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联系空调工程改造过程中的理性分析
发布时间：2007-12-16 11:54:25点击率：
技术类别：机械技巧
1、 类常见故障——新鲜空气量严重不足?
这类故障多见于工业空调中。?
例1、某电子产品装配车间空调系统运行至今逾10年。据管理者反映，夏季车间空调品质逐年恶化，现今干球温度经常超过30℃，相对湿度在70% 以上。 使操作工难以忍受的是新鲜空气量严重不足，去年曾出现工人昏厥中暑在车间。?
例2、某显示器装配老化车间，工人反映投产5年来，上班总感到气闷难受。分析这类车间的特点是，车间面积较大，工艺设备发热量一般，但属流水线装配，操作工人密度高， 人均占有面积不足6㎡（包括运输通道）。?密集型的工业空调新鲜空气的重要性，在《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ 19-87）第5.3.8条明确要求“······ 或保证每人不小于30CMH的新风量的 大值确定”，对于这一基本要求，设计方案都予以考虑了。然而，要在空调系统运行后能有效地引入新鲜空气（尤其在人员密集的车间）却需要在系统上进行研究。?
这种单风机的运转系统不设置独立的排风，省电、省地、省设备，被多数业主所接受。这种系统的正常运转，从理论上讲有两点必须控制好。?
1.1、室内正压△P?
系统开始运转后，由于新风Lw的吸入，室内空气压力增加，当增加的△P足以通过窗缝、门缝渗透到室外的空气量Lp=Lw时，系统的运转达到了空气的平衡，此时的△P为室内的正压值，一般设计采用△P=5～10Pa。
1.2、室内回风与新风的混合点O?
O点被称为回风和新风的平衡点。该点的控制是通过A、B风阀的调节完成的。?
O为大气压力线，△P～△P为室内正压线，ab为送风管的压力降， △Hs为送风口的压降，△Hh为回风口的压降。Cd 为回风管压降，de为空调箱压降。 d点处于负压状态，由于负压值O’d的存在，大气被吸入混合箱内。?
以上描述是设计意图与运转的实际效果达到一致时，则此空调系统处于正常运转状态。但是对于密集型的工业厂房，由于操作人员众多，新风的需要量较大，而渗透空气量是由不定因数的窗缝所左右，因而新鲜空气量供应不足现象时有发生，这是工业厂房中常见的故障。?
例1的原设计资料为：装配车间面积为4320m2㎡，层高为4.5M，设计风量为164600CMH，操作人员800余人，按每人30m2/h计，新风量占设计风量的15%，即24610CMH，无单独的排风系统，设计室内正压为10Pa。分析其主要原因是车间排风不畅，导致室内正压升高，降低了新风的供应量。?
由于室内正压的提高，在风机风压变化不大的情况下，相当于大气压线O’～ O’下降至O” O”虚线所示，而负压值O’d减为O”d ，因而必然降低新鲜空气量的吸入，这是导致新风减少的理论根据，也就必然反映到实际工程中去。?
同时，室内过高的正压值，将造成风机流量的降低，减少了对车间的供冷量，使车间的温度升高。因而即使开大风阀A增加新风的吸入使车间内保持风量平衡，但温度的升高是不可避免的。?
的解决途径是设置车间的排风系统。有了排风系统可以避免不定因素缝隙的影响，根据设计要求灵活的控制风量平衡和热量平衡，提高空调系统运转的经济性。?
按上例，保持车间10pa正压，当缝隙长度为3000m时，排风系统就应负担24610-12950CMH 的排风量。有了排风系统室内正压是非常容易控制的。
近年来不少资料阐述，空调工程应重视排风系统的设计，避免单纯靠室内正压无组织进行排风的弊端，其原因即在于此。?
2、第二类常见故障——冷却水系统失效，表冷(加热)器严重积尘?
这是普遍存在而又疏于重视的问题。?
2.1、冷却水赃污结垢对系统的影响?
某工程设计，冷却水为一机一泵一塔的开式系统，冷却水必须与大气进行热湿交换，因此水质极易恶化。虽然有5% 以上的补充水，但水管、塔、主机冷凝器赃污结垢现象必然存在。系统虽设置了除污过滤器，但长期不予清理，而大大影响了冷却水的交换效率。?
冷却水系统的换热能力：?
若对冷却塔的循环水不进行处理，则水侧污垢热阻 小值（不计水中钙镁离子浓缩后的沉淀）也要达到Rf =0.0005m２/·k/W, 将Rf=0.00018改成Rf=0.005，其他数值不变，则其计算结果为k=318W/m2·k，传热能力下降了46% 。?
