重慶廣電大廈新聞中心空調系統運行分析及改造探討

陳海鎮

（重慶廣電實業發展有限責任公司，重慶400039）

重慶廣電大廈新聞中心空調系統運行分析及改造探討

陳海鎮

（重慶廣電實業發展有限責任公司，重慶400039）

本文對重慶廣電大廈新聞中心空調系統運行問題進行了分析，結合工程改造實踐，闡述中央空調水系統及風系統比較常見的一些弊病以及相應的解決辦法。

大溫差小流量；水力不平衡；水泵；送回風系統

0 引言

與常規系統比較,大溫差小流量系統具有減少系統運行能耗和初投資的優點，但是系統在設計、施工及運行中的各種原因都能夠引起水力失衡，如果這種空調系統啟用后發現滿足不了使用要求，如何應對？本文通過工程改造實例，從冷水機組容量、系統工況、冷凍水泵、冷凍水管路、末端空調系統等多個方面進出問題分析，闡述了對于不同冷水機組機型，不同裝機容量其水泵的選配原則，以及空調水系統及風系統常見弊病的解決辦法，為今后系統設計及運行管理提供一些參考。

1 系統概況

重慶廣電大廈總建筑面積80000m2，地下共2層，地上為30層。中央空調冷源來自4臺冷水機組，其中2臺型號為YSEXEEXS45CJE的螺桿機，2臺型號為YKEKELP85CRF的離心機，熱源來自3臺型號為WNS1.75-0.8/95/70-Q的熱水鍋爐。冷熱水系統分開獨立設置，末端設備大多為四管制，冷熱水系統豎向及橫向均異程，在14層設置板式熱交換器，形成二次冷熱水后繼續往上供冷供熱。新聞中心位于裙樓3層至5層，與主樓合用冷熱源，空調設計分為辦公區域和機房區域二類，夏季設計冷負荷為732kW,冷指標177W/m2，冬季設計熱負荷為304kW，熱指標74W/m2。辦公區域空調使用面積為4126m2，室內設計參數為夏季溫度26℃、冬季20℃，采用一次回風全空氣調節方式，配置4臺組合式空調機組（1臺40000m3/h、2臺25000m3/h、1臺12000m3/h）；機房區域空調由單獨機房空調承擔。

2 運行分析

2.1 運行中的問題

2010年5月，大樓空調系統開始投入使用，雖經過多次調試，但夏季2臺離心機組運行時，運行負荷很小，冷凍水出水溫度很快降低到6℃以下低溫保護停機，而大樓各區域空調溫度不能達到設計值。新聞中心前身為音樂廳，2012年新聞中心改造完工，空調系統投入使用，運行效果不理想，室內溫度降不下來，在30℃左右，新聞中心因此暫緩啟用。2013年初開始實施空調系統改造工作。

2.2 問題分析

通過對大樓、新聞中心中央空調系統和冷熱源設計參數的校核以及實測數據的深入分析，對影響空調效果的關鍵因素進行梳理：

2.2.1 冷水機組容量是否足夠

廣電大廈原空調設計修正總冷負荷為7385kW，配置的4臺冷水機組銘牌7384kW，其中離心式冷水機組單臺制冷量2462 kW，螺桿式冷水機組單臺制冷量1230 kW，由于大樓有部分區域未啟用及部分用途改變，經重新測算，實際空調使用面積合計為32890.68m2，空調總冷負荷7076kW，制冷主機容量能夠滿足冷量需求。

2.2.2 系統工況是否合理

冷水機組設計為低溫工況，設計進、出水溫度為13℃/6℃，其冷凍水量按7℃溫差配置；而空調末端設備參數一般以5℃溫差為標準。從實際運行看，供回水溫差小于5℃，多數情況在3-4℃，通過管路流量實測，發現末端支路的流量只有設計流量的一半，通過末端設備的水量小，設備達不到額定制冷量。另外，主機設計出水溫度為6℃，實際運行時水溫容易達到5℃，而造成機組低溫保護而停機。

