關于提升中央空調系統使用效果的探討

陳忠良

(杭州東部軟件園股份有限公司,浙江 杭州 310012)

關于提升中央空調系統使用效果的探討

陳忠良

(杭州東部軟件園股份有限公司,浙江 杭州 310012)

以一個空調管理工程師的角度,從中央空調系統實現的全過程——設計、施工、運行、維護,探討提升中央空調系統使用效果,從而達到經濟節能的目的。

中央空調系統；提升；效果；措施

1 中央空調系統使用過程中存在的問題及解決辦法

隨著社會的進步,大型現代建筑不斷涌現,中央空調系統的應用得到普及。在眾多的中央空調建筑中,普遍反映：運行費用奇高，使用靈活性不夠，空調響應時間較長，空調空間的空氣品質較差，等等。筆者多年從事中央空調系統的策劃和日常管理,經多年觀察,認為主要存在以下幾個問題。

1.1 設計精細化不夠,空調設計方案與建筑業態不匹配

1.1.1 對前期策劃的重視不夠

國內工程建設有一個通病,前期策劃時間很短,業主急于開工,盲目追求工期和進度。其結果是該建筑的業態和使用方式與設計時空調系統的運行方式完全不匹配,常常造成大馬拉小車和大水系統解決小空間以致空調運行費用奇高，以及多個不同時間使用功能塊放置在一個系統中,導致運行能耗高。目前設計行業,設計的重點是規范的符合,往往只注重眼前的使用要求和投資額,忽視中央空調系統全生命周期的能耗和符合性。

筆者認為,在前期業態沒有確定下來或不準確的情況下,就進行空調系統設計,是空調系統運行費用奇高和使用靈活性不夠的主要原因。若要實現空調系統與建筑特性的匹配,前期策劃和可行性研究必須加強深度和細化。

1.1.2 設計師沒有“預留后手”

設計師沒有“預留后手”是另外一個主要原因。所謂“設計預留后手”是指設計方應留有一定的可變空間和高度,目前設計中所有管井平面和豎向高度空間均無絲毫多余,導致一旦使用功能變更,就沒有任何調整的余地。

根據以上情況,筆者認為對于一些業態最終不能明確的建筑解決的方法是：空調管井應在現有使用面積下再預留一定的面積,建筑高度上再預留一定空間,動力中心里集分水器上至少預留2根管道。雖然預留會造成一部分的投資,但卻為日后的使用靈活性、降低運行費用、降低能耗帶來可能性。

1.1.3 存在水力不平衡的設計缺陷

設計缺陷中一個較為突出的問題是水力不平衡,容易造成以下后果：

1)影響冷熱源機組的壽命和效率。在流量低于機組設計流量時,安全裝置將使機組停止運行,時開時停將使機組所提供的出力低于室內負荷所需的功率,同時如果水量突然減小,機組來不及反應就有可能發生水在蒸發器內凍結,導致蒸發器爆管的事故。多臺機組并聯使用,當實際投入運行機組多于實際需要時,部分機組會長期地重復開啟和停止,且啟停周期很短。從而導致機組效率降低及能耗增加,同時縮短了機組的使用壽命。

2)影響輸配系統水量分配,距離水泵最遠的環路因阻力大，其流量過小,而距水泵最近的環路則阻力小,流量偏大,不同遠近和長短的管路,阻力不一樣,進而分配的水量也不一樣。這種水力不平衡使建筑物內室溫達不到設計要求,無法滿足使用要求。

3)對采用二通調節閥的變流量系統易產生振蕩以及控制閥產生噪聲現象。筆者認為解決水力不平衡問題的辦法是在各環路回水總管上設平衡閥,可將各環路流量調至設計要求值,保持系統總水量不變,使支管環路保持一個恒定的差壓值。同時，每臺機組處設置平衡閥,這樣可調整流量至設計值。主要是設計中要有水流量調節的裝置和設備。

1.2 施工管理不到位

在我國的工程建設中,業主最看重的是施工工期,往往忽視空調系統的調試和聯調,其結果是空調系統在不是最佳的狀態下運行,這是導致空調系統運行費用奇高的又一個原因。施工中通常存在以下問題：

