關(guān)于提升中央空調(diào)系統(tǒng)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(guān)于提升中央空調(diào)系統(tǒng)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(gè)空調(diào)管理工程師的角度,從中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的全過程——設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù),探討提升中央空調(diào)系統(tǒng)使用效果,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能的目的。

中央空調(diào)系統(tǒng)；提升；效果；措施

1 中央空調(diào)系統(tǒng)使用過程中存在的問題及解決辦法

隨著社會(huì)的進(jìn)步,大型現(xiàn)代建筑不斷涌現(xiàn),中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用得到普及。在眾多的中央空調(diào)建筑中,普遍反映：運(yùn)行費(fèi)用奇高，使用靈活性不夠，空調(diào)響應(yīng)時(shí)間較長，空調(diào)空間的空氣品質(zhì)較差，等等。筆者多年從事中央空調(diào)系統(tǒng)的策劃和日常管理,經(jīng)多年觀察,認(rèn)為主要存在以下幾個(gè)問題。

1.1 設(shè)計(jì)精細(xì)化不夠,空調(diào)設(shè)計(jì)方案與建筑業(yè)態(tài)不匹配

1.1.1 對(duì)前期策劃的重視不夠

國內(nèi)工程建設(shè)有一個(gè)通病,前期策劃時(shí)間很短,業(yè)主急于開工,盲目追求工期和進(jìn)度。其結(jié)果是該建筑的業(yè)態(tài)和使用方式與設(shè)計(jì)時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行方式完全不匹配,常常造成大馬拉小車和大水系統(tǒng)解決小空間以致空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用奇高，以及多個(gè)不同時(shí)間使用功能塊放置在一個(gè)系統(tǒng)中,導(dǎo)致運(yùn)行能耗高。目前設(shè)計(jì)行業(yè),設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是規(guī)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(diào)系統(tǒng)全生命周期的能耗和符合性。

筆者認(rèn)為,在前期業(yè)態(tài)沒有確定下來或不準(zhǔn)確的情況下,就進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),是空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用奇高和使用靈活性不夠的主要原因。若要實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)與建筑特性的匹配,前期策劃和可行性研究必須加強(qiáng)深度和細(xì)化。

1.1.2 設(shè)計(jì)師沒有“預(yù)留后手”

設(shè)計(jì)師沒有“預(yù)留后手”是另外一個(gè)主要原因。所謂“設(shè)計(jì)預(yù)留后手”是指設(shè)計(jì)方應(yīng)留有一定的可變空間和高度,目前設(shè)計(jì)中所有管井平面和豎向高度空間均無絲毫多余,導(dǎo)致一旦使用功能變更,就沒有任何調(diào)整的余地。

根據(jù)以上情況,筆者認(rèn)為對(duì)于一些業(yè)態(tài)最終不能明確的建筑解決的方法是：空調(diào)管井應(yīng)在現(xiàn)有使用面積下再預(yù)留一定的面積,建筑高度上再預(yù)留一定空間,動(dòng)力中心里集分水器上至少預(yù)留2根管道。雖然預(yù)留會(huì)造成一部分的投資,但卻為日后的使用靈活性、降低運(yùn)行費(fèi)用、降低能耗帶來可能性。

1.1.3 存在水力不平衡的設(shè)計(jì)缺陷

設(shè)計(jì)缺陷中一個(gè)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(jī)組的壽命和效率。在流量低于機(jī)組設(shè)計(jì)流量時(shí),安全裝置將使機(jī)組停止運(yùn)行,時(shí)開時(shí)停將使機(jī)組所提供的出力低于室內(nèi)負(fù)荷所需的功率,同時(shí)如果水量突然減小,機(jī)組來不及反應(yīng)就有可能發(fā)生水在蒸發(fā)器內(nèi)凍結(jié),導(dǎo)致蒸發(fā)器爆管的事故。多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)使用,當(dāng)實(shí)際投入運(yùn)行機(jī)組多于實(shí)際需要時(shí),部分機(jī)組會(huì)長期地重復(fù)開啟和停止,且啟停周期很短。從而導(dǎo)致機(jī)組效率降低及能耗增加,同時(shí)縮短了機(jī)組的使用壽命。