2.2.3 冷凍水泵的配置是否合理

冷凍水水泵共有6臺，并聯設置，為多機對應多泵的模式，單臺冷凍水泵流量150m3/h，揚程35m。單臺離心機蒸發器額定流量302m3/h，單臺螺桿機蒸發器額定流量150m3/h。冷水主機蒸發器總水量904m3/h，6臺冷凍水泵總水量900m3/h，即使水系統阻力在水泵的額定揚程范圍內，也難以滿足4臺主機同時使用的要求。

當水系統的綜合阻力超出水泵的揚程范圍時，水泵的實際流量將會不同程度下降。由于水系統設置不合理，當水泵開啟一定數量后，其水系統阻力超出了水泵的揚程范圍，即使增加水泵開啟臺數，其水流量不會有明顯增加。從流量實際測試數據可以證實這一點，當開啟3臺以上水泵時，系統水流量不再有明顯增加，維持在387-442m3/h之間。因此確定，水泵的并聯設置，水泵的流量、揚程選用不適當。

表1 改造前實測流量

2.2.4 冷凍水管路系統是否合理

（1）大樓空調系水路異程設計，功能區域多，各主要干管雖設置有靜態平衡閥，但末端組合式空調器只設置了開關式電動閥，不能起到比例積分按需調節水量作用，各區域負荷變化大，水量分配不均勻，水系統豎向和水平兩個方向存在水力失調。

（2）水管管徑太小不但增加系統阻力、噪聲，更突顯了水力的不平衡。水管的阻力同流速的平方成正比，最不利循環管路應在水泵的揚程范圍之內。本系統主要管徑設計偏小，比如：6臺冷凍水泵進出水管均為DN150，150m3/h流量時，其水流速2.4m/s，顯然流速偏高，阻力大；供回水總管管徑為DN350，按滿負荷總流量為900m3/h（如果能達到額定流量），水流速為2.6 m/s，流速偏高。

2.2.5 新聞中心中央空調系統是否合理

（1）通過上述分析，新聞中心4臺組合式空調機組冷凍水供水量不足。另外，新聞中心冷指標不夠，使用部門建議演播廳區域溫度能控制在24℃左右。

（2）新聞中心改造時沿用原音樂廳的送、回風管道，造成新聞中心40000m3/h風量的組合式空調器，其回風口直接設置在新聞中心三樓外部的大廳墻上，新聞中心與大廳未隔斷，由于大廳因各種原因不開啟空調系統，大廳回風基本是新風，所送區域空調達不到設計溫度。

（3）四臺組合式空調器冷凍水管上均設置開關式電動閥，無法比例調節水流量，在過渡季節更不能控制空調溫度。新聞中心三樓開敞式編輯區及主持人出象平臺上空送風口標高為11m，為散流器風口，選用不當。

3 整改方案

由于新聞中心已完成室內裝飾，成品保護要求高，施工條件受限，空調改造實施方案必須綜合考慮技術的合理性、施工的可行性、方案的經濟性。

3.1 改變冷水主機運行工況，更換冷凍水循環水泵

冷水主機調整為7℃/12℃溫差工況。此工況下，根據廠家給出的離心機組蒸發器額定流量414m3/h、螺桿機組蒸發器額定流量212m3/h，通過對空調冷凍水系統最不利循環管路系統進行水力計算，采用水泵與冷水機組一一對應設置的方案，并各設置1臺備用泵，其中離心機組冷凍水泵3臺，單臺流量420m3/h，揚程41m，水泵進水管徑DN300，出水管徑DN250；螺桿機組冷凍水泵3臺，單臺流量220m3/h，揚程41m，水泵進水管徑DN250，出水管徑DN200。供回水總管改成DN450。

