關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵 電力消耗 循環(huán)阻力 水力平衡 價(jià)值工程
1 循環(huán)水泵容量過大的問題
循環(huán)水泵容量過大在我國是普遍存在的問題,其容量常常達(dá)到實(shí)際需要的2-4倍,造成工程投資和運(yùn)行費(fèi)用的嚴(yán)重浪費(fèi)。其主要原因如下.
1.1 設(shè)計(jì)冷負(fù)荷偏大
設(shè)計(jì)冷負(fù)荷是選擇設(shè)備的主要依據(jù),所以正確地計(jì)算建筑冷負(fù)荷對整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要。目前,教科書及設(shè)計(jì)手冊中提供的空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法不論是計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻壁負(fù)荷,還是門窗負(fù)荷,其計(jì)算結(jié)果都是針對某一具體房間而言。然而,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備容量是依據(jù)整個(gè)建筑的冷負(fù)荷確定。由于建筑內(nèi)各房間的朝向、位置、使用功能及其發(fā)熱源等因素的不同,往往造成各房間大冷負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間并不相同。因此,建筑冷負(fù)荷的大值應(yīng)為每個(gè)房間逐時(shí)負(fù)荷疊加的大值。據(jù)調(diào)查在我國有部分設(shè)計(jì)人員在計(jì)算建筑冷負(fù)荷時(shí)只是簡單地將每個(gè)房間的大冷負(fù)荷進(jìn)行疊加,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)大于實(shí)際需求負(fù)荷。所以我們必須對此給予足夠的重視,使設(shè)計(jì)負(fù)荷的確定更加合理正確。
1.2 系統(tǒng)循環(huán)阻力偏大
在計(jì)算系統(tǒng)循環(huán)阻力時(shí),由于設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足,使得一些計(jì)算參數(shù)取值過于保守,造成循環(huán)阻力計(jì)算值偏大,更有甚者,在施工圖設(shè)計(jì)階段采用估算方法確定循環(huán)阻力,致使計(jì)算循環(huán)阻力比實(shí)際值大一倍以上。
1.3 系統(tǒng)靜壓問題
空調(diào)系統(tǒng)充滿水才能運(yùn)行,水泵的進(jìn)、出口承受相同的靜水壓力。因此,所選水泵的揚(yáng)程只克服管道系統(tǒng)阻力即可。然而,有的設(shè)計(jì)者卻把靜水壓力也計(jì)入該循環(huán)阻力之內(nèi),這當(dāng)然會(huì)使循環(huán)水泵的容量增大很多。
1.4 系統(tǒng)水力平衡問題
由于設(shè)計(jì)時(shí)不認(rèn)真進(jìn)行系統(tǒng)的水力平衡計(jì)算,工程竣工后又未按要求進(jìn)行全面調(diào)試,往往造成系統(tǒng)水力失調(diào),系統(tǒng)出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象。有些技術(shù)人員錯(cuò)誤地認(rèn)為造成此現(xiàn)象的原因是循環(huán)水泵的容量太小,結(jié)果只簡單地采用加大水泵的方法解決了之,自然也就使水泵容量增大。
2 水泵特性曲線及佳工作點(diǎn)
2.1 水泵的流量——揚(yáng)程特性曲線
水泵的流量——揚(yáng)程特性曲線一般有三種類型:平坦型、陡降型、駝峰型(如圖 2.1所示)。用于空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)的水泵應(yīng)具有平坦特性,其零流量與大流量之間的揚(yáng)程變化范圍不應(yīng)大于10%-15%;陡降特性的水泵由于其大流量與小流量間的揚(yáng)程變化太大,故不宜選用;駝峰特性的水泵也不可采用,因?yàn)樵趦膳_水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)可能引起負(fù)荷和揚(yáng)程的周期變化,而當(dāng)這一變化的頻率等于系統(tǒng)的自振頻率時(shí)便產(chǎn)生危險(xiǎn)的“振蕩現(xiàn)象”,而此現(xiàn)象將對系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成一定影響。
2.2 佳工作點(diǎn)
如圖2.2所示:循環(huán)水泵的佳工作點(diǎn)是水泵特性曲線與系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線的交點(diǎn)A。但是,由于種種原因,系統(tǒng)的實(shí)際流量總是大于設(shè)計(jì)計(jì)算流量,其結(jié)果是設(shè)計(jì)水泵工作點(diǎn)沿水泵特性曲線向右偏移(如圖2.2 B點(diǎn))。
在水泵工作點(diǎn)向右偏移時(shí),循環(huán)水泵所產(chǎn)生的揚(yáng)程降低,這對系統(tǒng)的正常運(yùn)行是極其不利的,尤其是系統(tǒng)中不利環(huán)路,將促使該環(huán)路的流量進(jìn)一步減少,影響正常使用功能。
造成工作點(diǎn)右移的原因主要有兩個(gè)方面:首先是設(shè)計(jì)中水力計(jì)算采用過大的安全系數(shù)及不實(shí)際的壓降計(jì)算方法,其次是設(shè)計(jì)的系統(tǒng)未進(jìn)行認(rèn)真的水力平衡計(jì)算,而施工后又未進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)調(diào)試。因此,為使系統(tǒng)按設(shè)計(jì)工況運(yùn)行,除應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行相關(guān)計(jì)算外,還應(yīng)在選擇水泵時(shí)將水泵的工作點(diǎn)選擇在佳工作點(diǎn)左側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢茫苑浪脤?shí)際工作點(diǎn)超出一定范圍處于不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀況,影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。
