空調(diào)工程改造過(guò)程中的理性分析

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

2、季車(chē)間空調(diào)品質(zhì)逐年惡化，現(xiàn)今干球溫度常常超過(guò)30，相對(duì)濕度在70% 以上。最使操作工難以忍受的是新鮮空氣量嚴(yán)峻不足，去年曾消失工人昏厥中暑在車(chē)間。 例2.某顯示器裝配老化車(chē)間，工人反映投產(chǎn)5年來(lái)，上班總感到氣悶難過(guò)。 分析這類車(chē)間的特點(diǎn)是，車(chē)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(yùn)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(fēng)與空氣調(diào)整設(shè)計(jì)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(fēng)量的最大值決定，對(duì)于這一基本要求，設(shè)計(jì)方案都予以考慮了。然而，要在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行后能有效地引入新鮮空氣（尤其在人員

3、密集的車(chē)間）卻需要在系統(tǒng)上舉行研究。 工業(yè)空調(diào)最常見(jiàn)的系統(tǒng)型式如圖1所示 圖1 這種單風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)不設(shè)置自立的排風(fēng)，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(yùn)轉(zhuǎn)，從理論上講有兩點(diǎn)務(wù)必控制好。 1.1 室內(nèi)正壓P 系統(tǒng)開(kāi)頭運(yùn)轉(zhuǎn)后，因?yàn)樾嘛L(fēng)Lw的吸入，室內(nèi)空氣壓力增強(qiáng)，當(dāng)增強(qiáng)的P足以通過(guò)窗縫、門(mén)縫滲透到室外的空氣量Lp=Lw時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到了空氣的平衡，此時(shí)的P為室內(nèi)的正壓值，一般設(shè)計(jì)采用P=510Pa，按作用壓差法室內(nèi)的滲透空氣量可用下式計(jì)算 = l （1） 式中： -通過(guò)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(mén)窗的氣密程度有關(guān)，對(duì)于單層鋼窗為

4、1.8； -表示單位長(zhǎng)度縫隙漏風(fēng)特性的系數(shù)，對(duì)于單層鋼窗為 4.27； l -縫隙長(zhǎng)度， 。 1.2 室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)的混合點(diǎn)O O點(diǎn)被稱為回風(fēng)和新風(fēng)的平衡點(diǎn)。該點(diǎn)的控制是通過(guò)A、B風(fēng)閥的調(diào)整完成的。 圖1系統(tǒng)的運(yùn)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(fēng)管的壓力降， Hs為送風(fēng)口的壓降，Hh為回風(fēng)口的壓降。Cd 為回風(fēng)管壓降，de為空調(diào)箱壓降。 d點(diǎn)處于負(fù)壓狀態(tài)，因?yàn)樨?fù)壓值Od的存在，大氣被吸入混合箱內(nèi)。 以上描述是設(shè)計(jì)意圖與運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際效果達(dá)到全都時(shí)，則此空調(diào)系統(tǒng)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。但是對(duì)于密集型的工業(yè)廠房，因?yàn)椴僮魅藛T眾多，新風(fēng)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(shí)有發(fā)生，這是工業(yè)廠房中常見(jiàn)的故障。 例1的原設(shè)計(jì)資料為：裝配車(chē)間面積為4320，層高為4.5M，設(shè)計(jì)風(fēng)量為164600CMH，操作人員800余人，按每人30m3/h計(jì)，新風(fēng)量占設(shè)計(jì)風(fēng)量的15%，即24610CMH，無(wú)單獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)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(chē)間排風(fēng)不暢，導(dǎo)致室內(nèi)正壓上升，降低了新風(fēng)的提供量，并計(jì)算如下。 按照式1，為保證車(chē)間正壓值10Pa，其縫隙長(zhǎng)度應(yīng)為： 24610CMH = 4.27 l ， l = 5702 因?yàn)檐?chē)間的氣密性較好，其縫隙長(zhǎng)度僅為設(shè)計(jì)的1/2強(qiáng)，約為3000m，為了達(dá)到空氣量

6、的平衡，室內(nèi)將自動(dòng)地上升其正壓值，按照式（1） 24610CMH = 4.273000 則得到 = Pa 參看圖2，因?yàn)槭覂?nèi)正壓的提高，在風(fēng)機(jī)風(fēng)壓變化不大的狀況下，相當(dāng)于大氣壓線O O下降至O O虛線所示，而負(fù)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(fēng)削減的理論按照，也就必定反映到實(shí)際工程中去。 同時(shí)，室內(nèi)過(guò)高的正壓值，將造成風(fēng)機(jī)流量的降低，削減了對(duì)車(chē)間的供冷量，使車(chē)間的溫度上升。因而即使開(kāi)大風(fēng)閥A(見(jiàn)圖1)增強(qiáng)新風(fēng)的吸入使車(chē)間內(nèi)保持風(fēng)量平衡，但溫度的上升是不行避開(kāi)的。唯一的解決途徑是設(shè)置車(chē)間的排風(fēng)系統(tǒng)。有了排風(fēng)系統(tǒng)可以避開(kāi)不定因素縫隙的影響，按照設(shè)計(jì)要求靈巧地控制風(fēng)量平衡

7、和熱量平衡，提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。 按上例，保持車(chē)間正壓，當(dāng)縫隙長(zhǎng)度為時(shí)，其滲透量為： = 4.27, = 排風(fēng)系統(tǒng)就應(yīng)負(fù)擔(dān)24610 CMH-12950 CMH = 11660 CMH的排風(fēng)量。有了排風(fēng)系統(tǒng),室內(nèi)正壓是十分簡(jiǎn)單控制的。 近年來(lái)不少資料闡述，空調(diào)工程應(yīng)重視排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，避開(kāi)單純靠室內(nèi)正壓無(wú)組織舉行排風(fēng)的弊端，其緣由即在于此。 2 其次類常見(jiàn)故障冷卻水系統(tǒng)失效；表冷(加熱)器嚴(yán)峻積塵 這是普遍存在而又疏于重視的問(wèn)題。 2.1 冷卻水贓污結(jié)垢對(duì)系統(tǒng)的影響 某工程設(shè)計(jì)，冷卻水為一機(jī)一泵一塔的開(kāi)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(bǔ)充水，但水

8、管、塔、主機(jī)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(guò)濾器，但長(zhǎng)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(duì)于臥式肋管冷凝器，若以外表面為基準(zhǔn)的水冷式冷凝器，其傳熱能力的計(jì)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(yán)峻此項(xiàng)可以忽視） 肋管壁厚， ； 肋管導(dǎo)熱系數(shù)，對(duì)于常用的紫銅肋管為 ； 用肋管內(nèi)、外平均面積計(jì)算的肋化系數(shù)； 用肋管內(nèi)面積計(jì)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(jì)算上，若對(duì)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(duì)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(jì)水中鈣鎂離子濃縮后的沉淀）也要達(dá)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(jì)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(guò)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(yùn)行。 2.2 表冷(加熱)器積塵對(duì)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(fēng)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(huì)有補(bǔ)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(fēng)側(cè)的狀況就徹低不同。 例1工程的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)自運(yùn)行近10年，從未清掃過(guò)，過(guò)濾器亦從未更換過(guò)。當(dāng)過(guò)濾器的阻力超過(guò)其終阻力后，使循環(huán)風(fēng)量逐年下降，車(chē)間溫度升高，于是容易地將過(guò)濾器拆除。因?yàn)楸砝?加熱)器得不到庇護(hù)，而新回風(fēng)混合空氣中的塵埃粒子無(wú)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(jì)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)， ；