中央空调风系统的调试研究

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月9期   作者:王东起
[导读] 中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成,该
      王东起     
      北京金瑞通房地产开发有限公司,100079  
      摘 要
      中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成,该系统不同于传统冷剂式空调,(如单体机,VRV)集中处理空气以达到舒适要求。采用液体气化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量,用以抵消室内环境的热负荷; 制热系统为空气调节系统提供所需热量,用以抵消室内环境冷暖负荷。中央空调风系统在整个系统中起到重要作用,新风的传输方式采用置换式,而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法,户外的新颖空气经过负压方式会自动吸入室内,经过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时,会自动除尘和过滤。同时,再由对应的室内管路与数个功用房间内的排风口相连,构成的循环系统将带走室内废气,集中在排风口“呼出”,而排出的废气不再做循环运用,新旧风形良好的循环。
      中央空调风系统的风量平衡不仅关系到各个空调区域的舒适性,还与空调系统的运行能耗紧密相关,因此需通过合理的调试和检测,使空调风系统的运行效果达到理想的设计要求,从而满足用户的需求,又使空调系统达到理想的节能效果。
关键词:中央空调;风系统;调试
绪    论
      建筑空调系统的运行效果好坏与设计质量和安装质量有关,其中安装质量包括了运行初期的系统调试,笔者在空调风系统的检测和调试中发现,部分空调工程因施工方缺少调试环节或调试方法不当,使得各风口风量严重不平衡,导致空调效果不佳,甚至会造成能源的大量浪费,因此系统调试是不可缺少的一环,应加强重视。

1空调风系统调试和检测的必要性


1.1规范规定

      通常情况下,通风、空调系统在安装完毕以后,正式投入使用之前,需对风系统进行调试和检测。相关的施工及验收规范都对风系统调试和检测提出了明确的技术要求,如:
      在《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-2002)的第 11.2.3 及 11.3.2章节提出联合试运转及调试系统总风量调试结果与设计风量的偏差不应大于10%;系统经过平衡调整,各风口或吸风罩的风量与设计风量的允许偏差不应大于 15%。
      在《建筑节能工程施工验收规范》(GB50411-2007)中明确提出需对通风和空调工程进行系统节能性能的检测,其主要项目及要求见表 1(GB50411-2007 中表 14.2.2)。在系统节能性能检测中,同样明确要求各风口的风量检测检测值与设计值的允许偏差不大于 15%,通风与空调系统的总风量检测检测值与设计值的允许偏差不大于 10%。





      通过调试和检测,一方面可以发现系统设计、施工和设备性能等方面存在的问题,从而采取相应的措施保证系统达到设计要求;另一方面也可以使运行人员熟悉和掌握系统的性能和特点,并为系统的经济合理运行积累资料。对于已经投入使用的空调系统,当出现问题时,也需要通过调试和检测查找原因,进行改进。

1.2现场存在的问题

      在检测的过程中,笔者发现往往设计方、施工方以及业主方都忽略了风系统的调试和检测。在一些进行了检测的工程中,统计通风与空调系统的总风量检测合格率为 86.7%(检测为 45 处,不合格 6 处),各风口的风量检测合格率约为
70.2%(检测为 560 处,不合格 167 处)详见表 2。



1)通风与空调系统的总风量

      通风与空调系统的总风量检测总的来说问题不大,大部分系统均满足设计要求。对于实测的总风量过大的情况,往往为风机选用不当或阻力偏小等原因造成, 将总风管上的风量调节阀调至适当位置或依据设计要求按变频工况运行,即能满足要求;对于实测的总风量过小的情况,往往由以下原因造成:①空调设备内的空气过滤器、表面冷却器等堵塞;②总风管或各支风管的风阀关闭;③现场为临时电,造成供电电压不足;④设备接线错误;⑤风机在变频工况下运行,未达到设计工况。
      排除以上原因,如果仍出现实测的总风量过小的情况,就需要通过对总风管风速检测、静压检测及全压检测等全面的检测分析,是设计、施工还是选型原因造成总风量过小的问题。

2)各风口的风量检测

      各风口的风量检测发现问题较多,主要表现为各风口风量不均匀。通过多次检测,分析了原因大概可以归纳为以下几点:①设计不合理,造成风口风量不平衡;②施工质量以及施工后未对风系统进行有效的调整;③各风口的支管无风量调节阀。
      对于前两点,主要需设计方及施工方能够解决;对于第三点,对应的处理办法主要为在各风口或系统的关键部位增设风量调节阀,以保证各送风口的风量。

1.3 对舒适性的影响

      通风、空调系统意在提高人员在环境中的舒适性,花费了大量的人力和财力情况下,忽略风系统调试和检测的环节,造成了各个房间冷热不均,个别房间噪声过大等现象,反而降低了环境的舒适性。对于全空气系统,这种影响表现的特别明显,25%的风量误差,带来 25%的负荷差别,实际检测发现,将造成房间之间室内温度会有 2~3℃的差别。