这是导致制冷能力下降的原因所在，因而在操作管理上不仅要处理（过滤等），还要定期换水，以减少水中钙镁离子的浓缩，才能确保冷却系统的正常运行。?
2.2、表冷(加热)器积尘对换热能力的影响?
空调系统的正常使用，除了有效的冷却水系统外，尚包括空调水系统及空调风系统两方面。一般空调水均采用闭式系统，如果不是渗漏的原因，不会有补充水的需求，因此，相比冷却水而言，水的脏污结垢程度要轻得多。而表冷器风侧的情况就完全不同。?
例1工程的空调风系统自运行近10年，从未清扫过，过滤器亦从未更换过。当过滤器的阻力超过其终阻力后，使循环风量逐年下降，车间温度上升，于是简单地将过滤器拆除。由于表冷(加热)器得不到保护，而新回风混合空气中的尘埃粒子无遮拦地黏附在 需要清洁的表冷(加热)器上，使热湿交换效率大幅下降。?
由于肋片多为铝片或铜片，同时，对于铜管的δ在1左右，而铜管壁的λ甚大，因而Rp和δ/λ甚小，可以忽略不计。当空气中的灰尘积累在表冷器的外表面时，便形成了空气侧的污垢热阻R。空气中所带的灰尘包括尘埃、纤维物等，其容重较小，其导热系数在λ=0.1～0.2W/m·℃左右， 若沉积在表冷器的污垢厚度达1mm时，则R=0.001/0.15 =0.0067。一般6排表冷器的K值计算约为 80～100W/m2·℃ ,若K=90W/m2·℃时，当表冷器沉积灰尘1mm时，冷却能力降低了38%，从计算上可以看出，表冷器风侧的保护是决不应忽视的。?
3、结论?
(1) 对于密集型生产车间必须重视排风系统的设计。由于人员是基本固定的，新风量也是固定的，因此在有条件时可以考虑双风机系统；无条件时可以采用分散的排风措施。?
(2) 要重视冷却水的设计及运行管理，设计中可以采用１％～５％的旁滤式机械过滤器（级配石英砂），并加电子（或静电）除垢器；管理上要做到定期更换冷却水也是必要的；
(3) 合理选用空气过滤器，对于一般的新回风可采用F6 (或Ｆ8)初效过滤器，并设压差报警装置，以示定期更换过滤器，确保表冷（加热）器的洁净，维持其正常的换热能力及循环风机的高效工作点，以发挥空调系统的正常作用。??
这类故障多见于工业空调中。?
例1、某电子产品装配车间空调系统运行至今逾10年。据管理者反映，夏季车间空调品质逐年恶化，现今干球温度经常超过30℃，相对湿度在70% 以上。 使操作工难以忍受的是新鲜空气量严重不足，去年曾出现工人昏厥中暑在车间。?
例2、某显示器装配老化车间，工人反映投产5年来，上班总感到气闷难受。分析这类车间的特点是，车间面积较大，工艺设备发热量一般，但属流水线装配，操作工人密度高， 人均占有面积不足6㎡（包括运输通道）。?密集型的工业空调新鲜空气的重要性，在《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ 19-87）第5.3.8条明确要求“······ 或保证每人不小于30CMH的新风量的 大值确定”，对于这一基本要求，设计方案都予以考虑了。然而，要在空调系统运行后能有效地引入新鲜空气（尤其在人员密集的车间）却需要在系统上进行研究。?
这种单风机的运转系统不设置独立的排风，省电、省地、省设备，被多数业主所接受。这种系统的正常运转，从理论上讲有两点必须控制好。?
1.1、室内正压△P?
系统开始运转后，由于新风Lw的吸入，室内空气压力增加，当增加的△P足以通过窗缝、门缝渗透到室外的空气量Lp=Lw时，系统的运转达到了空气的平衡，此时的△P为室内的正压值，一般设计采用△P=5～10Pa。
1.2、室内回风与新风的混合点O?
O点被称为回风和新风的平衡点。该点的控制是通过A、B风阀的调节完成的。?
O为大气压力线，△P～△P为室内正压线，ab为送风管的压力降， △Hs为送风口的压降，△Hh为回风口的压降。Cd 为回风管压降，de为空调箱压降。 d点处于负压状态，由于负压值O’d的存在，大气被吸入混合箱内。?
以上描述是设计意图与运转的实际效果达到一致时，则此空调系统处于正常运转状态。但是对于密集型的工业厂房，由于操作人员众多，新风的需要量较大，而渗透空气量是由不定因数的窗缝所左右，因而新鲜空气量供应不足现象时有发生，这是工业厂房中常见的故障。?
