統(tǒng)是指供熱和制冷各有一套輸配系統(tǒng)，在很大的項目中，由于從樓外立面到樓內(nèi)部可能進(jìn)深很長，會出現(xiàn)冬季時，樓內(nèi)部核心區(qū)很熱，需要制冷，而夏季時，樓內(nèi)部核心區(qū)可能需要供冷，所以四管制系統(tǒng)一年四季均有冷熱供應(yīng)，適應(yīng)于超級大項目以及全年均須供應(yīng)空調(diào)的場所，項目初始投資高。）

 

 

注意：

1、由于一次循環(huán)是定流量定頻系統(tǒng)，因此此處的止回閥，口徑較大，往往在DN300以上，應(yīng)采用速閉式止回閥：例如CVRS——卷簾無聲止回閥或CVKR——大口徑短體靜音止回閥。此時如果安裝手動調(diào)節(jié)閥（也叫靜態(tài)平衡閥），應(yīng)無需安裝動態(tài)平衡閥。

 

2、水泵出口止回閥如果不安裝手動調(diào)節(jié)閥，必須安裝動態(tài)平衡閥來保護(hù)水泵和主機(jī)，保證其在額定流量的工況下運(yùn)行。

 

3、也可采用定流量多功能閥，取代止回閥和調(diào)流閥，是更好的方案。同時節(jié)省空間。

 

4、在此處安裝水力控制型的緩閉式止回閥或多功能閥是現(xiàn)在設(shè)計院不好的應(yīng)用。既不能更好的實現(xiàn)其功能，同時帶來太大的水力損失。應(yīng)強(qiáng)力否決。

 

5、在冷卻塔處應(yīng)強(qiáng)力建議設(shè)計院選用電動蝶閥，如果隨主機(jī)臺數(shù)的關(guān)閉，冷卻塔不能同時關(guān)閉，會造成能量的浪費，同時冷卻效率下降；選用動態(tài)平衡閥，也更好的提高冷卻效率。

 

6、如有主機(jī)和水泵的控制要求，壓差旁通閥應(yīng)采用電子式壓差控制器。（口徑在200以上采用電動調(diào)節(jié)型蝶閥，即可實現(xiàn)功能，安裝空間也少，同時又便宜。

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