公共建筑的空調設備檢測分析

摘要：隨著經濟社會的發展，公共建筑數量逐漸增加，空調系統是公共建筑中用能量較大的一部分，針對公共建筑空調系統進行節能診斷，可以盡量減少其中存在的能量浪費問題，提高用能效率，對節能降耗具有重要的意義。空調系統節能運行的必要條件是空調系統組成設備的正常運行和調控，通過空調系統組成設備的檢測分析，可以發現空調系統中存在的能量浪費、設備運行效率不高、控制調節不合理等問題。

關鍵字：公共建筑；空調設備；檢測分析

引言：空調系統節能運行的必要條件是空調系統各組成設備的正常運行，在分析空調系統整體節能運行水平之前對空調系統組成設備和控制系統檢修具有諸多優點。首先，現場檢測是任何空調系統節能工作實施的前提和基礎，不會較大程度增加工作量；其次，檢測過程中，工程技術人員根據個人經驗和理論知識對空調系統的用能情況能夠進行簡單的分析判斷，進行空調系統設備的檢測分析是符合節能工作順序的；最后，通過檢測分析，空調系統整體上可以視為內部自協調的系統，在進行空調系統整體節能運行水平分析時，可以將其作為“黑箱”或“灰箱”處理，不需要對空調系統建立數學模型，便于工程實施。

一、空調設備檢測分析順序研究

空調系統設備檢測分析是應該遵循順序的，這是由于空調系統是多個設備互聯起來的一個整體，某個設備運行的狀態不僅由設備本身的特性決定，還必須由設備所處的位置決定，空調系統設備檢測分析時必須照顧到這種互聯性。這樣做一方面可以避免重復的檢測分析，另一方面可以最大限度發現空調系統運行中存在的問題。

要確定空調設備檢測分析流程，就必須分析空調系統是如何進行冷熱量的傳遞和控制調節的。建筑和空氣處理系統新風中的熱量通過制冷盤管傳遞到冷凍水側，冷凍水攜帶的熱量通過制冷機中的蒸發器傳遞給制冷劑，壓縮機通過壓縮制冷劑將制冷劑溫度升高，由冷凝器將熱量傳遞給冷卻水，冷卻水攜帶的熱量通過冷卻塔中的蒸發吸熱過程將熱量排放到外部環境中。由熱量傳遞的路徑可以看出，空調制冷系統中熱量的傳遞方式是單向傳遞。熱量的傳遞過程中包含著能量的使用，也就是空調系統總的用能量，需要傳遞的熱量越多，空調制冷系統消耗的能量越多。沿著熱量傳遞的方向，盡量減少每個環節需要傳遞的熱量本身就是對空調系統節能運行的保障，因此普通空調制冷系統設備檢測分析應當按照熱量的傳遞方向開展，也即首先分析空氣處理系統，然后是冷凍水系統，最后是冷卻水系統。

熱媒體循環中主要的組成部分有：換熱盤管、熱媒體循環管道、循環動力設備。換熱盤管代表了盤管、蒸發器、冷凝器等，僅用于熱量的交換，對空調系統用能影響主要表現在換熱能力是否能夠滿足要求，是否能夠盡量提高下一熱媒循環中熱媒體的溫度，是否能夠擴大熱媒溫度差和質量組合的選擇空間。由于這種換熱能力僅決定于盤管自身的物理特性，因此熱媒循環中應該首先分析的就是換熱盤管的換熱能力是否能夠充分發揮。

熱媒循環管道代表了送回風管道、冷凍水輸送管道、冷卻水輸送管道。熱媒循環管道對空調用能的影響主要體現在兩個方面：一是管道中流動的熱媒體與管道所處的外界環境存在熱交換，這種熱交換往往會增加空調系統需要傳遞的熱量，從而增加空調用能量；二是管道對熱媒體流動會產生阻礙作用，這種阻礙作用需要利用循環動力設備提供克服的功率，從而增加空調系統用能量。因此管道的分析主要體現在管道的保溫、泄露及不合理的管道阻力。同時由于管道阻力與循環動力設備的功率密切相關，還要與循環動力設備綜合分析，這也是確定一些管道阻力合不合理的重要步驟。