3.2 更換集、分水器

原集、分水器直徑為Φ600，改變設計工況為5℃溫差后，系統總流量為1252m3/h，流速為1.2m/s，偏高。根據國家標準圖集，本著經濟、合理的原則，確定分、集水器直徑為Φ800，截面流速為0.7m/s。

3.3 新聞中心中央空調系統改造

（1）新聞中心組合式空氣器的冷凍水直接從分集水器單獨新增一組管路接入。在五樓屋面增加2臺組合式空調器，風管從外墻穿入室內上空，每臺風量20000m3/h，考慮20%新風量，制冷量約為170kW，保證新聞中心演播廳區域冷指標接近400W/m2。

（2）新聞中心與大樓大廳做玻璃隔斷，在空調機房將40000m3/h風量的組合式空調器回風管引入新聞中心室內，解決回風循環問題，保證室內空調溫度，減少能耗。新聞中心多余風量通過吊頂設置余壓閥的方式排走，解決正壓太大問題。

（3）6臺組合式空調器冷凍水管選用具有比例積分調節功能的電動閥，實現室內溫度自動調節控制。新聞中心三樓開敞式編輯區及主持人出象平臺上空送風口更換成旋流消聲風口。

（4）新聞中心對噪聲處理的要求非常高，通過靜壓箱、阻抗復合式消聲器及消聲風口等手段，對增加的送風管采用5級消聲、回風管采用3級消聲。余壓閥配置消聲百葉回風口、防火閥和管道式消聲器，送回風管均采用減震支吊架，固定牢固。

表2 改造后實測流量

4 運行效果

通過一系列技術措施，水力失衡得到有效改善，運行2-3臺冷水機組就能滿足使用，系統實測總流量最大可達到1295m3/h，大樓夏季空調效果明顯好轉，新聞中心辦公區域空調環境溫度在24℃左右，演播廳區域可達到22-23℃，滿足節目部門的使用要求，為新聞中心啟用、專業設備調試及節目制作工作提供可靠的基礎保障。

5 結語

（1）中央空調系統運行效果不理想，應從設備容量及工況、設備配置、管路系統實際流量能否滿足設計要求、建筑物圍護隔斷、末端設備送回風系統逐一分析考慮，找到痼疾的根源。

（2）采用不同的冷水機組機型，不同的裝機容量，應考慮不同機組其蒸發器的阻力是不同的，應按照《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》第8.5.13條規定“水泵臺數和流量應與冷凍水機組臺數和流量相對應，并宜與冷水機組的管道一對一連接。”[3]

（3）大溫差小流量工況下，采用多機對多泵，由于管網復雜、阻力較大，無法達到理想的水力平衡條件，容易出現水力失調問題。另外，對于輸送距離不很長的系統，不宜采用大溫差小流量看，水泵節約的電量，抵不上冷水機組能效的損耗。

（4）噪聲處理和控制是新聞中心整個中央空調系統的關鍵，方案應包括消聲裝置的設置、送回風口風速的控制、風管減震支吊架的采用。

[1]馬最良，姚楊.民用建筑空調設計[M].3版.北京：化學工業出版社，2015.

[2]李娥飛.暖通空調設計通病分析[M].2版.北京：中國建筑工業出版社，2004.

[3]GB50736-2012,民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].

Operation Analysis and Improvement of Air Conditioning System in Chongqing Radio and Television Building News Center

CHEN Hai-zhen
（Chongqing Broadcasting Industrial Development Co.,Ltd.Engineering Construction Department，Chongqing 400039，China）

This paper analyzes the problems of air conditioning system in Chongqing Radio and Television Building News Center operation，combined with the engineering practice,expounds some disadvantages of common central air conditioning water system and air system and the corresponding solution.

large temperature difference small flow；hydraulic imbalance；water pump；air supply system

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.022

TU831

B

2095-3429（2016）04-0091-04

2016-06-12

陳海鎮（1983-），男，工學學士，助理工程師，一級建造師，從事工程建設管理以及空調、電氣等公用設備系統的運行管理工作。