水力模块和水力平衡分配器在世博伦敦馆的应用

 

      上海柯耐弗电气有限公司  焦志刚  021-51028881-8702   13061750645

摘要   本文主要介绍了水力模块和水力平衡分配器在世博伦敦馆毛细管辐射空调系统中的应用,此应用打破了常规的安装方式,提高了暖通水系统的安装质量,降低了安装成本,安装便捷,既能节约空间又能节省时间

Abstract   This peper mainly introduces Hydraulic Module and Hydraulic Distributor appied to capillary radiation air-conditioning system in London pavilion of Shanghai Expo. This application breaks the conventional installation method, improves the installation quality of HVAC water systems and reduce the construction cost for easy installation, both space saving and time saving.

关键词  水力模块  水力平衡分配器  毛细管  DDC控制器  定压补水阀     

Key wordsHydraulic ModuleHydraulic DistributorCapillaryDDC ControllerConstant Pressure Makeup Valves

随着人们对生活舒适性的要求越来越高,如今即使是一个小型暖通空调工程项目的施工也是较为复杂。如今,这些问题已经迎刃而解,水力模块和水力平衡分配器为广大用户提供了一个高效的整体解决方案,让工程施工变得简单与得心应手,相信这种进步将推动暖通系统的优化整合。

引言

上海世博伦敦馆中央空调系统采用了地源热泵和水源热泵相结合的的冷热源和毛细管辐射末端,取用黄浦江水源做冷却源。

毛细管辐射是近几年来兴起的一种新型空调技术,相应的水系统要求较高。而传统的暖通空调系统,如通风设备和静态供热很难同时达到最佳的舒适性、最节省的空间需求和最节能的要求。而毛细管系统能根据周围环境自动调整,用水做冷热媒,采用弹性塑料,直接铺设在房间围护结构表面下,如天花板、地板和墙壁,这样房间就会变得非常舒适。毛细管系统各房间温度可以单独设定、调节,湿度由新风系统控制在设计范围内。每个空调区域设置露点开关,当检测到湿度达到设定值时,自动关闭该区域水路上的电动阀门进行防结露保护。附图1为露点开关的温湿度检测装置。世博会伦敦馆就采用这种新型空调系统。

世博伦敦馆设计取材自世界上第一个零二氧化碳排放社区,此社区拥有公寓、复式住宅和独立洋房,每套住宅都配备了露天花园和阳台,充分体现了住宅高密度和舒适生活的完美结合。而世博伦敦馆就以此为原型,结合上海地区的气候特征,通过节能设施减少建筑对能源的需求,并采用可再生能源实现二氧化碳的零排放。

附图1:露点控制器温湿度检测装置

水力模块和水力平衡分配器在上海世博会伦敦馆的应用

21概况

上海世博会伦敦馆中央空调系统的动力输配系统采用水力模块,系统流量分配采用水力平衡分配器。并为此定制了一台水力模块机组来进行毛细管系统的循环、热交换的控制,利用水力平衡分配器连接末端设备并对末端水力进行优化平衡,末端采用毛细管辐射加恒温恒湿的新风系统。

22水力模块在该系统的应用

中央空调水系统可分为室外换热系统、室内换热系统、动力输配系统和控制系统,水力模块包含动力输配系统和控制系统。

附图2:传统机房和使用了水力模块的改进机房对比图

附图4:世博馆水力模块电气控制箱

附图3:世博馆水力模块应用系统图

附图5:世博馆水力模块结构和外观图

水力模块是空调水系统整合和优化的产物,大幅提高空调工程的施工质量,让工程施工变得简单快捷。服务10000平米建筑的空调机房安装时间可以分钟计。上海世博会伦敦馆空调系统的水力模块集成了一次侧循环泵、二次侧循环泵、板式换热器、阀组、仪器仪表、补水系统、旁通系统、系统清洗排污组件及系统的电气保护和控制部分等。水泵、管道和管配件均选用不锈钢,其他阀组件均选用铜制件,并且出厂全部做好保冷、保温。

水力模块组成

在此系统中的作用

板式换热器

在负荷侧和使用侧之间进行热交换,使毛细管系统成为一个完全独立的系统,保证毛细管系统能正常安全的运行。

循环泵

为毛细管系统和冷却系统提供动力的来源,通过空调主机来控制它的运行,实现与末端的联动等自动控制。

电动三通调节阀

控制二次侧毛细管系统水温,毛细管防结露控制的组成部分。

温度传感器

DDC控制器收集和传递毛细管系统的即时温度信息,自动控制毛细管系统的供水温度。

DDC控制器

对板换系统中收集的模拟量和数字量信息进行分析、处理,控制电动三通调节阀的开启度和循环泵的联动,并能对设定信息进行记录。记忆功能可以防止因为突然的停电来电造成的系统混乱。

