空SSB蓄电池调冷水机房阻力件的研究与其在高效机房内的应用分析

2025-12-19 09:19:16

摘要：经过下降水体系阻力从而优化体系；经过CFD、温差传感剖析和后期维保等多方面来剖析高效机房在实际施工中如何应用。

关键词：水体系降阻、CFD、传感器温差

导言：在以往规划和施工中，因为技能、安全、职责、经历、手法等等各种前史原因，在工程中的各个体系往往都留有足够的富余量或存在相当程度的阻抗糟蹋。从体系正常运转的视点来看，这点富余量带来的正向收益远大于其能耗带来的成本的添加，而各个环节被糟蹋的阻力有值得挖掘的潜力。而在双碳方针提出的今日，高效机房理念下，需要在某些程度上反其道而行之。作为施工单位来说，在自己的作业界面之内，做到削减能耗、削减糟蹋、合理削减富余量，能够对完成双碳发生正向意义。

一、现状调研：富余量来源与份额，能耗糟蹋的首要原因

高效机房作为一个抽象的概念，其管件目标现在干流的界说办法是冷源体系季节能效比（SEER-sys）seasonal energy efficiency ratio of cold source system，即在完整制冷季中，冷源体系总供冷量与冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔能耗之和的比值。

制冷机房体系包括三部分：制冷机组、冷冻水体系、冷却水体系，其间制冷机组的运转消耗了中央空调体系总能耗的50%~60%，冷冻水体系运转能耗在制冷机房全年总能耗占比约10%~20%，其余动力为冷却水体系及定压补水。从关系上看，假如把体系总供冷量作为默认值，那么下降冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔能耗就是高效机房的全体方针。这些设备的能耗，除了与自身的设备功能有关之外，还与其输配管网有关，两者相互耦合。

其间冷机的能耗首要侧重于冷机自身的功能和室内外环境参数，定压补水占比较小，这二者不属于本文评论的要点，本文侧重重视冷冻水和冷却水的输配，即水体系能耗，其能耗占比约占总能耗的30%~40%。现行规范中，用来点评水泵运送能耗是否节能的目标是耗电输冷比或输配系数WTF，分为冷却泵输配系数和冷冻泵输配系数。

在施工层面想要降阻提效，侧重从这两个系数入手能够有用下降水体系能耗，别的经过维保和调试等手段，能有用防止设备能效下降和进步自控节能可靠性。

二、水体系降阻——弯头、三通、巨细头

2.1.根底：

作为大机电装置单位，我们的首要作业是装置管道、管件、阀门、附件等。在高效机房施工配合中我们能做的就是尽或许削减输配体系带来的阻力丢失，而此部分丢失由管道的沿程阻力丢失和管件、阀门、附件等的部分阻力丢失这两种组成，一般工程上的核算办法依据流体力学公式如下：

在室内冷冻机房这个尺度下整个体系中部分阻力一般远大于沿程阻力，而部分阻力的巨细与部分阻力系数ξ成正比，与液体流速v成二次方关系。故削减部分阻力系数ξ和流速可有用削减丢失。而体系中发生部分阻力的部件为：管件、阀门、附件等。

2.2.弯头：

在通常民用建筑尺度下的工程引荐数值中，焊接弯头分类下的90°弯头的部分阻力系数ξ约等于45°弯头的两倍，也就是说，无论是仿照排水管道的做法选用两个45°弯头替代一个90度弯仍是直接用一个90°弯头，效果是没有区别的。

不同规格圆形管道弯头的数值，剖析其规则可知，规范弯头的部分阻力当量长度相当于长半径弯头的1.5倍左右，是短半径弯头的一半左右。

依据《流体力学泵与风机 (第五版)》中给出的不同条件下的圆形管道弯头的数值，剖析其规则可知，调查45度与90度的参数，弯头的弯曲半径为管道直径的0.5倍时，弯头的视点每添加一倍，部分阻力系数添加至3.7倍，规范弯头时，添加至2.5倍，大倍径弯头时为1.78倍。由此可见，弯曲半径约小的弯头，节省弧长的降阻效果越明显。90°弯头扩展倍径的效果远大于45°弯头。

2.3.三通：

三通的系数，关于合流三通，正三通的局阻系数是1.5，斜三通的系数是0.5，差异为3倍，非常明显。从这个表格看，做高效机房，有条件时应选用斜三通。但另一方面，这些系数均为0.1、0.5、1、3等整齐的数据，其精确性存疑，且表格较为简单，没有管径的区别，也没有流速、粗糙度、雷诺数等流体力学中影响较大的参数区别，实际使用中，可信度不高，规划人员会倾向于放量。

依据《流体力学泵与风机 (第五版)》中给出的几种不同的管道进口方法，可见锐缘进口的系数为0.5，管道伸入进口的系数为1，流线型最小仅0.005。工程中的水管三通多为锐缘进口，与流线型比较，其阻力系数是后者的100倍，而支管若是伸入主管，阻力或许比正常情况添加一倍。由此可见，关于施工来说，根本的要求是在制造三通件时，支管不能刺进主管，若有才能的话能够做成圆角的方法，最好是能做成流线型。

