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全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术

上传时间:2016-02-17 11:51  资源积分:1   浏览:1107   下载:3   文件大小:2746 KB
分类: 热泵工程 |
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全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术
应 用技术
收稿日期:2014-09-12
摘要: 集成冷冻站是针对公共建筑中央空调而开发设计的机房节能设备,它以高效节能控制系统为核心,进行设备最优选型匹
配,是一种在工厂预制、模块运输、现场拼装的机电一体化系统级产品。辛亥革命博物馆中央空调系统成功安装使用该产品,
与传统冷冻站相比,该产品的年均运行效率提高20%~50%,占地面积节省1/3,维修运输方便、使用寿命长,可大幅降低中央
空调系统的运行费用和维护难度。
关键词: 全变频磁悬浮;冷冻站;集成;中央空调系统 BIM
中图分类号:TB657 文献标识码:B 文章编号:1009-9492 ( 2015 ) 03-0082-04
The Installation Technology of Full Frequency Magnetic Prefabricated
Integrated Refrigeration Station System
LI Sheng-bing,XIA Wen-cai,LING Jian-yu,LI Li
( Wuhan Construction Engineering Co.,Ltd.,Wuhan430023,China)
Abstract: Integrated refrigeration station is a room energy-saving equipment,which is designed and developed for the public building
central air conditioning. This refrigeration station,with high efficiency and energy saving control system as the core and matching the best
equipment,is the electromechanical integration system level products in a factory prefabrication,transportation,site assembly module.
The XinHai Revolution Museum of central air conditioning systems installed successfully using the product. Comparing with the traditional
refrigeration station,the annual efficiency of the products is increased by 20% ~ 50% and covers an area of saving 1/3. Besides,it has
the advantage of convenient transportation and repair and long service life,which can greatly reduce the operation cost of the central air
conditioning system and the maintenance difficulty.
Key words: full frequency magnetic levitation; frozen station; integration; central air conditioning system; three-dimensional
simulation model;building informational modeling
全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术
李生兵,夏文才,凌建宇,李 黎
(武汉建工集团股份有限公司, 湖北武汉 430023)
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2015. 03. 022
0引言
集成冷冻站是针对公共建筑中央空调的机房
节能设备,以高效节能控制系统为核心,进行设
备最优选型匹配,在工厂预制、模块运输、现场
拼装的系统级产品。全变频磁悬浮预制式集成冷
冻站是在传统冷冻站技术和工程建设的基础上,
对核心技术和商务运作模式不断创新,而形成的
机电一体化系统级产品 [1] 。
通过二次优化设计,达到最优的系统运行状
态,确保冷冻站的高效节能;通过工厂整体预制
和调试,确保系统最佳整体性能和拼接安装质
量;通过集成控制系统的关联控制实现冷水机、
冷冻泵、冷却泵和冷却塔的协同运作,降低空调
系统的能耗。随着绿色环保施工理念的不断推
行,冷冻站安装技术的要求日益严格,传统冷冻
站的安装技术已难以达到如今建筑行业安装质量
标准。预制式集成冷冻站技术有效地缩短了施工
工期,降低了施工成本,在有效控制各专业交叉
作业、立体施工的同时,提高了施工质量。辛亥
