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1、精选优质文档-倾情为你奉上卓展集团办公楼空调系统的运行分析与改造叶宏义摘要 分析了卓展集团办公楼中央空调在制冷机运行、水系统、新风系统以及补水定压系统等方面存在的问题，通过实地调查，找出了问题原因，提出了相应的改造措施，改造效果良好。关键词 空调系统 新风 补水定压 水系统 改造绪论 随着社会经济的不断发展，一些原有建筑都在不断改造翻新以适应需求的增长，由于对原有设计理解的不到位，或是局部了解一部分，空调系统在建设或改造过程中常常会出现各种的问题，影响整个空调系统的运行使用。本文以解决卓展集团办公楼中央空调系统在使用过程中出现的问题为例，分析中央空调系统在建设改造过程中应注意的一些问题供大家参
2、考。1. 工程概况卓展购物中心办公楼建筑面积21000m2，其中1号主楼建筑面积约17800m2，地上12层，地下1层，地上14层设有展厅、会议、接待室等，5层以上为集中办公，建筑高度54m。1号楼北侧另有2号、3号楼两栋附属办公楼，建筑面积3200m2，2号、3号楼地上4层，地下1层，该工程于2000年建成后投入运行。1号主楼楼于2007年改造增加了大约2500m2面积，其中在屋顶增加了13、14层两层,用途为办公室、会议室，建筑高度增加为63m。大楼制冷站设于1号主楼地下室，制冷机原为两台707RT水冷螺杆式制冷机，后由于运行问题，于2008年改为两台750RT水冷螺杆式制冷机。空调冷冻水
3、供回水参数7/12，夏季空调原设计为风机盘管加新风系统，由于资金等原因，新风系统没有设置，后来58层各加设了一台吊顶式新风机组。冬季设散热器采暖，由燃气锅炉房提供95/70热水。虽然空调系统冷机装机指标已经达到了220W/m2，但自投入运行以来，系统常常无法按照设计意图运行，制冷效果一直不理想。为了大楼的正常运营，在三栋楼上共加设了大约50台分体机。在上述情况下，笔者对空调系统进行了实地调查分析，就空调系统的测试数据、运行参数和运行问题进行了综合分析，并就分析结果咨询了原设备供货商，找出了问题的原因，并与工程设计人员及物业管理人员一起提出了系统的相应改造措施。2. 系统运行问题及分析2.1 两
4、台制冷机同时开启，配电站电流超标报警经检查发现，两台制冷机由配电站提供的两路电缆分别供电，工程建成投入运行后，建筑使用人员逐年增加，用电负荷不断加大；加之后期多次改造时规划失误，造成其中一台制冷机（下称1号制冷机）配电容量严重不足，电流超标，上级配电箱空开经常跳闸，造成1号制冷机不能正常运行，仅能在9点以前开启，2号制冷机经常满负荷运转。2.2 冷却水泵“吸空”发生水击，冷却水温度不正常冷却水系统启泵运行时，经常吸入空气，产生水锤声音，冷却水系统运行不良，影响制冷机制冷效果。查看系统前两个制冷季的运行纪录，冷却水系统在高温天气出现供回水温度37.2/40.5的现象，且长期保持在23度的温差。分
5、析认为造成上述现象的主要原因是：系统于2008年更换制冷机时，并没有更换冷却塔，冷却塔和现有冷机、循环水泵不搭配，积水盘容积小，系统停泵后积水盘出现溢流水，再次启泵时则吸入空气，产生水击。由于冷却塔冷却能力不够，造成冷却水温度过高，温差小，直接造成制冷机制冷能力降低，能耗增加。 2.3 顶层空调效果差，两台水泵搭配一台冷机运行在仅2号制冷机运行时，仅开启一台对应的冷冻泵时，1号主楼12层及以上人员反应室温偏高，向物业管理部门投诉，管理人员加开另外一台水泵，形成两台水泵搭配一台冷机的“非典型”运行方式，但是依然不能解决问题。在上述运行方式下，由于系统流量增大，冷冻水出水温度出现过14的高温，系统
6、末端设备制冷及除湿能力不足，达不到制冷效果。对上述问题发生的原因，下文结合补水定压系统的运行问题进行综合分析。2.4 补水泵空转发热，变频设备无法正常运行空调系统原设有高位膨胀水箱定压，系统靠水箱内浮球阀控制利用生活用水补水。在2008年更换制冷机时，制冷机厂家提出水质要求，增设软化水箱和水处理设备，配置了一套变频定压补水系统，原定压补水系统废置。目前，在补水系统运行时，发现补水泵补水困难，通过变频方式启泵补水，水泵压力无法冲开水泵出口处止回阀，水泵空转发热，常时间运行后，系统有气体析出，泵上气阀能够放出气体。变频设备完全废置，补水系统靠手动工频运行。调查发现，系统补水泵设计扬程为53.2m，
7、流量为7.1m3/h，实际选用水泵扬程52m，流量10 m3/h。图1为系统示意图。由图可见，补水系统存在两个明显设计错误：第一，没有设置系统水膨胀后向软化水箱泄水的管路或者容纳膨胀水量的膨胀水罐，系统停机升温后，膨胀水量无处去，容易损坏系统压力薄弱部分；第二， 如果出现系统超压，没有泄压路径。图1水系统示意图1 制冷机组 2 冷冻水泵 3 分水器 4集水器 5 空调机 6 补水泵 7 软化水箱 8控制柜系统最高点与补水箱高差约为45m，保持系统最高点压力高于大气压5kPa。参照文献对补水泵进行重新校核，计算结果如下：水泵扬程计算：1、 系统定压点最低压力（补水泵启动压力）P1630.5164
