中央空調水系統常見問題的分析與解決方案

李昊

摘要：中央空調水系統的組成復雜，對中央空調系統的運行效果作用關鍵。本文分析了中央空調水系統比較常見的幾個問題及其產生原因，提出了相應的解決方案。

Abstract： The composition of the central air conditioning water system is complex， which is the key to the operation effect of the central air conditioning system. This paper analyzes several common problems in the central air conditioning water system and the causes， and puts forward the corresponding solutions.

關鍵詞：中央空調水系統；水力不平衡；管道堵塞；凝結水；水泵

Key words： central air conditioning water system；hydraulic imbalance；pipe blockage；condensate；water pump

中圖分類號：TU831.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0141-02

0 引言

中央空調水系統的組成復雜，對中央空調系統的運行效果作用關鍵。中央空調水系統一般由冷水機組、冷凍水泵、水處理設備、補水泵、冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水輸配及空調末端系統、凝結水系統等組成，示意圖詳見圖1。在實際運行中，中央空調水系統往往會出現一些問題，嚴重影響中央空調系統的運行效果，降低空調房間的舒適性，而且也浪費能源，造成建設單位和用戶的不滿意。本文分析了中央空調水系統幾種常見問題及其產生原因，并提出了相應的解決方案。

1 水力不平衡的問題

水力不平衡是中央空調水系統比較常見的一個問題。一個中央空調水系統一般由很多環路組成，一些規模較大的系統更是如此。因為各環路長短不一，管徑大小不同，比較容易產生水力不平衡的問題。

1.1 冷熱源機組的水力不平衡問題及其解決方案

出于保護設備的原因，冷熱源機組一般都有規定的冷凍水和冷卻水流量允許范圍，在流量超過這一范圍時，機組將自動停止運行。時斷時續的運行機組將減小機組的出力，以致影響空調使用效果，而且當水量突然變小時，機組反應不及，來不及調整出力，就有可能造成管內水凍結，產生嚴重的后果。當同時并聯使用多臺機組時，就有可能發生各臺機組間水力不平衡的問題，有些機組水流量與設計值相差過大，導致這些機組頻繁啟停，這將導致機組效率降低、能耗增加和使用壽命縮短。為解決多臺冷熱源機組間水力不平衡的問題，可以在每臺機組冷凍水和冷卻水進口或出口處設置平衡閥，使機組實際流量保持在設計值的一定范圍內。當多臺冷卻塔并聯使用時，可以在各塔底盤之間安裝平衡管，并加大出水管共用管段的管徑。一般平衡管可取比總回水管的管徑加大一號。

1.2 輸配系統的水力不平衡問題及其解決方案

在冷凍水和冷卻水輸配系統中，距離循環水泵近的環路差壓大，距離循環水泵遠的環路差壓小。因此，距離循環水泵遠的環路阻力小，水流量就會比設計值大；距離循環水泵遠的環路阻力大，水流量就會比設計值小，各環路水流量均達不到設計值。從而各環路服務的房間溫度也達不到設計值，距離循環水泵遠的環路服務的房間溫度過熱（供冷時）且降溫緩慢，距離循環水泵近的環路服務的房間溫度過冷（供冷時）且降溫較快。解決輸配系統的水力不平衡問題的方法，一是盡可能通過系統布置和管徑選擇，減少并聯環路之間壓力損失的差額；二是在各環路回水管端部設調節裝置（如平衡閥），將各環路水流量調至設計值的一定范圍內。異程式水系統中并聯環路的壓力損失計算差額大于15%時，必須設置調節裝置。

1.3 使用二通控制閥的變流量系統壓差問題及其解決方案

某些變流量中央空調水系統使用二通控制閥時，以供冷為例，如果房間溫度低于設定值了，這時需要關小控制閥以減小通過空調末端裝置的冷凍水流量，但控制閥關小其前后兩端的壓差將會增大。這種情況下，有時閥門即使繼續關小，但因壓差會變得更大，導致通過空調末端裝置的冷凍水流量仍會多于需要值，室內溫度仍然過低，控制閥繼續關小直至關閉。然后隨著室溫上升控制閥再度打開，如此循環往復。此時系統的冷凍水總流量變小，如果循環水泵開啟的臺數仍然不變，每臺循環水泵的冷凍水流量減少，循環水泵揚程就將升高，控制閥前后兩端的壓差也將隨之升高，這樣將會產生噪音，甚至可能損壞控制閥。這個問題可以這樣解決：在分、集水器或供、回水干管之間設一根旁通管，管上設置壓差控制器，保持系統總冷凍水量不變，循環水泵的流量和揚程也將保持恒定，使控制閥前后兩端的壓差也就能保持相對穩定。

2 水系統管道堵塞的問題

中央空調水系統的管道發生堵塞的問題也比較常見。在調試和實際運行時，經常出現一些空調房間溫度遠達不到設計值的情況。經過檢查，往往會發現是某些段管道發生了堵塞，在堵塞處經常會發現一些焊渣、管材碎片、纖維等雜物。所以，管道的清潔和暢通對中央空調水系統的正常工作意義重大，管道堵塞的問題可以從以下幾方面著手解決。