防结露温湿度传感器

放置在毛细管系统最容易结露的点,自动控制毛细管系统结露,是防结露控制的组成部分。

温度压力表

在系统的毛细管侧和冷源侧的进出水管都安放有温度压力表,详细提供系统的温度压力值,为监测系统的运行情况提供数据支持。

定压补水阀

保证管内的压力均匀和不缺水,具有自动补水的功能,维持系统稳定的供水。

压力膨胀罐

在毛细管侧安装,防止毛细管侧因为温差变化引起的水体积变化对系统造成损害。可以起到平衡水量及压力的作用,避免安全阀频繁开启和自动补水阀频繁补水。

安全阀

防止压力过高时对系统产生损害。

压差旁通阀

通过压差控制器感测进水与出水两端水压力,然后根据测试到的压力计算出差值,再由压差控制器根据计算出的差值与预先设定值进行比较决定输出方式,以控制阀门开度,从而来平衡系统的水压差

流量开关

通过流量开关来保护水泵运行,防止水泵空转烧坏电机

手动排污过滤器

过滤系统中的杂质,防止板换和管路发生堵塞,可以进行手动排污清洗

止回阀

安装在水泵出水端,防止水流的倒流。保障系统的安全性能

控制部分

智能运行控制、节能运行模式、多能源运行控制、双泵自动切换、水泵变频控制等

电气部分

过载保护、缺水保护、相序保护、缺相保护、过热保护、电源保护、防冻保护等

2.3水力平衡分配器

由于世博伦敦馆的毛细管系统分为很多片区,为了实现系统的水力平衡,采用了水力平衡分配器进行分流。

在普通的空调系统中,水力失调是最常见的问题。由于水力失调导致流量的分布不均匀,某些区域流量过剩,某些区域流量不足,造成一些区域冬天不热、夏天不冷。系统输送冷、热量不合理,从而引起能量的浪费,当然,单方面增大水泵的流量和扬程,会避免此现象,但是会增加额外的电能损失,更加不合理。因此,就应该采用相应的调节装置对系统流量进行合理分配。

附图6:世博馆水力平衡分配器外观图

水力平衡分配器包括空调系统、地暖系统和地源系统三大类数十个规格。能满足广大客户的各种需求,世博伦敦馆采用的是空调用水力平衡分配器。分配器带有高效的保温隔热、电动控制和手动控制系统,并且能实时观测温度和压力数据。

毛细管系统的局限性限制了它不能使用普通的异程或同程水系统形式,只能采用水力分配器的方式进行分流。水力平衡分配器的主管比各支管的管径要大,因此,水流进入主管路后会形成一个简单的旋转型回路,然后才进入各个支路中,在主管路中各点的水压基本保持一致;支管建议使用柔性PE-RT盘管,其沿程阻力小,易于保证水力平衡分配器各支路的流量基本分配一致,实现水力平衡。采用水力平衡分配器的系统还能随时关断某一支路的水流,为检修提供了方便。

附图7:水力平衡分配器主管内部水力循环示意图

在空调系统中,采用水力平衡分配器的做法,能完美的平衡分配水流,防止出现如异程式空调水系统中水流量分配不均衡,也避免为了保证每个末端都能满足效果时而强行加大水泵流量和扬程带来的能量损耗的增大,从而达到节能的效果。

附图8:使用了水力平衡分配器的末端系统与传统末端系统的对比图

异程式空调水系统

同程式空调水系统

采用水力平衡分配器的空调系统

由图例可知,采用水力平衡分配器的空调系统中,水力分配更加合理,节点大大减少,降低故障率,提高了安全性。并且能实现与室内控制联动,控制方便简单。

实际运行期间,观测到毛细管系统各个部位压力相差微小,温度的分布也相差不大。对防结露控制器喷水(模拟结露状态)时,系统能完美实现预想状态。达到露点时,防结露控制器及时停止毛细管系统运行,当结露情况减小后,系统则重新开始运行,实现了系统的自动控制和安全运行。毛细管系统水力平衡分配器使得水流平衡分配,让系统的运行达到更加出色的效果,空调环境的舒适度也提高到一个相当高的水平。

三、 结束语

在现代暖通空调系统中,水力模块的设置极大的简化了机房,节省了安装空间,降低了安装难度,节省了大量造价和人力。水力平衡分配器的使用最大程度的减少了管路节点,集中了末端控制,系统的水力分配更加平衡,各个末端的效果更好,达到舒适度需求的预想状态。

采用水力模块机组和水力平衡分配器的安装连接方式,减少了施工质量隐患,使系统的运行更加稳定可靠,操作方便,自动化控制程度更高,真正达到了省财省地省时省力。

打印此页】 【顶部】【关闭】 添加时间: 2013-9-19
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