8、.5mH2O，启泵压力 留有10kPa富裕量。2、 安全阀开启压力（补水点处允许工作压力）取：P4=100mH2O。3、 膨胀水量开始回流补水箱时电磁阀的开启压力P3=0.9P4=90mH2O。4、 补水泵停泵压力（电磁阀的关闭压力）P2=0.9P3=81mH2O。5、 压力比t=(P1+10)/(P2+10)=(64.5+10)/(81+10)=0.82 满足0.650.85的要求。6、 补水泵扬程H=（P1+P2)/2=(64.5+81)/2=72.75mH2O。水泵流量：系统为水空气系统，水容量指标取1.3L/m2，系统水容量30.55m3，补水泵流量取系统水容量的10，约为3.1m3/
9、h。由计算可知，所选补水泵扬程不足，而流量偏大，水泵补水额定工况点扬程无法克服系统静水压力，工频手动补水时，水泵运行工况点向大扬程侧偏移，水泵低效运行。变频器启动后，水泵扬程进一步减小5，造成水泵无法冲开止回阀，空转发热现象的发生。在补水出现问题以后，系统出现定压不稳和倒空现象，虽然系统无容纳膨胀水量的措施，但系统停止运行后顶层倒空管路容纳了系统膨胀水量，系统没有出现超压现象。正是由于系统倒空，在一台泵和一台制冷机运行时，出现1号主楼12层空调效果不好的问题，运行管理人员找不出问题原因，不得已开启两台水泵，加大循环流量解决上述问题，出现了冷冻水供水温度14的现象。2.5 新风不足，使用人员抱怨
10、如上所述，由于大楼建造时没有设新风系统，由于1号主楼进深较大，办公人员抱怨空气污浊，在1号主楼，58层加设了吊顶式新风机组，在部分重要办公室设置了新风换气机。在增设上述这些设备时，出现了7层新风换气机取风口位置和厕所排风口位置过近以及有些设备设在重要房间噪声过大无法开启等现象。加以由于运行管理原因，上述这些新风设备的过滤网常年没有清洗更换过，设备过滤网堵塞严重，新风换气机噪声过高，无法运行，新风机组新风量供给不足，空气品质差。其他无新风设备楼层，只能靠开窗换气，空调参数达不到设计要求，系统运行能耗增大。 3. 改进措施结合上述分析，针对空调系统问题，实施了下述改造措施。 3.1 变压器扩容把原
11、来两台容量为630kVA的变压器更换为两台容量为1000kVA的变压器，并对配电线路进行了相应调整优化，改造后两台制冷机可以同时开启，1号制冷机不再闲置，制冷能力提高。3.2更换冷却塔，清洗冷却水系统由于原有冷却塔使用多年，且额定散热量不够，经技术经济比较，决定更换。把原来两台额定流量为450m3/h的冷却塔更换为额定流量为600m3/h的冷却塔，并对冷却水管路系统进行了清洁除垢、维护保养，改造后，冷却水系统“吸空”问题排除，冷却塔出力满足制冷机要求，冷机制冷效果提高。 3.3更换补水泵，改造补水管路考虑新增加的13层和14层高度，把原来两台补水泵更换为流量G=3.2m3/h,扬程H=74m。
12、如图2所示，定压补水管路增加稳压罐，增加定压稳定性。此外，在补水系统中增设膨胀和超压泄水管路。针对系统顶层倒空气塞问题，除在新增14层水路最高处增设排气阀以外，另外增加了一台真空脱气机，一方面排出系统空气，另一方面降低系统中水的含气量，减少系统管路腐蚀。改造后，同时解决了补水以及原来顶层冷不下来的问题。图2 改造后水系统示意图1 制冷机组 2 冷冻水泵 3 分水器 4集水器 5 空调机 6 补水泵 7 软化水箱 8控制柜9 稳压罐 10 真空脱气机 11 安全阀 12 电磁阀 3.4增设一台屋顶式新风机组针对新风不足问题，在1号主楼，屋顶增设两台带能量回收的屋顶式新风机组，新风量均为12000
13、m3/h，下送至5层。将设置不合理的吊顶式新风机组改到其他地方使用。改造后，新风和排风同时工作，大楼室内空气新鲜，空气品质提高。4. 结论空调系统改造工程于2012年初完成，投入使用后，运行效果良好，解决了上述系统运行中出现的问题。笔者认为，空调系统的正常运行，设计和运行管理很重要。在系统改造时应该对现状有充分的了解，全面掌握系统运行中出现的问题，通盘考虑，注意细节，不能只考虑一个点，以免顾此失彼，造成不必要的损失而且影响整个大楼的使用。考文献1 实用供热空调设计手册.陆耀庆主编，中国建筑工业出版社出版，19932 建筑设备专业技术措施.北京市建筑设计研究院编，中国建筑工业出版社出版，2006年3 .全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调动力. 住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究所编，中国计划出版社出版，2009年 164页4 气压罐装置计算方法和设计原则 作者：丛日山，许文华，孟广宇建筑科学，2000年，16卷5期：5761页5 开式系统中变速泵的节能分析 作者：狄洪发，李吉生，戴斌文 .暖通空调，2002年，32（1）：5961页专心-专注-专业