2.1 首先，加強施工現場的管理，做好施工人員的培訓。導致管道堵塞的雜物很多都是施工人員操作時不小心留在管道中的，所以應規范施工，從源頭上杜絕此類事故的發生。

2.2 在施工圖設計時，在管道系統最低處應設口徑較大的泄水閥，以方便清洗管道。如果系統頂部設計了自動排氣閥，應該完成管道系統清洗后再安裝自動排氣閥，這樣便于排污時將管道內的水盡快排凈及系統注水時可以灌滿。

2.3 在空調末端裝置和水泵、冷熱源機組等設備進水管上設置過濾裝置，一般采用Y型過濾器，以過濾掉管道系統內的雜物，防止設備的堵塞報廢。過濾器的安裝方式和設置位置應便于過濾器的拆洗。

2.4 在空調末端裝置的進、出水管之間進、出水口閥門之前的位置可設一根旁通管，管上設置閥門。如要單獨清洗管道系統時，打開旁通管上的閥門，關閉空調末端裝置的進、出水口閥門，即可單獨對管道系統進行清洗。在各層供、回水水平干管上設置泄水閥，便于清洗水平干管時泄水，這樣可以分層清洗水平干管，不影響其他層空調系統的使用。

2.5 應保證合格的水質且保持定期監測，避免因水質不合格導致管道系統的堵塞和腐蝕。在施工圖設計時，冷凍水系統應設置軟化水裝置，系統補水應采用軟化水，冷卻水系統應設置具有防藻除垢功能的電子水處理儀。

3 水泵的問題

3.1 每臺水泵都有一定的耐壓強度，當建筑物較高且系統沒有豎向分區時，在建筑物底部設置的水泵會承受很大的靜水壓力。如果選用了不滿足建筑物耐壓要求的水泵，水泵在運行了一段時間后往往會出現水泵殼體碎裂的現象。所以在施工圖設計時，設計者首先要根據工程實際合理劃分系統的豎向分區，然后根據系統豎向分區情況提出水泵的耐壓要求。建設單位在選用水泵時，一定要按照施工圖提供的耐壓要求選用。

3.2 中央空調系統的冷熱源機房內，無論是冷凍水系統還是冷卻水系統，經常有并聯使用多臺水泵的情況，其水泵容量均安最大負荷時選取。而在實際運行中，系統大部分時間為部分負荷運行，不需開啟全部水泵，這時系統總水流量減小，壓力損失下降，單臺水泵水流量反而增加，這就有可能造成水泵的電機過載，輕則跳閘，重則燒壞電機，導致中央空調系統無法正常運行。所以建議在并聯使用多臺水泵的系統中，在每臺水泵的出口處設置限定流量的裝置，如流量控制閥，使水泵的流量保持相對穩定。

4 空調凝結水的問題

4.1 有些空調系統的凝結水無法順利排出，往往是因為凝結水管缺少坡度。空調末端裝置的凝結水如要重力自然排出，必須保證凝結水水平管有坡向排出方向的不小于8‰的坡度，而且凝結水管應有足夠大的管徑，管徑的具體選取可參見《實用供熱空調設計手冊》。凝結水管不應有上升段，否則可能導致管內存氣，從而凝結水無法順利排出。凝結水管管材可以采用PP-R管等內壁光滑的塑料管材，管內不易積存雜物。其次，如果風機盤管的集水盤傾斜方向不對就會使凝結水無法從集水盤排水口順利，從而導致盤中積存凝結水，最后溢出影響環境衛生，損害裝修。所以安裝時應使風機盤管的集水盤保持向排水孔1%左右的傾斜度。對某些現場自制的集水盤，盤的翻邊應做等水平高度補償，使集水盤不因傾斜而減少容水量，集水盤傾斜程度不可過小也不可過大。

4.2 冷凍水管道和閥門應做好保溫，如果不做保溫或保溫做得不好容易造成表面結露，產生凝結水。制作保溫層時應嚴格按照施工規范施工，保溫層應緊貼管壁，隔氣層要嚴實、密封。另外，系統運行時閥門的閥桿無法保持不滲水，而且外露的閥桿及手輪可能結露，所以閥門保溫與管道保溫之間一定要設置防水層，且不得使用厚薄不均、密度不一的劣質保溫材料。

4.3 如果風機盤管或空調器集水盤上的排水口過小且集水盤處于負壓區，那么當開啟風機后，可能會導致凝結水無法順利排出，有可能將集水盤中的凝結水吸入風機，還可能造成集水盤中積存的凝結水溢出。如果凝結水管直接接在污廢水排水管上，還可能導致空調系統的污染。所以首先應將風機盤管或空調器的集水盤設置在風機的正壓區，同時要將集水盤的排水口加大或設置水封。如果空調器采用的是落地風機，則其基礎可增至高于地面150mm，在排水管下部設置水封，或在凝結水立管下端設置水封。

5 結語

以上為中央空調水系統經常出現的一些問題及其解決方案，筆者在多年工作實踐中采用上述解決方案均取得了較好的效果。由于影響中央空調水系統運行的因素面廣、復雜，可能出現的問題還有很多，有待今后進一步深入研究。

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