二、空調設備檢測分析順序研究

2.1普通空調制冷系統介紹

所謂普通空調制冷系統是指在工程現場經常會遇到的空調制冷系統，本節進行檢測分析針對的空調系統。該系統由三個子系統組成，分別為：空氣處理系統、冷凍水系統和冷卻水系統。為了使檢測分析內容更具有代表性，本節中的空調設備檢測分析不限定空氣、冷凍水、冷卻水是定流量運行還是變流量運行，對空調系統的控制策略不做要求，在分析過程中也將涉及其他一些現場中可能碰到的與該空調制冷系統用能相關的問題。

2.2空氣處理系統檢測分析

空氣處理系統中的熱媒體是空氣，通過空氣的混合將建筑中的熱量和新風中的熱量傳遞給冷凍水系統，滿足空調房間的舒適度要求。空氣處理系統的主要組成有：風管、風機、制冷盤管、室外新風混風箱、過濾網、消聲器、風閥、加濕器。空氣處理系統中溫度的調節控制主要由盤管執行，濕度的調節控制需要盤管和加濕器共同執行。過濾網主要是凈化空氣，減少送風中的灰塵。空氣的流動動力源是風機。風閥的主要作用是引導空氣的流向，主要有新風閥、混風閥、排風閥、送風閥、回風閥等。

風管方面主要包括：風管破損、風管泄露、風管保溫和風管阻力四個問題；盤管方面主要是盤管的換熱能力和盤管使用順序；控制調節方面包括外部新風的調節、冷熱量是否共存和制冷盤管是否過度除濕；風機方面以風機的運行效率作為檢測分析的突破點。空氣處理系統中其他一些附件，如過濾網、消聲器、加濕器等，對空氣處理系統的用能量影響都包括在以上諸方面。

根據空調設備檢測分析的順序要求，空氣處理系統檢測分析的順序應該是：先診斷送風管道、盤管，然后診斷控制和風機。需要說明的是，風機的設備特性與送風管道的阻力特性決定了風機的運行工況點，因此在對風機檢測分析時需要結合送風管阻力進行分析。

2.3冷凍水系統檢測分析

冷凍水系統中的熱媒體是水，通過制冷盤管吸收空調房間和新風中的熱量，通過自身的流動將熱量傳遞到制冷機的蒸發器，進而將熱量傳遞給制冷機中的制冷劑。冷凍水系統的構成主要有：冷凍水管道、盤管、水泵、閥門、制冷機等。

影響冷凍水系統用能量的因素也是冷凍水系統檢測分析的內容。冷凍水旁通的問題主要涉及到旁通管道的設置、旁通管的流量和制冷機蒸發器作旁通管道的現象；冷凍水管道相關的問題與送風管相似，主要有管道阻力、管道保溫和管道泄漏；小溫差大流量是制冷系統常出現的問題，本節將從兩個方面進行分析：一是支路小溫差大流量現象，二是冷凍水一次側小溫差大流量現象：針對制冷機，這里主要分析冷凍水循環運行對制冷機性能系數COP的影響：分析水泵時依然從水泵的運行效率入手。

2.4冷卻水系統檢測分析

冷卻水系統的熱媒體是水，從制冷機冷凝器提取熱量后，經由冷卻塔排放到外部環境。組成冷卻水系統的設備主要有冷卻塔、水泵、閥門、過濾網、管道、制冷機。

冷卻水旁通分析主要包括旁通管道的設置、冷卻塔旁通和制冷機冷凝側的旁通。冷卻水管道僅分析管道阻力問題。冷卻塔分析時以冷卻塔運行效率為突破口分析。冷卻水狀態對制冷機性能系數COP也有影響。水泵分析主要分析水泵運行效率。

根據空調設備檢測分析的順序要求，冷卻水系統檢測分析的順序為：先分析系統形式，然后是冷卻水旁通和管道，最后分析冷卻塔、制冷機和水泵。需要說明的是，在分析冷卻塔、制冷機和水泵節能運行時都需要考慮旁通流量，此外水泵的節能運行還需要考慮管道阻力。

三、總結

空調設備正常運行是空調系統整體節能運行的必要條件，但空調設備檢測分析必須要有合理的分析方法才能夠最大限度地實現節能的目的，這也是設備檢測分析成敗的關鍵。本章以普通空調制冷系統為研究對象，就空調系統設備檢測分析的順序和內容問題進行了研究。

參考文獻

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