2)影響輸配系統(tǒng)水量分配,距離水泵最遠(yuǎn)的環(huán)路因阻力大，其流量過小,而距水泵最近的環(huán)路則阻力小,流量偏大,不同遠(yuǎn)近和長短的管路,阻力不一樣,進(jìn)而分配的水量也不一樣。這種水力不平衡使建筑物內(nèi)室溫達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,無法滿足使用要求。

3)對(duì)采用二通調(diào)節(jié)閥的變流量系統(tǒng)易產(chǎn)生振蕩以及控制閥產(chǎn)生噪聲現(xiàn)象。筆者認(rèn)為解決水力不平衡問題的辦法是在各環(huán)路回水總管上設(shè)平衡閥,可將各環(huán)路流量調(diào)至設(shè)計(jì)要求值,保持系統(tǒng)總水量不變,使支管環(huán)路保持一個(gè)恒定的差壓值。同時(shí)，每臺(tái)機(jī)組處設(shè)置平衡閥,這樣可調(diào)整流量至設(shè)計(jì)值。主要是設(shè)計(jì)中要有水流量調(diào)節(jié)的裝置和設(shè)備。

1.2 施工管理不到位

在我國的工程建設(shè)中,業(yè)主最看重的是施工工期,往往忽視空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試和聯(lián)調(diào),其結(jié)果是空調(diào)系統(tǒng)在不是最佳的狀態(tài)下運(yùn)行,這是導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用奇高的又一個(gè)原因。施工中通常存在以下問題：

1.2.1 空調(diào)水系統(tǒng)堵塞及解決方法

空調(diào)水系統(tǒng)最常見的問題就是管道堵塞而引起系統(tǒng)不能正常工作。筆者在多年管理工作中時(shí)常發(fā)現(xiàn)水管道因清洗不夠或清洗水質(zhì)不合格,因而出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞的現(xiàn)象,堵塞物有小石子或施工用的麻絲、小螺栓等。顯然，空調(diào)水系統(tǒng)管道清洗工作的好與壞,直接關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)能否正常工作。因此要做好以下工作:

1) 首先要在管網(wǎng)的最低處,安裝一個(gè)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(shù)多；如不在最低處,則排污不徹底。

2) 管網(wǎng)頂部設(shè)自動(dòng)排氣閥,注滿水以后,打開底部排污閥門,將管內(nèi)水盡快排盡。清洗次數(shù)視管網(wǎng)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(jìn)行水系統(tǒng)循環(huán)試運(yùn)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(biāo)志是觀察水泵運(yùn)行電流讀數(shù),電流下降越多,堵塞越嚴(yán)重。另外，根據(jù)流量計(jì)和水泵的進(jìn)、出口壓力也可判斷除污器的堵塞情況,依據(jù)各自的額定值,流量計(jì)讀數(shù)越小,出口壓力越低,則堵塞越嚴(yán)重。

3)如果排污口設(shè)在地下室,則要充分考慮污水是否能迅速排走。

1.2.2 空調(diào)水系統(tǒng)水泵工作點(diǎn)發(fā)生偏離及解決方法

空調(diào)水系統(tǒng)中,常常會(huì)出現(xiàn)水泵實(shí)際工作點(diǎn)與設(shè)計(jì)工作點(diǎn)發(fā)生偏離的情況。調(diào)試通常在滿負(fù)荷情況下進(jìn)行,但空調(diào)系統(tǒng)是在動(dòng)態(tài)下運(yùn)行,特別在部分負(fù)荷下,容易出現(xiàn)水泵偏離工作點(diǎn)的弊端[1]。所以調(diào)試時(shí)既要使單臺(tái)水泵正常工作,又要多臺(tái)合用時(shí)使水泵正常工作；既要使水泵滿負(fù)荷正常工作,又要使水泵部分負(fù)荷時(shí)正常工作。應(yīng)調(diào)整冷凍機(jī)房內(nèi)冷水機(jī)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(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值,使冷凍水泵的水泵性能曲線與管網(wǎng)特性曲線相匹配，進(jìn)而降低空調(diào)系統(tǒng)的輸送能耗。