革命博物馆于2012年荣获中国建设工程鲁班奖、
技术创新示范工程。全变频磁悬浮预制式集成冷
冻站系统安装技术在辛亥革命博物馆项目中的成
功运用,获得了鲁班奖专家的一致好评。全变频
磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术是一项绿
机电工程技术2015年第44卷第03期
82
色、实用的施工技术,是未来冷冻站系统安装施
工的新方向。
本工程中央空调冷源来自全变频磁悬浮预制
式集成冷冻站系统,冷冻站配置2台变频磁悬浮
离心式冷水机组,单台制冷量为900 kV,供回水
温度7 ℃~12 ℃,每台机组配置1台变频冷冻水
泵和1台变频冷却水泵,水泵采用两用一备的形
式。冷却水系统采用闭式冷却塔,并采用下沉式
方式安装。冷冻机房内设两台定压补水装置分别
对冷冻水和冷却水系统实施定压。中央空调热源
来自电热水锅炉蓄热系统。
1关键技术应用
1.1建立BIM可视化三维模型,指导工厂标准构件
预制作
参考文献[4],通过采用二次优化设计,利用
Revit Mep软件,结合现场冷冻站实际尺寸情况,
建立 BIM 可视化三维立体模型。工厂严格参考
BIM可视化三维立体模型,按照技术要求进行标
准构件、部件预制作。BIM可视化三维立体模型
见图1、图2、图3。
1.2 施工准备
(1)严格按照冷冻站二次优化设计要求,完
成冷冻站设备基础浇筑,复核设备基础的几何精
度、平整度和强度,完成支、吊架及系统管道预
制作。
(2)按照图纸要求,对管道系统部件、配件
进行预拼接安装,并对冷冻站内电缆桥架、空调
水管采用联合支、吊架,确保系统管线安装在符
合文献[2]的基础上,整齐美观。阀门在安装前,
严格按照文献[2]要求,进行阀门强度及严密性试
验,试验合格后方可使用。管道系统及部、配件
安装完成后,严格按照国家标准,检测支、吊
架、管道系统及部件、配件安装几何精度。对不
满足要求的支、吊架与管道进行调整合格后,方
可进行下一道工序。
(3) 待设备、构部件到场后,进行系统编
号,做好详细编号记录,并予以分类堆放,便于
后期拼装。
(4) 现场勘察,明确合理的设备运输路线,
待设备到场后,及时运送至冷冻站。
1.3 现场安装工艺
(1)底座组件组装
在设备混凝土基础上拼装焊接16 mm钢板,
要求钢板拼接平整、牢固、无不规则缝隙。
(2)设备落位
冷水机组、水泵组件等设备严格按照二次深
化设计定位来精准落位,设备底端安装减震垫,
并用锚塞式膨胀螺栓固定,外露丝扣不应少于2
扣。
(3)联合支、吊架安装
根据二次优化设计要求,对冷冻站内电缆桥
图1 BIM可视化三维立体模型
图2 BIM可视化三维立体模型轴侧图、剖面图
图3 BIM可视化三维立体模型俯视图
应用技 术 李生兵 等:全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术
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架、空调水管采用联合支、吊架,支、吊架形式
参考文献[3],确保系统管线安装在符合文献[2]的
基础上,整齐美观。按编号顺序依次安装支、吊
架,确保支、吊架焊接牢固、焊缝饱满,支、吊
架安装后垂直、水平度满足文献[2]要求。
(4)空调水管连接
空调水管按照编号,依次拼装。管件连接采
用法兰连接。法兰与管道焊接采用E43型焊条,
焊接处焊缝须饱满,圆顺。法兰盘之间连接处采
用金属垫片。空调水管系统按照编号安装完成
后,复核管道安装的几何精度,质量验收合格
后,方可进行下一道工序。
(5)电缆桥架安装
冷冻站内用电设备电缆桥架与空调水管安装
在符合文献[2]的基础上,统一采用联合支、吊
架,使得管线安装整齐美观。电缆桥架安装严格
按照如下顺序执行。
1)电机控制中心到变频冷冻水泵、变频冷却
水泵、电动比例调节阀门、旁流水处理器、变频
冷冻站控制系统等的桥架及供电电缆的安装;
2)电机控制中心到冷却塔机房的变频冷却塔
(含变频电机散热风扇)、冷却塔淋水泵的桥架及
供电电缆的安装;
3)电机控制中心到冷却塔供水管路电动阀的
桥架及控制电缆的安装;
4)附属设备配电柜到定压补水装置、水处理
装置的桥架及供电电缆的安装;
5)控制系统到各个控制设备的桥架及控制电
缆的安装。
6)压力试验
按照设计说明及规范规定,试验压力为工作
压力的1.5倍。在试验压力下,系统10 min内压力
降不大于0.02 MPa,再降至工作压力进行外观检
查,无渗漏即为合格。
7)管道冲洗
① 冲洗时水流不得经过所有集成冷冻站设
备。
② 冲洗前应先除去过滤网,冲洗结束后再将
其装上。
③ 反复冲洗直至排水中不夹带泥沙、铁锈、
焊渣等杂质,且水质不浑浊方为合格。
8)设备单机试运转
① 水泵检测与试运行
② 定压补水装置检测与试运行
③ 冷水机组检测及试运行
将集成冷冻站外的阀门全部保持在全开状
态,然后依次开启水泵阀门、冷机阀门、冷却
塔、冷却水泵和冷冻水泵,检查运行无误后,开
启冷水机组,检查冷水机组的振动、噪声和温升
是否符合设计要求,无异常现则象为合格,同时
检查冷水机组的水流开关工作状态、冷冻水压
力、冷冻水温度、冷却水压力和冷却水温度是否
正常。
9)空调水系统调试
系统调试经自检合格后,通知建设单位、监
理单位进行竣工验收。空调水系统设备全部均正
常运行,待空调水系统管路充满后,启动空调水
系统的循环水泵,系统经8 h循环运行正常后,开
始对空调水系统进行冷量调节,使冷水机组、水
泵、冷却塔的进、出水压力、流量、温度符合设
计要求,各系统末端的温度、湿度符合设计要
求,完成空调水系统子分部工程验收记录。
2创新点
(1)商务运作模式创新
