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民用建筑暖通空调设计

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《建筑热能通风空调杂志》2014年第三期

1水泵连续运行最小流量和最大流量问题

1.1问题的提出在选择冷热水泵时,未考虑水泵的最小和最大连续流量。变频水泵的转数过低或过高,超出水泵极限工作范围,导致水泵产生振动、噪声、温度升高、汽蚀和过载,以致无法正常运行。

1.2分析和措施1)根据水泵性能曲线确定其极限工作范围离心泵的极限工作范围是指在图1[1]中,由曲线1,2,3,6围城的区域EFGH。曲线1表示最大叶轮直径D2max下的H-Q曲线;曲线2表示最小叶轮直径D2min下的H-Q曲线;曲线3表示最小连续流量Qmin的相似抛物线;曲线6表示由最大连续流量Qmax确定的相似抛物线。泵可以在极限工作范围内连续运行。而ABCD为泵的最佳工作范围。2)最小连续流量Qmin最小连续流量指泵在不超过标准规定的噪声、振动、温升下能够正常工作的最小流量,一般由泵厂供,亦可按以下方法估算:①当轴功率≤100kW时,Qmin取泵最佳效率点流量的25%~35%;②当轴功率>100kW时,按图2[1]取定。图2中泵的比转数ns按式(1)计算。式中:n为水泵设计工况转数,r/min;Q为水泵设计工况流量,m3/s;H为水泵设计工况扬程,m。3)最大极限流量Q随着泵的流量上升,NPSHr也上升,出现汽蚀的可能随时增加,同时轴功率上升很快,泵有过载的可能。因此一般不允许泵在最佳效率点流量QN的125%~135%以上运行。泵的最大极限流量为:Qmax≤(125%~135%)QN

2高原地区通风设备的选用

2.1问题的提出在高原地区建筑通风系统设计中未对通风设备电动机进行轴功率验算,运行中其排(送)风量达不到设计要求。

2.2分析和措施通风机的工作参数是按标准工况下设计的,即在大气压力为101325Pa,温度20℃工况下运行。由于高原地区大气压力小于标准大气压力,通风设计中应考虑大气压变化对通风机运行参数的影响,对通风设备轴功率进行校核验算。风机所需的轴功率NZ(kW)按式(2)计算:式中:Q为风机所输送的风量,m3/h;P为风机所产生的风压,Pa;η为风机的效率;ηm为风机的传动效率,见表式中:K为电动机容量安全系数,见表2[2]。大气压力Pb及其温度t改变时,风机风压及功率的换算公式[1]:式中:Q0,P0,N0,η0,Pb0分别为标准状态或性能表中的风量、风压、功率、效率和大气压;Q,P,N,η,Pb分别为实际工作条件下的风量、风压、功率、效率和大气压和温度。以西北某地为例,该地区海拔2295.2m,室外大气压77290Pa。某工程通风系统工作状态参数及经换算的标准状态参数见表3。根据表3的计算结果,按标准状态选择风机的参数应为:风量L0=25000m3/h,全压P0=787Pa,电动机功率N0=11kW。

3锅炉排烟管道设计

3.1问题的提出水平排烟管道过长,阻力过大,烟气无法顺利排出。

3.2分析和措施计算排烟管道阻力及烟囱抽力,并采取措施使阻力与抽力平衡。排烟管道的阻力可根据管道布置情况经计算得出。烟囱每米高度产生的抽力可查表4[3]获得。在设计过程中如果经核算排烟管道阻力大于烟囱抽力,应调整排烟管道的布置及管径,减小排烟管道阻力,或采取以下措施:①与锅炉制造厂协商采取将燃烧器的鼓风机大,提高锅炉微正压;②加装烟气引射器。在锅炉房烟道中插入文丘里引射装置,采用压缩空气喷射引流烟气;③增加引风机。

4人防工程柴油发电机站通风设计

4.1问题的提出1)柴油发电机房送排风口部防爆波活门风量仅满足平时通风量,未满足战时使用要求。战时过门风量超过安全区最大风量,导致进风系统活门的悬板自动关闭,排风系统活门的悬板产生较大幅度的摇摆,影响系统的稳定。2)风冷式柴油发电机冷却风管直接接至扩散室,风压过小,无法排出室外。如图3所示。

4.2分析和措施1)人防工程常用的悬板式防爆波活门平时与战时(安全区)最大风量差别较大,以HK系列悬板式活门为例,其性能参数见表5[4]。在设计过程中应及时与建筑、电气等专业沟通,选用的防爆波活门安全区最大风量应满足战时风冷式柴油发电机冷却送排风量。2)由于制造厂家配置特点及输出功率不同,风冷式柴油发电机组的散热器出风背压亦有差别。值得注意的是很多产品样本并未提供该数据,设计人员应向厂家索取。某品牌提供的散热器背压值在负荷率80%~90%时为120Pa。当柴油发电机冷却风量经扩散室排出室外时,要克服悬板活门战时的阻力。最常用的悬板活门通过的风量为安全区最大风量时,其通风阻力△H=200Pa。图4为HK400风量与阻力曲线[4]。其他规格型号的活门可从有关手册中查得。如果设计采用的柴油发电机组冷却风道背压小于悬板活门战时的阻力,则应在其排风管上增设排风机。如图5。图5战时柴油发电机房通风平面图

5结论

一个优秀的设计项目是由诸多细节取胜的。通过以上问题的分析得知,暖通设计过程涉及的专业知识并不高深,但设计师因为惯性思维而忽略了简单问题,造成不尽人意的后果。在各环节有效控制质量,把握细节,才能在有限设计周期圆满完成任务。

作者:常嘉琳单位:深圳市建筑设计研究总院有限公司

建筑热能通风空调杂志责任编辑:田老师    阅读:人次