1.2.1 空調水系統堵塞及解決方法

空調水系統最常見的問題就是管道堵塞而引起系統不能正常工作。筆者在多年管理工作中時常發現水管道因清洗不夠或清洗水質不合格,因而出現嚴重堵塞的現象,堵塞物有小石子或施工用的麻絲、小螺栓等。顯然，空調水系統管道清洗工作的好與壞,直接關系到空調系統能否正常工作。因此要做好以下工作:

1) 首先要在管網的最低處,安裝一個排污閥。排污閥門不宜太小,一般不小于DN40,否則排污效果差,清洗次數多；如不在最低處,則排污不徹底。

2) 管網頂部設自動排氣閥,注滿水以后,打開底部排污閥門,將管內水盡快排盡。清洗次數視管網大小和干凈程度而定,多則十幾次,少則幾次。清洗工作完成以后,還要進行水系統循環試運行。其目的是沖洗管系中的污物,并將污物集中到除污器,然后再拆洗除污器,清除這些污物。判斷除污器清除是否堵塞,最重要的標志是觀察水泵運行電流讀數,電流下降越多,堵塞越嚴重。另外，根據流量計和水泵的進、出口壓力也可判斷除污器的堵塞情況,依據各自的額定值,流量計讀數越小,出口壓力越低,則堵塞越嚴重。

3)如果排污口設在地下室,則要充分考慮污水是否能迅速排走。

1.2.2 空調水系統水泵工作點發生偏離及解決方法

空調水系統中,常常會出現水泵實際工作點與設計工作點發生偏離的情況。調試通常在滿負荷情況下進行,但空調系統是在動態下運行,特別在部分負荷下,容易出現水泵偏離工作點的弊端[1]。所以調試時既要使單臺水泵正常工作,又要多臺合用時使水泵正常工作；既要使水泵滿負荷正常工作,又要使水泵部分負荷時正常工作。應調整冷凍機房內冷水機組、冷凍水泵及集水器、分水器上的平衡閥的開度,使各管路的水量達到設計規定值,使冷凍水泵的水泵性能曲線與管網特性曲線相匹配，進而降低空調系統的輸送能耗。

1.2.3 膨脹水箱的安裝

膨脹水箱的補水管宜適當放大。因為通常冷凍水系統的補水是通過膨脹水箱自動補水,但它只考慮到冷凍水系統的跑、冒、滴、漏,故補水管過小,補水能力有限。若補水管加大,補水快,縮短充水時間,空調系統就能及時投入運行。

膨脹水箱的膨脹管管徑宜為DN50,一定要接在冷凍水系統底部的集水器或水泵吸入管上。但在實際的安裝施工中,一些安裝隊伍圖輕松和方便,將膨脹管就近接入冷凍水系統的頂部。膨脹水箱標高一般比冷凍水系統頂部標高略高一點,所以，從膨脹水箱出水管接至冷凍水系統頂部只有幾米管道,而接入到冷凍水系統底部一般有幾十米,如果水路復雜,彎道較多,則管路更長。如果在安裝過程中偷工減料,錯誤地連接,補水方式變成了從上朝下補,將會導致空調系統上部的風機盤管內積氣無法排出,系統補水不進,系統無法正常工作的后果。相反，補水從下而上,那末端設備內的空氣則可一次排凈,補水迅速。

1.2.4 水系統的排氣

為了排凈管路集氣,首先設計必須到位,必須遵守以下原則：管路最高點需設排氣閥,翻上后翻下的“∏” 型管段需設排氣閥,最低端設排污排水閥。系統排氣是個繁瑣的過程,需要反復多次進行,需要耐心和時間。目前，施工調試中為趕時間,幾乎所有的空調系統均未全部排凈空氣,這是造成部分房間空調效果不好的原因。作為空調的管理者,要監督施工單位做好水系統的排氣工作。