3 循環(huán)水泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
3.1 循環(huán)水泵的臺數(shù)選擇
《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ19-87,2001年版)第6.1.11條規(guī)定:冷水泵(一次泵)的臺數(shù)及流量,應(yīng)與制冷機(jī)的臺數(shù)及設(shè)計(jì)工況下的流量相對應(yīng)。二次泵的設(shè)置,應(yīng)根據(jù)冷水系統(tǒng)的大小、各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調(diào)節(jié)要求等通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。然而在實(shí)際工作中,設(shè)計(jì)人員往往未對空調(diào)系統(tǒng)各種設(shè)備的綜合配置進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,結(jié)果造成工程初投資增加及“大馬拉小車”等浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。為避免發(fā)生該現(xiàn)象,廣大設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)依據(jù)使用功能、高低峰負(fù)荷時(shí)間、系統(tǒng)特征以及其它條件,針對空調(diào)系統(tǒng)中的冷水機(jī)組、循環(huán)泵、冷卻塔等設(shè)備的綜合配置進(jìn)行全面充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,以期在滿足使用功能的前提下降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。
3.2 工程壽命周期成本
筆者認(rèn)為在進(jìn)行循環(huán)水泵、冷水機(jī)組等設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)應(yīng)引入一個(gè)概念——工程壽命周期成本。工程壽命周期成本是工程設(shè)計(jì)、開發(fā)、建造、使用、維修和報(bào)廢等過程發(fā)生的費(fèi)用,也即該項(xiàng)目在其確定的壽命周期內(nèi)或在預(yù)定的有效期內(nèi)所需支付的設(shè)計(jì)費(fèi)、建安費(fèi)、運(yùn)行維修費(fèi)、報(bào)廢回收費(fèi)的總和。在不同項(xiàng)目和不同項(xiàng)目階段壽命周期成本也大不相同(如圖 3.1 所示)。通常情況下,運(yùn)營及維護(hù)成本往往大于項(xiàng)目建設(shè)的一次性投資。因此在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí),應(yīng)明確壽命周期成本包括的費(fèi)用項(xiàng)目、各項(xiàng)費(fèi)用的內(nèi)容和范圍以及它們在費(fèi)用構(gòu)成體系中的相互關(guān)系,這對我們進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較十分重要。
3.3 價(jià)值工程
價(jià)值工程是以提高產(chǎn)品或作業(yè)價(jià)值為目的,通過有組織的創(chuàng)造性工作尋求用低的壽命周期成本可靠地實(shí)現(xiàn)使用者所需功能的一種管理技術(shù),其表達(dá)式如式3.3.1。
V = F/C (3.3.1)
式中 V——研究對象的價(jià)值
F——研究對象的功能
C——研究對象的成本
此主題相關(guān)圖片如下:
價(jià)值工程技術(shù)已廣泛運(yùn)用于研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造等各行各業(yè),其核心思想是以低的壽命周期成本使產(chǎn)品具備它所必須具備的功能。在空調(diào)設(shè)備選型及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí),設(shè)計(jì)者應(yīng)充分運(yùn)用價(jià)值工程理念,力爭以低工程投資達(dá)到必須的使用功能。當(dāng)然就目前情況看,要達(dá)到這樣的設(shè)計(jì)水平尚需時(shí)日,但廣大設(shè)計(jì)人員應(yīng)朝這個(gè)方向努力,以期取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)論
① 在空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)客觀準(zhǔn)確地計(jì)算冷負(fù)荷和系統(tǒng)阻力,避免因此而造成設(shè)備選型偏大;
② 選擇循環(huán)水泵時(shí),注意水泵工況點(diǎn)向右偏移現(xiàn)象,以保障水泵揚(yáng)程變化在系統(tǒng)正常運(yùn)行的允許范圍之內(nèi);
③ 工程壽命周期成本和價(jià)值工程都是工程經(jīng)濟(jì)評價(jià)的良好工具,在做技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)應(yīng)充分運(yùn)用它們。
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