空調(diào)工程改造過程中的理性分析

1、空調(diào)工程改造過程中的理性分析 簡介： 空調(diào)工程建成后，通過試運轉(zhuǎn)，或者運行數(shù)年后，達不到原設(shè)計的要求，需要提出改造或改進措施，這是工程技術(shù)人員常常接觸的任務(wù)。本文對若干密集型生產(chǎn)車間的空調(diào)系統(tǒng)運行的調(diào)查結(jié)果顯示：有較多的車間新鮮空氣量嚴峻不足；空氣過濾器嚴峻積塵；換氣次數(shù)下降；溫濕度偏離設(shè)計要求；冷卻水贓污結(jié)垢致使系統(tǒng)失效。對于這些實際工程中的常見故障，通過理性分析究其緣由，用以引起設(shè)計者和管理者的重視。 關(guān)鍵字：室內(nèi)正壓 平衡點 滲透空氣量 壓力特性 污垢熱阻 1 第一類常見故障新鮮空氣量嚴峻不足 這類故障多見于工業(yè)空調(diào)中。 例1.某電子產(chǎn)品裝配車間空調(diào)系統(tǒng)運行至今逾10年。據(jù)管理者反映，夏

2、季車間空調(diào)品質(zhì)逐年惡化，現(xiàn)今干球溫度常常超過30，相對濕度在70% 以上。最使操作工難以忍受的是新鮮空氣量嚴峻不足，去年曾消失工人昏厥中暑在車間。 例2.某顯示器裝配老化車間，工人反映投產(chǎn)5年來，上班總感到氣悶難過。 分析這類車間的特點是，車間面積較大，工藝設(shè)備發(fā)熱量一般，但屬流水線裝配，操作工人密度高，最低人均占有面積不足6（包括運送通道）。 密集型的工業(yè)空調(diào)新鮮空氣的重要性，在采暖通風與空氣調(diào)整設(shè)計規(guī)范（GBJ 19-87）第5.3.8條明確要求 或保證每人不小于30CMH的新風量的最大值決定，對于這一基本要求，設(shè)計方案都予以考慮了。然而，要在空調(diào)系統(tǒng)運行后能有效地引入新鮮空氣（尤其在人員

3、密集的車間）卻需要在系統(tǒng)上舉行研究。 工業(yè)空調(diào)最常見的系統(tǒng)型式如圖1所示 圖1 這種單風機的運轉(zhuǎn)系統(tǒng)不設(shè)置自立的排風，省電、省地、省設(shè)備，被多數(shù)業(yè)主所采納。這種系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，從理論上講有兩點務(wù)必控制好。 1.1 室內(nèi)正壓P 系統(tǒng)開頭運轉(zhuǎn)后，因為新風Lw的吸入，室內(nèi)空氣壓力增強，當增強的P足以通過窗縫、門縫滲透到室外的空氣量Lp=Lw時，系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)達到了空氣的平衡，此時的P為室內(nèi)的正壓值，一般設(shè)計采用P=510Pa，按作用壓差法室內(nèi)的滲透空氣量可用下式計算 = l （1） 式中： -通過縫隙的滲透空氣量， ； 室內(nèi)正壓值，即室內(nèi)與大氣的壓力差， ； 常數(shù)，與門窗的氣密程度有關(guān)，對于單層鋼窗為

4、1.8； -表示單位長度縫隙漏風特性的系數(shù)，對于單層鋼窗為 4.27； l -縫隙長度， 。 1.2 室內(nèi)回風與新風的混合點O O點被稱為回風和新風的平衡點。該點的控制是通過A、B風閥的調(diào)整完成的。 圖1系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)壓力特性可用 圖2表示 圖2 O為大氣壓力線，PP為室內(nèi)正壓線，ab為送風管的壓力降， Hs為送風口的壓降，Hh為回風口的壓降。Cd 為回風管壓降，de為空調(diào)箱壓降。 d點處于負壓狀態(tài)，因為負壓值Od的存在，大氣被吸入混合箱內(nèi)。 以上描述是設(shè)計意圖與運轉(zhuǎn)的實際效果達到全都時，則此空調(diào)系統(tǒng)處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。但是對于密集型的工業(yè)廠房，因為操作人員眾多，新風的需要量較大，而滲透空氣量是由不

5、定因數(shù)的窗縫所左右，因而新鮮空氣量提供不足現(xiàn)象時有發(fā)生，這是工業(yè)廠房中常見的故障。 例1的原設(shè)計資料為：裝配車間面積為4320，層高為4.5M，設(shè)計風量為164600CMH，操作人員800余人，按每人30m3/h計，新風量占設(shè)計風量的15%，即24610CMH，無單獨排風系統(tǒng)，設(shè)計室內(nèi)正壓為10Pa,系統(tǒng)的流程如圖1所示。分析其主要緣由是車間排風不暢，導(dǎo)致室內(nèi)正壓上升，降低了新風的提供量，并計算如下。 按照式1，為保證車間正壓值10Pa，其縫隙長度應(yīng)為： 24610CMH = 4.27 l ， l = 5702 因為車間的氣密性較好，其縫隙長度僅為設(shè)計的1/2強，約為3000m，為了達到空氣量