在传统的冷冻站系统安装的商务运作模式
下,建设单位对各个分系统进行单独招标,再由
机电安装总承包统一进行施工管理,各专业间交
叉作业难免存在脱节,实际整体施工效果无法达
到预期效果。而采用全变频磁悬浮预制式集成冷
冻站系统安装技术,建设单位可由集成设备厂商
应标,冷冻站系统作为整体单独招标,由具有安
装资质的设备厂家单独完成集成式冷冻站系统安
装。此方式跨越了一般意义上的专业分工与协
作,通过建立BIM可视化三维模型,工厂预制和
调试,有效地确保了集成式冷冻站系统安装质
量,提高了施工效率,提升了系统运行的整体性
能,减少了能耗的损失。
(2) 集成产品采用 BIM 可视化三维立体模
型、工厂预制、模块运输、现场拼装和调试
全变频磁悬浮预制式集成冷冻站是以高效节
能控制系统为核心而进行最优设备选型匹配,在
工厂预制、模块运输、现场拼装的系统级产品。
应 用技术 机电工程技术2015年第44卷第03期
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采用二次优化设计,建立BIM可视化三维立体模
型,避免了各专业之间交叉作业带来的弊端,提
高了集成冷冻站系统安装质量,优化系统运行状
态,确保冷冻站的高效节能;通过工厂整体预制
和调试,确保系统最佳整体性能和拼接安装质
量,缩短施工周期,节约施工成本,降低了质量
控制管理难度;通过集成全变频控制系统的关联
控制,有效地实现冷水机、冷冻泵、冷却泵和冷
却塔的协同运作,最大化地发挥集成冷冻站系统
运行效率,减少空调系统的能耗。全变频磁悬浮
预制式集成冷冻站安装后实物如图4。
3 应用效果
与传统冷冻站系统相比,辛亥革命博物馆工
程采用全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装
技术,通过开展二次深化设计和BIM可视化三维
立体模型,实现了工厂预制、模块运输、现场拼
装,使得该系统的年均运行效率提高了 20%~
50%,占地面积节省1/3,建设周期缩短50%,并
且维修运输方便,使用寿命长,大幅度的减低了
中央空调系统的运行费用和维护难度 [1] 。预制式集
成冷冻站与传统冷冻站优势对比见表1。
4结论
在确保系统年均运行效率提高20%~50%的前
提下,全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装
技术的运用,能有效地缩短施工周期、降低施工
成本和后期维护的难度。全变频磁悬浮预制式集
成冷冻站系统安装技术是一项值得推广的绿色、
实用施工技术,是未来冷冻站系统安装的新方向。
参考文献:
[1]张建章. 神舟北极高效集成冷冻站[J]. 军民两用技
术与产品,2012(12):40.
[2] GB50243-2002. 通 风 与 空 调 施 工 质 量 验 收 规 范
[S].
[3] 中华人民共和国建设部. 05R417-1 室内管道支吊架
[S]. 北京:中国建筑标准设计研究院,2006.
[4]中华人民共和国建设部. 07R202空调用电制冷机房设
计与施工 [S]. 北京:中国建筑标准设计研究院,
2007.
第一作者简介: 李生兵,男,1973年生,湖北武汉人,大学本
科,高级工程师。研究领域:建筑电气。已发表论文5篇。
(编辑:向 飞)
图4 全变频磁悬浮预制式集成冷冻站安装后实物
序号
1
2
3
4
5
6
比较项目
商务招标
运作
工程实施
与运行管理
建设周期
系统设备
匹配
系统运行
效率
系统受控
设备运行
稳定性
集成冷冻站
冷冻站系统作为整体单独招标,
由集成制造商应标
开展二次优化设计和BIM可视化
三维立体模型,合理安排施工进度,
避免交叉作业,缩短了安装周期,降
低了工程实施、运行管理难度
建设周期缩短15~23天
通过二次优化设计,达到最优设
备选型
内嵌了2001年在美国空调协会
会议上获得大奖的专利型数学模型和
算法,高效协调冷冻站各子设备的运
行模式,使得整个冷冻站系统效率达
到最佳,提高20%~50%。
采用专利控制算法对系统内各设
备进行关联前馈控制,系统运行稳定
性高
传统冷冻站
建设单位对各个分系统进
行单独招标
现场交叉施工,管线错综
复杂,设备接口衔接杂乱,管
理难度大
建设周期达30~45天
各专业单独安装,无法充
分考虑各系统设备的最优匹配
系统设备控制无法同步运
作,冷冻站系统效率损失高
振荡,因为PID算法的I
值(积分值)调节和D值(微
分值)调节本身是不稳定的。
表1 预制式集成冷冻站与传统冷冻站优势对比
应用技 术 李生兵 等:全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术
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全变频磁悬浮预制式集成冷冻站系统安装技术
作者: 李生兵, 夏文才, 凌建宇, 李黎, LI Sheng-bing, XIA Wen-cai, LING Jian-yu, LI Li
作者单位: 武汉建工集团股份有限公司,湖北武汉,430023
刊名:
机电工程技术
英文刊名: Mechanical & Electrical Engineering Technology
年,卷(期): 2015(3)
引用本文格式:李生兵.夏文才.凌建宇.李黎.LI Sheng-bing.XIA Wen-cai.LING Jian-yu.LI Li 全变频磁悬浮预制式集成冷冻
站系统安装技术[期刊论文] - 机电工程技术 2015(3)



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