1.2.3 膨脹水箱的安裝

膨脹水箱的補(bǔ)水管宜適當(dāng)放大。因?yàn)橥ǔ＠鋬鏊到y(tǒng)的補(bǔ)水是通過膨脹水箱自動(dòng)補(bǔ)水,但它只考慮到冷凍水系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏,故補(bǔ)水管過小,補(bǔ)水能力有限。若補(bǔ)水管加大,補(bǔ)水快,縮短充水時(shí)間,空調(diào)系統(tǒng)就能及時(shí)投入運(yùn)行。

膨脹水箱的膨脹管管徑宜為DN50,一定要接在冷凍水系統(tǒng)底部的集水器或水泵吸入管上。但在實(shí)際的安裝施工中,一些安裝隊(duì)伍圖輕松和方便,將膨脹管就近接入冷凍水系統(tǒng)的頂部。膨脹水箱標(biāo)高一般比冷凍水系統(tǒng)頂部標(biāo)高略高一點(diǎn),所以，從膨脹水箱出水管接至冷凍水系統(tǒng)頂部只有幾米管道,而接入到冷凍水系統(tǒng)底部一般有幾十米,如果水路復(fù)雜,彎道較多,則管路更長。如果在安裝過程中偷工減料,錯(cuò)誤地連接,補(bǔ)水方式變成了從上朝下補(bǔ),將會(huì)導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)上部的風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)積氣無法排出,系統(tǒng)補(bǔ)水不進(jìn),系統(tǒng)無法正常工作的后果。相反，補(bǔ)水從下而上,那末端設(shè)備內(nèi)的空氣則可一次排凈,補(bǔ)水迅速。

1.2.4 水系統(tǒng)的排氣

為了排凈管路集氣,首先設(shè)計(jì)必須到位,必須遵守以下原則：管路最高點(diǎn)需設(shè)排氣閥,翻上后翻下的“∏” 型管段需設(shè)排氣閥,最低端設(shè)排污排水閥。系統(tǒng)排氣是個(gè)繁瑣的過程,需要反復(fù)多次進(jìn)行,需要耐心和時(shí)間。目前，施工調(diào)試中為趕時(shí)間,幾乎所有的空調(diào)系統(tǒng)均未全部排凈空氣,這是造成部分房間空調(diào)效果不好的原因。作為空調(diào)的管理者,要監(jiān)督施工單位做好水系統(tǒng)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(fēng)量的大小及通風(fēng)環(huán)境有關(guān),保證風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量的一般做法如下。

1)保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速:一是調(diào)整風(fēng)機(jī)皮帶松緊度;二是調(diào)整主從皮帶輪的配比。

2)調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片角度,使其角度一致。

3)嚴(yán)格控制好風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流,使其在額定范圍內(nèi)。

另外,冷卻塔降溫效果好壞還與布水器轉(zhuǎn)數(shù)快慢、布水是否均勻、布水孔堵塞與否等因素有關(guān)。調(diào)整布水器轉(zhuǎn)速,主要是通過調(diào)整布水管的噴水角度和清洗布水器軸承來實(shí)現(xiàn)。一般布水器轉(zhuǎn)數(shù)要求達(dá)到每分鐘8～12轉(zhuǎn),不得低于每分鐘6轉(zhuǎn),水量應(yīng)在±15%的額定范圍內(nèi)。冷卻塔內(nèi)應(yīng)絕對(duì)禁油,因?yàn)橛涂呻S冷卻水進(jìn)入冷凝器、吸收器并粘附于銅管壁上,產(chǎn)生油膜熱阻,從而影響換熱效果。