6、的平衡，室內(nèi)將自動地上升其正壓值，按照式（1） 24610CMH = 4.273000 則得到 = Pa 參看圖2，因為室內(nèi)正壓的提高，在風機風壓變化不大的狀況下，相當于大氣壓線O O下降至O O虛線所示，而負壓值Od減為Od ，因而必定降低新鮮空氣量的吸入，這是導(dǎo)致新風削減的理論按照，也就必定反映到實際工程中去。 同時，室內(nèi)過高的正壓值，將造成風機流量的降低，削減了對車間的供冷量，使車間的溫度上升。因而即使開大風閥A(見圖1)增強新風的吸入使車間內(nèi)保持風量平衡，但溫度的上升是不行避開的。唯一的解決途徑是設(shè)置車間的排風系統(tǒng)。有了排風系統(tǒng)可以避開不定因素縫隙的影響，按照設(shè)計要求靈巧地控制風量平衡

7、和熱量平衡，提高空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性。 按上例，保持車間正壓，當縫隙長度為時，其滲透量為： = 4.27, = 排風系統(tǒng)就應(yīng)負擔24610 CMH-12950 CMH = 11660 CMH的排風量。有了排風系統(tǒng),室內(nèi)正壓是十分簡單控制的。 近年來不少資料闡述，空調(diào)工程應(yīng)重視排風系統(tǒng)的設(shè)計，避開單純靠室內(nèi)正壓無組織舉行排風的弊端，其緣由即在于此。 2 其次類常見故障冷卻水系統(tǒng)失效；表冷(加熱)器嚴峻積塵 這是普遍存在而又疏于重視的問題。 2.1 冷卻水贓污結(jié)垢對系統(tǒng)的影響 某工程設(shè)計，冷卻水為一機一泵一塔的開式系統(tǒng)，冷卻水務(wù)必與大氣舉行熱濕交換，因此水質(zhì)極易惡化。雖然有5% 以上的補充水，但水

8、管、塔、主機冷凝器贓污結(jié)垢現(xiàn)象必定存在。系統(tǒng)雖設(shè)置了除污過濾器，但長期不予清理，而大大影響了冷卻水的交換效率。 冷卻水系統(tǒng)的換熱能力： 對于臥式肋管冷凝器，若以外表面為基準的水冷式冷凝器，其傳熱能力的計算應(yīng)用下式： K= （2） 式中 冷劑在肋管外表面冷凝的換熱系數(shù)， ； 冷劑側(cè)污垢熱阻，；（若帶油狀況不嚴峻此項可以忽視） 肋管壁厚， ； 肋管導(dǎo)熱系數(shù)，對于常用的紫銅肋管為 ； 用肋管內(nèi)、外平均面積計算的肋化系數(shù)； 用肋管內(nèi)面積計算的肋化系數(shù)； 管內(nèi)水側(cè)的換熱系數(shù)， ； 水側(cè)污垢熱阻， 。 將式（2）應(yīng)用到定型產(chǎn)品的計算上，若對冷卻塔循環(huán)水舉行處理，取 Rf=0.00018 , 并忽視Roil

9、，則 K= = 594 若對冷卻塔的循環(huán)水不舉行處理，則水側(cè)污垢熱阻最小值（不計水中鈣鎂離子濃縮后的沉淀）也要達到Rf =0.0005, 將式中的Rf=0.00018改成Rf=0.0005，其他數(shù)值不變，則其計算結(jié)果為=318，傳熱能力下降了46% 。 這是導(dǎo)致制冷能力下降的緣由所在，因而在操作管理上不僅要處理（過濾等），還要定期換水，以削減水中鈣鎂離子的濃縮，才干確保冷卻系統(tǒng)的正常運行。 2.2 表冷(加熱)器積塵對換熱能力的影響 空調(diào)系統(tǒng)的正常使用，除了有效的冷卻水系統(tǒng)外，尚包括空調(diào)水系統(tǒng)及空調(diào)風系統(tǒng)兩方面。一般空調(diào)水均采用閉式系統(tǒng)，倘若不是滲漏的緣由，不會有補充水的需求，因此，相比冷卻水而言，水的臟污結(jié)垢程度要輕得多。而表冷器風側(cè)的狀況就徹低不同。 例1工程的空調(diào)風系統(tǒng)自運行近10年，從未清掃過，過濾器亦從未更換過。當過濾器的阻力超過其終阻力后，使循環(huán)風量逐年下降，車間溫度升高，于是容易地將過濾器拆除。因為表冷(加熱)器得不到庇護，而新回風混合空氣中的塵埃粒子無遮攔地黏附在最需要清潔的表冷(加熱)器上，使熱濕交換效率大幅下降。 表冷器的換熱能力： 計算表冷器換熱能力的典型公式 K= （3） 式中： -內(nèi)表面換熱系數(shù)， ； -外表面換熱系數(shù)， ；