2.4.巨细头：

依据《流体力学泵与风机》中的介绍，下降紊流条件下的部分阻力，着眼点在于防止或推迟流体与防止分离，防止旋涡区的发生或下降其强度。平顺的管道进口能够将部分阻力削减90%以上。当巨细头两端的界面巨细一守时，α的视点越大则阻力系数越大。所以假如要削减巨细头的部分阻力，主张将两端距离拉长，缩小夹角。

三、水体系降阻——阀门：

3.1.阀门阻力：

阀门的阻力用部分阻力当量长度表明。主张在进行高效机房规划时，选用当时项目厂家的实验数据。

3.2. 阀门选用：

阀门首要分为两种，一种是起关断效果的开关阀，一种是用来调节水力平衡和需求的调节阀。关断阀的挑选比较简单，正常情况下阀门的口径与管道相等即可。关于调节阀，其挑选需依据阀门的流转才能具体核算。除了流转才能外，还需留意阀门的调节特性，以保证调节的效果更滑润流场。

终究期望得到的结果是，阀门结合其操控的末端设备，操控变量与阀门开度之间的关系尽或许趋向于直线特性，并且有足够大的阀权度。

3.3. 阀门装置：

关于高效机房来说，机房内存在许多斜向的管道，当阀门只能装置在斜向管道上时，应保证阀门的手柄不斜向下，主张可使阀门朝向侧面，并尽或许低，以便于物业维保人员操作。

四、CFD研究：

4.1.各种倍径弯头模拟，形成阻力系数表

故建立有针对性的国有化的阻力系数表，能够进步现在国内水力核算的精准度，削减设备选型上的糟蹋。

因为实验条件所限，可优先经过CFD的方法模拟阻力数据，形成阻力系数表。其间包括常用流量和常用管材下的规范弯头、各种倍径弯头、各种方法的三通等，终究形成表格或拟合成具有必定规则性的表达式。

4.2. 盲三通

依据刘凯凯在《依据“仿生”的通风空调管道三通减阻办法研究》中对盲三通选用了CFD的手法进行了模拟比对。文中对不同雷诺数、夹角、盲端长度、支管直径下的三维盲三通进行了水力核算，阐明晰其流场散布，并结合正交实验剖析了各要素对部分阻力丢失系数影响的明显性强弱。

文章不仅提供了盲三通的仿真结论，选用的办法可进一步推行到一般三通的系数推导中，以便于得到更精确的正三通、斜三通的阻力变化规则，并对实际施工深化时的优化取舍提供借鉴意义。

五、传感器误差：

5.1. 丈量精度的影响

机房效率核算精度取决于冷冻水温度、流量和各设备有功功率丈量精度。误差率全体核算可依据以下公式：

依据以往实践经历，当时热敏电阻式水温传感器的误差在±0.2℃，以通常规划供回水温差在Δ5℃范围核算，±0.2℃误差在该范围内，其误差率达4%；

· 流量误差率，因为现在项目中根本都是选用对夹式超声波流量计，其精度根本小于3%（管道振荡、耦合剂、水中气泡、装置方法等影响）；

· 有功功率，现在项目中对大型设备的电力丈量根本都用智能电表，精度一般为0.5%。

按以上误差率，代入公式（以为2个水温度传感器都为正向误差率，故仅核算1个水温度传感器的误差率），可核算出现在这种丈量方法的误差率：(0.042+0.032+0.0052)0.5=5%

5.2.主张：

温度传感器有必要挑选高精度的刺进式传感器，精度在±0.1℃（即使这样，在Δ5℃范围内，误差率也有2%），并且：1、有必要挑选供水、回水温度传感器同时为正误差或负误差的相同类型；2、有必要校核精度（用高精度±0.1℃玻璃管式温度计、沸腾水、冰水混合物校核）；

流量计主张选用管道对夹法兰式电磁流量计，这种流量计精度可达0.2%，装置要求低、不受管道振荡等影响，可长期使用精度不减；

智能电表，要求精度至少在0.5%，电压、电流互感器的精度需在0.25%。

按以上精度挑选的丈量外表，其全体精度为：2.1%。仍按机房效率4.5核算，其丈量值将为4.4～4.6，这样就较为真实的表明了机房的精确效率了。

很多末端传感器的误差累计将影响末端对主机和水泵出力的需求，或许形成末端换热才能不合格（舒适度下降，末端风机能耗明显添加）或过冷（舒适度不合格，并且糟蹋能耗），形成空调体系全体能效下降。故传感器精度对全体能耗有明显影响。

六、结语

本文从原理上剖析了高效机房完成的思路，并在此根底上推行出往后或许的进一步优化的深化思路，期望对往后高效机房施工落地能起到必定的效果与启示。