冷热源系统设计是一个复杂而关键的过程,涉及多个方面和因素。以下是对冷热源系统设计的详细解析:
一、设计原则
就近性原则:空调冷热源站房应靠近负荷中心设置,以降低输送能耗,保证供水温度,也便于水力平衡。
适用性原则:空调冷热源供应设备的装机容量要满足末端空气处理设备冷热量的需求。为了提高洁净空调在极端天气的保障性,并考虑多种因素(如换热器内部堵塞、水系统冷量和热量损失、风系统气密性和能量损失、末端空气处理装置因积尘引起的效率下降及设备性能随使用年限衰减等),洁净空调冷热源供应设备的装机容量宜在设计负荷的基础上考虑不超过10%的富余量。
安全性原则:洁净工程设置冷热源时,设备一般不少于2台。当空调冷热源设备在一台出现故障的情况下,剩余冷热源设备应保障基本供冷(热)量的要求,一般认为不低于设计冷(热)量的75%。再者,洁净工程的供冷时间一般都比医院其他区域长,大楼冷源应能满足延长和提前供冷的需求。
匹配性原则:冷热源供应设备的工作时间要和末端设备运行的时间、运行周期匹配。设置冷热源时,应满足白天高峰时刻和夜间低谷时刻的使用要求。当不同时间段、不同区域负荷要求相差较大时,应合理选择冷热源结合的形式,满足洁净装配工程不同时刻的使用需求。
经济性原则:冷热源供应设备的选择应综合考虑初投资的成本、投入使用后的运行成本和维护成本。包括比较冷热源设备本身的初投资成本,以及考虑冷热源设备配套设施的初投资成本(如建筑的投资,即机房占用面积成本;配电线缆和配电设备的成本;配套管道的成本;配套冷却塔设备的成本等)。还要综合计算冷热源设备投入使用后的运行成本和维护成本,其中运行成本主要包括冷水机组、风冷热泵、水泵、冷却塔等设备的耗电量,燃油、燃气等其他能源可按能源品位折算成等效耗电量。
二、设计流程
负荷计算:根据建筑用途、规模、地理位置和气候条件等因素,计算建筑的冷热负荷。这是确定冷热源设备容量和选型的基础。
设备选型:根据冷热负荷计算结果,选择合适的冷热源设备。常见的冷热源设备包括冷水机组、热泵、锅炉等。在选择设备时,需要考虑设备的性能、效率、可靠性、安全性以及维护成本等因素。
系统设计:设计冷热源系统的管道布局、阀门设置、控制系统等。确保系统能够高效、稳定地运行,并满足建筑的冷热需求。
施工与调试:按照设计图纸进行施工,安装冷热源设备和管道系统。施工完成后,进行系统的调试和测试,确保系统正常运行并满足设计要求。
三、关键技术
热交换技术:利用板式换热器、热交换机组等设备,实现冷热介质的热量传递。热交换技术的高效性和可靠性对于冷热源系统的性能至关重要。
冷凝热回收技术:当机组处于同时制冷制热运行工况时,一份制冷运行所消耗的能量同时可以获得一份冷冻水和一份热水。冷凝热回收技术能够解决冷热抵消的问题,提高系统的能效比。
自然冷却技术:对于全年需要供冷的建筑,自然冷却机组能够充分利用室外低温空气作为可再生能源,从低温空气中得到免费的冷量。这是一种可靠、高效、节能、绿色的供冷方式。
四、注意事项
环保性:在选择冷热源方案时,需要考虑系统的环保效果。包括噪声、振动、燃烧产物(如烟尘、CO2等)以及制冷剂对环境的影响程度。
能源利用:根据当地的能源结构合理选择冷热源系统的能源,并有效评价能源的转换效率。以实现能源的合理利用和可持续发展。
灵活性:冷热源系统应具备一定的灵活性,以适应建筑负荷的变化和未来发展需求。例如,可以采用变频技术、模块化设计等手段来提高系统的灵活性和适应性。
综上所述,冷热源系统设计是一个综合性强、技术难度高的过程。需要综合考虑多个因素和技术手段来确保系统的性能、安全性和经济性。