溴化鋰直燃機(jī)能夠最大程度滿足人類對(duì)空調(diào)系統(tǒng)不同需求,在國(guó)內(nèi)取得廣泛地應(yīng)用。從能源和功能角度可分為三用型(制冷、采暖、衛(wèi)生熱水)、空調(diào)型(制冷、采暖)和單冷型(制冷);直燃機(jī)可分為燃?xì)狻⑷加图坝?、氣兩用型。本文從?shí)際工程設(shè)計(jì)實(shí)踐,對(duì)三用型燃?xì)庵比紮C(jī)機(jī)房系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討,提及的大部分技術(shù)措施也適用于同類型直燃機(jī)房系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
本工程為唐山市天然氣門站暖通工程,該設(shè)計(jì)范圍包括:六層綜合辦公樓(面積4200m,高度224m)空調(diào)、輔助用房的采暖和生活熱水設(shè)計(jì),工藝熱水設(shè)計(jì)。辦公樓空調(diào)的冷負(fù)荷為520kW,熱負(fù)荷為480kW,輔助用房采暖負(fù)荷10kW,生活熱水負(fù)荷為21kW,工藝負(fù)荷為400kW。應(yīng)業(yè)主要求,本工程選用三用型燃?xì)庵比紮C(jī)。
3.直燃機(jī)機(jī)房系統(tǒng)設(shè)計(jì)
空調(diào)系統(tǒng)的冷熱水系統(tǒng)(圖1)主要由直燃機(jī)本體、冷熱水循環(huán)泵、定壓補(bǔ)水泵、分集水器、除污器、水處理裝置、管道及閥門等組成。
3.1直燃機(jī)的選擇
直燃機(jī)房機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇一般考慮互為備用和輪換使用的可能性,選用2臺(tái)以上,但不超過(guò)四臺(tái)直燃機(jī)機(jī)組,大型機(jī)房一般選用選4臺(tái),中小型工程選用2臺(tái)或3臺(tái)。本設(shè)計(jì)考慮系統(tǒng)較小和間歇運(yùn)行等因素,故選擇為1臺(tái)直燃機(jī)。
直燃機(jī)的裝機(jī)容量除考慮空調(diào)理論負(fù)荷以外,還應(yīng)考慮機(jī)組本身和水系統(tǒng)l0%~15%冷(熱)損失,冷(熱)水和冷卻水污垢所產(chǎn)生的5%~10%修正。所選取的直燃機(jī)的容量為綜合上述因素制冷量的80%左右。本工程選用的直燃機(jī)參數(shù)為冷負(fù)荷為820kW,熱負(fù)荷為680kW,生活熱水負(fù)荷為35Kw。
3.2工作壓力的確定
應(yīng)根據(jù)冷(熱)水系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)在最高處的工作壓力,對(duì)應(yīng)確定機(jī)組的蒸發(fā)器、冷凝器和熱水器運(yùn)行壓力。系統(tǒng)壓力的高低直接影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的成本和運(yùn)行可靠性,本設(shè)計(jì)采用的國(guó)產(chǎn)直燃機(jī)的蒸發(fā)器、冷凝器及熱水器管束的工作壓力為0,8MPa(普通型),可滿足該廠區(qū)的使用要求。
3.3直燃機(jī)機(jī)房建筑設(shè)計(jì)
由于直燃機(jī)燃料一般采用燒油、煤氣或者天然氣等,機(jī)房的安全要求比較嚴(yán)格,不僅要滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》,還要滿足相應(yīng)的防火規(guī)范等的要求。
(1)機(jī)組機(jī)房位置
機(jī)房位置應(yīng)設(shè)在負(fù)荷中心,從節(jié)省占地的角度出發(fā),一般應(yīng)考慮在建筑物內(nèi),但當(dāng)燃料采用密度比空氣大的燃?xì)鈺r(shí),例如燃用液化石油氣,機(jī)房不應(yīng)設(shè)在半地下和地下建筑物內(nèi)。本設(shè)計(jì)還要綜合考慮水泵房的噪聲和振動(dòng)、機(jī)組吊裝及維修較困難,設(shè)備荷重對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高等因素,廠區(qū)設(shè)置獨(dú)立的直燃機(jī)房,冷卻塔設(shè)置在機(jī)房的頂部。
(2)機(jī)組機(jī)房尺寸的確定
首先應(yīng)滿足機(jī)組本身安裝和維修的要求,機(jī)組上方不應(yīng)1.2m,左右側(cè)距離為1.5m;前后端為1.5m。機(jī)組洗管的空間可以利用門、窗。其次還應(yīng)考慮泵房、水處理設(shè)備間等附屬用房的尺寸。
4.水系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求
4.1冷熱水系統(tǒng)循環(huán)方式