1.2.5 冷卻塔的管理

冷卻塔的降溫效果主要與通風量的大小及通風環境有關,保證風機的排風量的一般做法如下。

1)保證風機轉速:一是調整風機皮帶松緊度;二是調整主從皮帶輪的配比。

2)調整風機葉片角度,使其角度一致。

3)嚴格控制好風機的運行電流,使其在額定范圍內。

另外,冷卻塔降溫效果好壞還與布水器轉數快慢、布水是否均勻、布水孔堵塞與否等因素有關。調整布水器轉速,主要是通過調整布水管的噴水角度和清洗布水器軸承來實現。一般布水器轉數要求達到每分鐘8～12轉,不得低于每分鐘6轉,水量應在±15%的額定范圍內。冷卻塔內應絕對禁油,因為油可隨冷卻水進入冷凝器、吸收器并粘附于銅管壁上,產生油膜熱阻,從而影響換熱效果。

1.3 日常維護不到位

中央空調說到底是能量交換和轉移系統,其效率都有個老化和衰減的趨勢。一個空調系統運行效果的好壞與系統的維護和管理有著直接關系,因此對中央空調系統的日常維護和管理應高度關注和重視。通常只要空調系統能正常工作,就不去維護和檢修。這種管理方式必須改變,要像維護汽車一樣,定期定時進行保養和維護。原因如下：中央空調因日常運行過程中,其水系統常發生結垢、腐蝕和生物粘泥等,嚴重時影響中央空調系統的正常運行并增大運行成本,縮短設備的正常使用壽命,導致設備提前報廢。風系統因灰塵、細菌等在過濾網集結,導致風量不足進而影響空調效果和運行費用[2]。日常維護應包括以下幾個方面：

1)空調冷凍水系統。冷凍系統用水一般都采用未經處理的含有大量Ca2+、Mg2+等成垢離子的自來水,這些成垢離子在水溫升高或蒸發濃縮時極易從水中飽和析出沉積在冷凝器、蒸發器管內的金屬面上而形成水垢。水中的溶解氧和鹽類對空調系統的金屬材質產生氧腐蝕和化學腐蝕。故應定期或根據水垢情況進行清洗。

2)空調冷卻水系統。冷卻水系統大多采取敞開式散熱,大氣中的泥沙及各種菌藻微生物可通過冷卻塔進入冷卻水系統,而冷卻水的運行溫度非常適合微生物的生長繁殖,從而使系統中不可避免地產生大量菌藻物。菌藻物極易形成微生物粘泥,附著在冷卻塔填料和主機換熱器管內,與水垢混合在一起形成生物性污垢。結垢和生物粘泥也會導致金屬產生垢下腐蝕和微生物腐蝕。故應每季定期清洗。

3)空調系統風管內積聚灰塵不但會嚴重污染室內的空氣,而且會增加風管系統阻力,使空調系統的風量下降[2]。此外,風管內空氣的溫度和濕度非常適宜某些細菌等微生物的生長和繁殖,因此空調風管系統本身就可能是一個污染源。

風管系統風管內長期塵埃堆積,從而使空調系統不能提供良好質量的空氣。風管內部的溫濕度環境促使大量的細菌、微生物滋生,形成傳染病源[3]，以致通過風循環系統容易造成群體間交叉感染。故應每季定期清洗。

2 結 語

綜上所述,若要保證中央空調系統使用效果,降低日常運行費用,必須要做好下面幾件事：

1)系統設計必須與用戶業態相符。

2)安裝調試必須到位。

3)運行維護必須定期進行。

只有這樣,才能確保中央空調系統使用效果良好,達到既節能,又省錢的目的。

[1] 中國建筑科學研究院.GB 50736—2012民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2012．

[2] 樊越勝,王海濤,司鵬飛,等.風機盤管空氣過濾器效率的測試研究[J].暖通空調標準與質檢,2013(2)：38-41.

[3] 中國環境科學學會室內環境與健康分會,清華大學建筑學院,北京大學環境科學與工程學院,等.2011長江流域城市室內空氣品質調查報告[R].上海：朗詩集團，2011．

Inquire into Enhancing the Use Effect of Central Air-Conditioning System

CHENZhongliang

2017-03-20

陳忠良(1968—)，男，浙江杭州人，工程師，從事科技園區建設運營工作。

TU831.3

B

1008-3707(2017)06-0040-03