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干货!全面了解流体输送设备与空气处理设备

我们常遇到的流体输送设备是水泵与风机,在暖通空调工程中,它们将热能的载体(水或空气)输送到有需求的地方,同时也消耗了输送能耗。

(1) 水泵

暖通空调工程中使用的水泵一般式清水泵或热水泵,其输送液体为不含有体积超过0.1%和粒度大于0.2mm的固体杂质,清水泵输送液体温度为0~80℃,热水泵可以输送130℃以下的液体。比较特殊一点的是蒸汽锅炉给水泵,由于其要求小流量、大扬程,一般采取多级泵。

水泵的主要参数是流量、扬程和电机功率,高层建筑空调水系统为闭式循环,水泵承受的系统静压力远高于水泵自身的扬程,应注意核对,一般而言在最高工作压力不大于1.6MPa时可不必特殊订货。


图5.3 水泵接管的图面示意

图5.3为水泵接管的图面示意,图中表示的为立式离心泵,进水管设有闸阀、变径管、软接头,出水管设有软接头、变径管、止回阀和球阀。进出水管上设置的压力表是为了在运行中了解水泵的实际运行参数。我们可以注意到,在设备的进出口接管段设有软接头,设备与基础的连接设有隔振器,这些是为了避免水泵运行的振动通过基础和管道传递出去。

(2) 风机

v暖通空调工程中常用的风机按其叶轮的作用原理可以分为离心式风机、轴流式风机和斜流式风机。离心式风机具有流量范围广、风压高的特点,轴流风机则具有风压低、流量大的特点,斜流式风机介于前两者之间。

根据风机输送介质的特点,风机有防爆风机、防腐风机、锅炉引风机,民用建筑中还有消防排烟风机。


图5.4 风机的图面示意

图5.4为风机的图面示意,本例中风机为柜式离心风机,风机以其外形轮廓线表示,进风口和出风口设有风管软接头,可以在风机运转时隔离风机振动的影响。风机的参数需要从设备表中提取。

知识拓展:水泵与风机的并联运行

水泵与风机的并联运行是我们常遇到的情形,在一个暖通空调系统中,管道是固定的,如果有两台或多台输送设备并联运行,系统流量会增加,但不会与台数成倍数关系。这是因为固定的管路系统在流量增加后,阻力也随之增加,根据相关理论,阻力与流量的平方成正比,所以体现在系统的流量上就并不是与设备台数成倍数关系了。如果在正常运行工况下两台设备并联的流量为正常流量,那么单台设备运行时,其流量要大于正常流量的一半,这也导致了电机输出功率增加而有可能烧坏电机。

(3) 热交换设备

热交换设备是暖通空调工程中常用的设备,用于将不同温度的热媒之间进行热能的转换,如用高温热水或蒸汽加热低温水。对热交换设备的要求是传热效率高,体积小,结构简单和节省金属耗量,维修保养方便,阻力小等。

热交换器根据热媒的种类可分为汽-水换热器、水-水换热器;根据热交换方式可分为表面式热交换器和直接式热交换器;根据换热器的体积可以将其分为容积式换热器、半容积式换热器和即热式换热器。

表面式热交换器是加热热媒与被加热热媒不直接接触,通过金属表面间接进行热交换,直接式热交换器是两种热媒直接混合达到热能转换的目的。

容积式换热器在工程中常遇到的是壳管式换热器,其结构简单,造价低,制作方便,运行可靠,维修方便。浮动盘管式热交换器属于半容积式换热器传热效率比较高,结构紧凑,占地面积小,运输、安装都十分方便。板式换热器属于即热式换热器,其特点是结构紧凑、体积小,拆洗方便,承压能力高,另外,板式换热器还有一个突出的特点是能够在小温差下传热,因而也广泛用于空调冷水系统竖向分区时的换热设备。

(4) 空气处理设备

空气处理设备用于对房间空调送风进行冷却、加热、减湿、加湿以及空气净化等处理,通常使用的有风机盘管、柜式空调器和组合式空调机组等,在暖通空调工程中常被称为空调末端设备。

风机盘管是空调工程中广泛应用的空气处理设备,由风机、换热盘管、机壳、凝结水盘等组成。风机盘管根据安装形式分为卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装等几种基本形式,根据送风压力可分为普通型和高静压型。风机盘管的主要设备参数是风量、风压、表冷器排数、运行噪声、电机功率等,产品样本所标注的冷量和热量是在指定工况下的情形,具体运用中应考虑实际工况的修正。

柜式空调器的构造和原理基本与风机盘管相同。柜式空调器处理空气的能力和机外余压都比风机盘管要大,可以接风管进行区域性空调。柜式空调器按结构形式可分为卧式和立式两类,按处理工况可分为空调机组和新风机组,空调机组的设计进风工况为室内回风工况,新风机组的设计进风工况为室外新风工况。

组合式空调机组是由各种不同的功能段组合而成的空气处理设备。组合式空调机组的基本功能段有:混合段,表冷段,加热段,喷淋段,过滤段,加湿段,新风、排风段,送风段,二次回风段,中间检修段,送、回风机段,消声段等。根据空调设计对空气处理过程的需要,可选用其中某些功能段任意组合。


图5.5 末端设备的接管示意

图5.5为末端设备的接管示意图,风机盘管与吊顶式风柜的水管接管均有三个接口,分别是供水管、回水管和凝结水管,考虑设备振动的因素,接口处均设置软接头。一般来说考虑排出设备内热交换盘管的空气气的因素,回水管在上,供水管在下,凝结水管为自流排水,因此在设备底部接管。两者也有不同之处,由于吊顶式风柜的处理风量大、风压高,设备的尺寸要比风机盘管大,一般要利用梁内空间安装,因此吊顶式风柜的回水管上需要设置自动放气阀,而风机盘管除了在设备本体设置手动放气阀外,一般可以在梁下安装,利用回水管将盘管内空气带出。在凝结水的接管处理上,风机盘管的凝结水盘是露在外部的,因而直接接管即可,吊顶式风柜因为凝结水盘在设备内部,运行时设备内部存在负压,凝结水管需要设置水封,以利于稳定地排出凝结水,在这个环节上吊顶式风柜与组合式空调机组是相同的。

知识拓展:组合式空调机组的小知识

组合式空调机组的外壳通常是采用双层钢板(彩钢板)中间用聚氨脂发泡做作保温层,也有的采用钢板加保温层的做法。混合段设有回风和新风接口,作为新风和回风在此混合之用。表冷段和加热段都是采用表面式换热器作为热交换器,根据热媒的情况实现冷却、加热功能,表冷段可以使用7℃的冷水或60℃的热水作为热媒;加热段一般使用高温热水或蒸汽作为热媒,两种热媒的换热器结构有一定差别,选型时应标明以免误用。表冷段和加热段是分开设置还是合用一套应根据空气处理过程的需要而定。加湿段用于对空气进行加湿处理,一般在有蒸汽来源时采用蒸汽加湿,也有的采用电加热水产生蒸汽用于加湿。过滤段是对空气进行净化处理,根据对洁净度的要求和空气的质量,可选用粗效过滤器或粗效加高效过滤器两级过滤。中间检修段用于设备检修和运行维护,如热交换器的维修、过滤器的清洗和滤料的更换等,应根据组合情况的需要设置。喷淋段的作用比较复杂,它根据水温的变化可以实现冷却或加热、加湿或减湿等功能,相应的其运行管理也比较复杂,一般应用不多。

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