空調(diào)冷熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足各個(gè)環(huán)路之間水力平衡的要求,本設(shè)計(jì)綜合辦公樓的水環(huán)路和輔助用房的阻力相差較大,故設(shè)置平衡閥等平衡裝置,管道采用豎向同程式,如圖2所示。該系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)盤管回水管上裝設(shè)兩通閥。依據(jù)室內(nèi)回風(fēng)溫度信號(hào),控制兩通閥的開(kāi)閉,改變流經(jīng)盤管的水流量;而在冷(熱)源側(cè)(直燃機(jī))通過(guò)回水溫度控制直燃機(jī)的輸出功率,供、回水干管之間的旁通管上設(shè)置由供、回水壓差控制器控制的調(diào)節(jié)閥,當(dāng)壓差超出設(shè)定范圍時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)旁通管保持流經(jīng)直燃機(jī)蒸發(fā)器的流量恒定。
4.2水系統(tǒng)的定壓方式
根據(jù)工程規(guī)模大小、應(yīng)用對(duì)象、供回水溫度等具體條件,選擇合適的水系統(tǒng)定壓方式,常用的定壓方式有:高位水箱定壓、補(bǔ)水泵加落地閉式水箱定壓、安全閥定壓。高位水箱定壓方式適用于小型系統(tǒng),此方式適應(yīng)水溫不應(yīng)高于95℃的系統(tǒng),定壓點(diǎn)一般選擇在回水管上,水箱底部高度高于水系統(tǒng)最高點(diǎn)1m以上。安全閥定壓方式適用于較大的空調(diào)系統(tǒng),通過(guò)補(bǔ)水泵補(bǔ)水,安全閥泄水,安全閥開(kāi)啟壓力為連接點(diǎn)壓力加上50Kpa,補(bǔ)水泵的啟閉由電接點(diǎn)壓力表控制。本設(shè)計(jì)采用安全閥定壓方式,定壓點(diǎn)壓力為290kPa,水泵開(kāi)啟壓力為340kPa,停止壓力為440kPa。
4.3空調(diào)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
空調(diào)冷卻水系統(tǒng)見(jiàn)圖1,主要由冷卻器(直燃機(jī))、冷卻塔、冷卻水循環(huán)水泵、管道及閥門等組成??照{(diào)工程一般多采用逆流或橫流式玻璃鋼冷卻塔,本工程選用了開(kāi)式中溫型,進(jìn)、出水溫度為37℃/32℃。儲(chǔ)水箱容積為3.0立方米。冷卻水進(jìn)口溫度高于32℃時(shí),風(fēng)機(jī)開(kāi)啟,溫度低于24℃時(shí),風(fēng)機(jī)停止。冷卻水循環(huán)水泵兩臺(tái)(一用一備),水泵流量考慮5%~10%的附加,揚(yáng)程滿足機(jī)組、管道、冷卻塔進(jìn)出口的高度差以及冷卻塔進(jìn)口壓力,并考慮10%~20%余量。
4.4生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
生活熱水系統(tǒng)由熱水器(直燃機(jī))、熱水箱、熱水循環(huán)水泵、管道及閥門組成。生活熱水的進(jìn)出口需安裝安全閥,用于在進(jìn)出口閥門關(guān)閉后,消除機(jī)組加熱引起的壓力。安全閥開(kāi)啟壓力為工作壓力的1.2倍,本設(shè)計(jì)安全閥開(kāi)啟壓力為300kPa。
5.其他設(shè)計(jì)要求
(1)減振措施
直燃機(jī)機(jī)組的冷(熱)水、冷卻水、生活熱水進(jìn)出口,設(shè)置金屬軟管或橡膠軟接頭等減振裝置。水泵基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行減振、消聲處理。
(2)排氣與泄水
管路最低處設(shè)置泄水閥,最高處設(shè)自動(dòng)排氣閥。排氣閥處應(yīng)設(shè)啟閉閥,以便更換維修。
(3)系統(tǒng)保溫
系統(tǒng)試壓及運(yùn)行合格后,應(yīng)對(duì)冷(熱)水管路、閥門和冷凝水環(huán)路進(jìn)行保溫。保溫材料應(yīng)按照冷(熱)水的要求及《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)選取。
(4)閥門
空調(diào)水系統(tǒng)中關(guān)斷閥門應(yīng)采用外形尺寸小、密封性能好的閥門,如球閥、蝶閥等。安裝位置高且經(jīng)常啟閉的閥門選用電動(dòng)閥。
(5)水處理
水在長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)使用過(guò)程中,產(chǎn)生重碳酸鹽、細(xì)菌和藻類等的集聚,需要對(duì)冷(熱)水及冷卻水進(jìn)行處理和過(guò)濾。目前水處理常用的方法有電子水處理和加藥水處理法。