2通风、空调系统风系统的调试和检测方法


2.1空调机组总风量的检测

      一般有两种方式进行检测,第一种方法用皮托管和微压计在测定截面内进行动压测试,以计算测定断面处的风速 v,从而利用公式 L=Fv,计算出断面处的风量(L 为断面处的风量,F 为断面面积);第二种方法用风速仪在测定截面内直接测定断面处的风速 v,计算出断面处的风量。由于第二种检测方法更直观,往往在试验仪器具备的情况下,使用第二种检测方法。笔者就风速仪检测总风量的方法,进行简单的介绍。
      测定断面的选择对于测量结果的准确性和可靠性非常重要。一般应选择在出风总管上局部阻力之后4~5 倍以及局部阻力之前1.5~2 倍风管大边尺寸的直管段上,测定截面处的测点布置应尽量均匀,应将风管的截面划分为若干个相同的小截面,并使各小截面尽可能接近正方形,其面积不得大于 0.05m2,即每个小截面的长为 200~250mm,最好小于 220mm,如图 1。


      测点位于各个小截面的中心处,测孔开设在操作方便的一边,根据各测点的风速值按均方根求得其平均值,进而求得截面平均风速和截面处风量,计算公式如下:




      式中:Vd1,Vd2,…,Vdn 为测点 n 次测得的风速值,m/s;Vi(1≤i≤n)为测定截面上各测点风速值,m/s;n 为断面上测点的数量,个。
      截面处的风量 L,即空调机组的总风量,然后再与额定风量相比,调节送风总管上的调节风阀以使总送风量接近空调机的额定风量。

2.2各风口的风量的检测

      把空调机组的总送风量按设计要求分配给各风口,由于风口的实际风速大小不等,调节出风口处的调节阀以使各个出风口的风速接近计算的风速,反复调节测试记录使各出风口的风量达到平衡。
      在现场,使用风量罩来测量风口风量或风速仪测量风口风速来进行风量调整。风量调整通常采用流量等比分配法或标准风口调整法。
      a)流量等比分配法:首先在系统平面图上对各风管管段进行编号,并标出各管段中风口的设计风量、阀门、风量测定孔的位置,同时对风管系统进行检查, 将风管上的各种阀门处于全开状态,送风口上面的风量调节阀全开,然后,从最远处或最不利风口开始调节,调节风阀使相邻两支路风量比值与设计风量比值相等或近似相等。
      b)标准风口调整法:首先在系统平面图上对各风口进行编号,并测量系统每个风口风量,将每个风口风量记录在案,接着在每个支路上选取实测风量与设计风量比值最小的风口作为这个支管的标准风口,然后调节这个支路其他风口的风量调节阀,使其他风口实测风量与设计风量的比值等于其标准风口的比值,待全部风口调节完毕后再重新测量一遍各个风口的风量作为实测值。
      笔者在检测过程中,反复地总结及实践发现流量等比分配法适合于较为规整的风系统,如图 2~4 所示风系统,通过流量等比分配法进行一次调节,即能做到

快速调节。标准风口调整法适合于复杂的风系统,通过多次调节,使整个风系统达到平衡。


      在实际过程中,经常需要反反复复调节许多风量调节阀的开度,才能使所有管道的风量都在设计风量范围内(自我要求与设计值的允许偏差不大于 10%), 因此,整个现场调试可以认为是一个动态调节过程。

3实际案例分析


      某办公楼工程通风、空调系统为 VRV 系统+新风系统。对该工程进行现场查看后,发现如下问题:每层新风系统总风管、主干管、支管及各个风口均未设置调节阀(系统与图 4 类似),无法调整系统的总风量及各个风口的风量。
      进行第一次检测,检测结果反映了整个系统风量不平衡,总风量远大于设计风量,主干管与支管风量相差较大、各风口风量不平衡,不合格率接近 100%。在增加了总风管风阀及主干管风阀后,进行第二次检测,检测结果说明总风量满足设计风量,主干管与支管风量平衡,对于各风口风量仍不平衡。
      在系统的关键部位增设风量调节阀后,在施工方进行风口风量平衡调节,进行第三次检测,检测结果说明新风系统各风口风量平衡(各风口风量与设计风量的偏差均小于 10%,小于国家标准要求的 15%范围),达到设计要求。
      通过一个月的整改及检测,整个空调风系统运行效果初步达到业主预期的要求。



结    论


      设计、施工和调试是保证通风、空调系统正常运行的三个重要环节,通风、空调系统的调试及检测对于通风、空调系统投入运行后效果的好坏有着重要的影响,因此笔者将实际检测工作的经验和成果与大家分享,希望大家意识到调试及检测在通风、空调系统正常运行中的重要性,且调试及检测是一项工作量大、时间长、耐心而细致的工作,需要各方认真配合才能做好这部分的工作。
参考文献


[1]通风与空调工程施工及验收规范(GB50243-2002)[S].北京:中国建筑出版社,2002
[2]建筑节能工程施工质量验收规范(GB50411-2007)[S].北京:中国建筑出版社,2007
[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版)[M].北京:中国建筑出版社,2008 [4]通风与空调工程施工规范(GB50738-2011)[S].北京:中国建筑出版社,2011



附    录
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