当前课程知识点：建筑室内热环境模拟及应用 > 第六章 冷热源方案设计与经济性分析 > 06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义 > 06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
冷热源与水系统
是空调系统的重要组成部分
本节课程我们将向大家介绍
冷热源与水系统的
工程背景与实际意义
冷源热系统是整个集中空调系统的
核心部件
它决定了系统是否能够保障
用户的冷热需求
也是投资的非常主要的部分
同时冷热源所产生的冷热量
主要依靠水系统输配到
各个末端用户之中去
因此如何能够实现节能安全可靠的
对空调冷热源和水系统进行设计
使得两者能够相互协调的进行运行
并且能够保障用户的冷热需求
一直是空调系统设计中的主要工作
通过近年来对国内近30家
商业建设空调系统的测试工作
可以看到国内大多数的冷水系统中
冷冻泵 冷却泵和冷机的电耗
加在一起约占整个空调电耗的50%左右
因此水系统和冷热源的设计的好坏
直接影响到了整个空调系统的
能源消耗和运行效果
同时也会影响到冷热源系统
设备运行的状况和效率
因此如何对冷热源和水系统的
联合设计优化
是整个空调系统设计中
至关重要的一个环节
因此在设计冷热源
和水系统的方案的时候
设计者通常要确定以下几个问题
首先需要确定冷热源的形式
例如采用的是电动离心式制冷机
还是直燃式溴化锂吸收机
还风冷机等等
其次还要确定水系统的管网形式
例如是一次泵系统还是二次泵系统
其次我们还需要确定热源的形式
例如采用的是燃气锅炉
还是市政热网等等
在确定上述方案之后
我们还需要确定各个设备的台数
和具体的容量
例如冷热源的设备的台数
额定制冷量等等性能参数
最后我们还需要确定
水系统的控制方式
例如我们是台式控制
还是采用一机对一泵控制
还是采用变频控制等等
在目前的设计方法中
我们主要参考的是针对典型工况
进行的单工况设计方法
通常我们会采用典型工况下
例如设计日的冬夏两天的最大负荷
用来选择冷热源的设备容量
然后根据设计的容量
来确定设计流量和管网的大小
然后进一步的设计水泵的流量与扬尘
然后这种单点设计方法
还存在着一些局限性
首先这种单点设计方法
没法获知冷热源系统和水系统
在全年各种工况下
是否能够满足我们设计的需求
此外也无法获知这个系统
在全年的运行状态下
不同的搭配
所造成的能耗的差异
而这两部分往往是我们设计方案中
重点需要考察的一种内容
由于单点设计方法
存在着上述的局限性
对方案的选择
无法给出其全年运行的状况和能耗情况
缺乏选择方案的依据
也就无法提高设计方案的质量
因此需要对冷热源及水系统方案
进行全年全工况逐时的模拟
以提高我们设计的方案
通过对设计中的冷热源和水系统方案
进行全工况的逐时模拟分析
可以获得设计方案的运行效果
即判断是否可以满足
所需要的冷热量和冷热水的流量
和运行能耗等等
在冷热源和水系统的模拟中
主要包括冷热源模型 输配系统
末端形式和控制策略
这四个重要的关键点
由于冷热源设备的效率
不仅受到来流的冷却水温度的影响
同时也会受到部分负荷率的影响
而且不同的冷源设备
它的性能曲线也有很大的差别
因此在冷机模型部分
我们需要考虑的是
冷机蒸发侧逐时需要的二次冷媒
出口温度和流量
以及制冷机蒸发侧
逐时的二次冷媒的出口温度
还有制冷机冷凝侧逐时的
二次冷媒进口温度和流量
因此需要根据不同的冷热源形式
给出不同的冷热源
所对应的冷热源模型
其次对于输配系统的模拟里面
我们需要考虑不同的水系统形式
其中包括一次泵系统和二次泵系统
其中二次泵系统中的一次循环泵
承担的是冷水机组部分的阻力
而二次循环泵所承担的
是用户侧的阻力
这样的话就可以根据不同的阻力分布
给出不同的水系统的分区
相比于一次泵系统 二次泵系统
可以根据用户侧的负荷
而改变二次泵的流量与扬程
可以节省输配的电耗
但是由于二次泵系统的复杂性
二次泵的总扬尘
往往会大于一次泵系统总扬程
另一方面水泵变频
也是一种非常有效的节能手段
因此需要通过模拟分析的方法
来分析在不同工况下
水泵变频所带来的节能效果
此外对于采用不同的末端形式的水系统
它的运行工况相差也非常的大
以通胀控制风机盘管
为末端的水系统为例
由于部分负荷下
只有部分的盘管开启
其余的盘管关闭
这样就会使得开启盘管的流量
会大于其设计流量
从而导致供回水温差小于5度
而对于带有比例连续调节阀的空调箱末端
在部分负荷下我们可以通过调节
冷冻水的流量来调节负荷
这样的话供回水温差就会变大
通过这个图我们可以看到
同样的盘管在采用连续调节
和通断控制时他们所处的工作区差异很大
在通断控制为主的
风机盘管为末端的水系统中
在部分负荷率下它走出来的是一种
大流量小温差的工况
而对于连续调节的空调箱的系统中
在部分负荷率情况下
它走出来的是一种小流量大温差的
一种结果
因此不同的末端形式
会使得水系统呈现出来
非常相反的这种规律
例如我们在这个案例中
分别采用二次泵一机对一泵的开启方式
或是采用用户流量变化
进行台数控制的方式
还有按照供回水压差进行变频控制
这三种不同的控制策略
分别计算这三种控制状态下的用能状况
我们可以看到
在这三种不同的控制策略下
二次泵全年累计电耗差异非常的显著
其中一机对一泵的方式能耗最高
而变频控制的能耗最低
定压差变频控制的方案
大约可以20%左右的耗电量
综上所述空调系统中的冷热源
和水系统设计
是整个暖通空调设计中的
非常重要的一个环节
而在这个系统中冷热源的性能
水系统的方式
和末端采用的形式以及控制策略
都会对整个系统的性能
产生非常显著的影响
因此对冷热源及水系统
进行全年的模拟仿真
是实现优化设计的非常重要的手段之一
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
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-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
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-02-06-室外气象参数的取值方法
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-02-07-录屏：DeST围护结构的设定
-02-08-录屏：DeST建筑全局设定
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-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
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-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏：建筑参数设定（1）
-04-06-录屏：建筑参数设定（2）
-04-07-录屏：建筑参数设定（3）
-04-08-录屏：建筑参数设定（4）
-04-09-录屏-报表解读（1）
-04-10-录屏-报表解读（2）
-04-11--录屏-报表解读（3）
-04-12--录屏-报表解读（4）
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏：DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏：DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访：空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访：分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏：冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏：其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏：经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境：窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏：VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏：DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏：DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏：阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏：遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
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-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用（1）
-08-05 人行为建模与实际应用（2）
-08-06 录屏：DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业