1.3 日常維護(hù)不到位

中央空調(diào)說到底是能量交換和轉(zhuǎn)移系統(tǒng),其效率都有個(gè)老化和衰減的趨勢。一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果的好壞與系統(tǒng)的維護(hù)和管理有著直接關(guān)系,因此對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的日常維護(hù)和管理應(yīng)高度關(guān)注和重視。通常只要空調(diào)系統(tǒng)能正常工作,就不去維護(hù)和檢修。這種管理方式必須改變,要像維護(hù)汽車一樣,定期定時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。原因如下：中央空調(diào)因日常運(yùn)行過程中,其水系統(tǒng)常發(fā)生結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥等,嚴(yán)重時(shí)影響中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行并增大運(yùn)行成本,縮短設(shè)備的正常使用壽命,導(dǎo)致設(shè)備提前報(bào)廢。風(fēng)系統(tǒng)因灰塵、細(xì)菌等在過濾網(wǎng)集結(jié),導(dǎo)致風(fēng)量不足進(jìn)而影響空調(diào)效果和運(yùn)行費(fèi)用[2]。日常維護(hù)應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)。冷凍系統(tǒng)用水一般都采用未經(jīng)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(fā)濃縮時(shí)極易從水中飽和析出沉積在冷凝器、蒸發(fā)器管內(nèi)的金屬面上而形成水垢。水中的溶解氧和鹽類對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的金屬材質(zhì)產(chǎn)生氧腐蝕和化學(xué)腐蝕。故應(yīng)定期或根據(jù)水垢情況進(jìn)行清洗。

2)空調(diào)冷卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)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(jìn)入冷卻水系統(tǒng),而冷卻水的運(yùn)行溫度非常適合微生物的生長繁殖,從而使系統(tǒng)中不可避免地產(chǎn)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(jī)換熱器管內(nèi),與水垢混合在一起形成生物性污垢。結(jié)垢和生物粘泥也會(huì)導(dǎo)致金屬產(chǎn)生垢下腐蝕和微生物腐蝕。故應(yīng)每季定期清洗。

3)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)積聚灰塵不但會(huì)嚴(yán)重污染室內(nèi)的空氣,而且會(huì)增加風(fēng)管系統(tǒng)阻力,使空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量下降[2]。此外,風(fēng)管內(nèi)空氣的溫度和濕度非常適宜某些細(xì)菌等微生物的生長和繁殖,因此空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)本身就可能是一個(gè)污染源。

風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)長期塵埃堆積,從而使空調(diào)系統(tǒng)不能提供良好質(zhì)量的空氣。風(fēng)管內(nèi)部的溫濕度環(huán)境促使大量的細(xì)菌、微生物滋生,形成傳染病源[3]，以致通過風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)容易造成群體間交叉感染。故應(yīng)每季定期清洗。

2 結(jié) 語

綜上所述,若要保證中央空調(diào)系統(tǒng)使用效果,降低日常運(yùn)行費(fèi)用,必須要做好下面幾件事：

1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須與用戶業(yè)態(tài)相符。

2)安裝調(diào)試必須到位。

3)運(yùn)行維護(hù)必須定期進(jìn)行。

只有這樣,才能確保中央空調(diào)系統(tǒng)使用效果良好,達(dá)到既節(jié)能,又省錢的目的。

[1] 中國建筑科學(xué)研究院.GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012．

[2] 樊越勝,王海濤,司鵬飛,等.風(fēng)機(jī)盤管空氣過濾器效率的測試研究[J].暖通空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)檢,2013(2)：38-41.

[3] 中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)室內(nèi)環(huán)境與健康分會(huì),清華大學(xué)建筑學(xué)院,北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,等.2011長江流域城市室內(nèi)空氣品質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].上海：朗詩集團(tuán)，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(qū)建設(shè)運(yùn)營工作。

TU831.3

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1008-3707(2017)06-0040-03