例1的原设计资料为：装配车间面积为4320m2㎡，层高为4.5M，设计风量为164600CMH，操作人员800余人，按每人30m2/h计，新风量占设计风量的15%，即24610CMH，无单独的排风系统，设计室内正压为10Pa。分析其主要原因是车间排风不畅，导致室内正压升高，降低了新风的供应量。?
由于室内正压的提高，在风机风压变化不大的情况下，相当于大气压线O’～ O’下降至O” O”虚线所示，而负压值O’d减为O”d ，因而必然降低新鲜空气量的吸入，这是导致新风减少的理论根据，也就必然反映到实际工程中去。?
同时，室内过高的正压值，将造成风机流量的降低，减少了对车间的供冷量，使车间的温度升高。因而即使开大风阀A增加新风的吸入使车间内保持风量平衡，但温度的升高是不可避免的。?
的解决途径是设置车间的排风系统。有了排风系统可以避免不定因素缝隙的影响，根据设计要求灵活的控制风量平衡和热量平衡，提高空调系统运转的经济性。?
按上例，保持车间10pa正压，当缝隙长度为3000m时，排风系统就应负担24610-12950CMH 的排风量。有了排风系统室内正压是非常容易控制的。
近年来不少资料阐述，空调工程应重视排风系统的设计，避免单纯靠室内正压无组织进行排风的弊端，其原因即在于此。?
2、第二类常见故障——冷却水系统失效，表冷(加热)器严重积尘?
这是普遍存在而又疏于重视的问题。?
2.1、冷却水赃污结垢对系统的影响?
某工程设计，冷却水为一机一泵一塔的开式系统，冷却水必须与大气进行热湿交换，因此水质极易恶化。虽然有5% 以上的补充水，但水管、塔、主机冷凝器赃污结垢现象必然存在。系统虽设置了除污过滤器，但长期不予清理，而大大影响了冷却水的交换效率。?
冷却水系统的换热能力：?
若对冷却塔的循环水不进行处理，则水侧污垢热阻 小值（不计水中钙镁离子浓缩后的沉淀）也要达到Rf =0.0005m２/·k/W, 将Rf=0.00018改成Rf=0.005，其他数值不变，则其计算结果为k=318W/m2·k，传热能力下降了46% 。?
这是导致制冷能力下降的原因所在，因而在操作管理上不仅要处理（过滤等），还要定期换水，以减少水中钙镁离子的浓缩，才能确保冷却系统的正常运行。?
2.2、表冷(加热)器积尘对换热能力的影响?
空调系统的正常使用，除了有效的冷却水系统外，尚包括空调水系统及空调风系统两方面。一般空调水均采用闭式系统，如果不是渗漏的原因，不会有补充水的需求，因此，相比冷却水而言，水的脏污结垢程度要轻得多。而表冷器风侧的情况就完全不同。?
例1工程的空调风系统自运行近10年，从未清扫过，过滤器亦从未更换过。当过滤器的阻力超过其终阻力后，使循环风量逐年下降，车间温度上升，于是简单地将过滤器拆除。由于表冷(加热)器得不到保护，而新回风混合空气中的尘埃粒子无遮拦地黏附在 需要清洁的表冷(加热)器上，使热湿交换效率大幅下降。?
由于肋片多为铝片或铜片，同时，对于铜管的δ在1左右，而铜管壁的λ甚大，因而Rp和δ/λ甚小，可以忽略不计。当空气中的灰尘积累在表冷器的外表面时，便形成了空气侧的污垢热阻R。空气中所带的灰尘包括尘埃、纤维物等，其容重较小，其导热系数在λ=0.1～0.2W/m·℃左右， 若沉积在表冷器的污垢厚度达1mm时，则R=0.001/0.15 =0.0067。一般6排表冷器的K值计算约为 80～100W/m2·℃ ,若K=90W/m2·℃时，当表冷器沉积灰尘1mm时，冷却能力降低了38%，从计算上可以看出，表冷器风侧的保护是决不应忽视的。?
3、结论?
(1) 对于密集型生产车间必须重视排风系统的设计。由于人员是基本固定的，新风量也是固定的，因此在有条件时可以考虑双风机系统；无条件时可以采用分散的排风措施。?
(2) 要重视冷却水的设计及运行管理，设计中可以采用１％～５％的旁滤式机械过滤器（级配石英砂），并加电子（或静电）除垢器；管理上要做到定期更换冷却水也是必要的；
(3) 合理选用空气过滤器，对于一般的新回风可采用F6 (或Ｆ8)初效过滤器，并设压差报警装置，以示定期更换过滤器，确保表冷（加热）器的洁净，维持其正常的换热能力及循环风机的高效工作点，以发挥空调系统的正常作用。??
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