陳海鎮(zhèn)

（重慶廣電實(shí)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，重慶400039）

重慶廣電大廈新聞中心空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行分析及改造探討

陳海鎮(zhèn)

（重慶廣電實(shí)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，重慶400039）

本文對重慶廣電大廈新聞中心空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行問題進(jìn)行了分析，結(jié)合工程改造實(shí)踐，闡述中央空調(diào)水系統(tǒng)及風(fēng)系統(tǒng)比較常見的一些弊病以及相應(yīng)的解決辦法。

大溫差小流量；水力不平衡；水泵；送回風(fēng)系統(tǒng)

0 引言

與常規(guī)系統(tǒng)比較,大溫差小流量系統(tǒng)具有減少系統(tǒng)運(yùn)行能耗和初投資的優(yōu)點(diǎn)，但是系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行中的各種原因都能夠引起水力失衡，如果這種空調(diào)系統(tǒng)啟用后發(fā)現(xiàn)滿足不了使用要求，如何應(yīng)對？本文通過工程改造實(shí)例，從冷水機(jī)組容量、系統(tǒng)工況、冷凍水泵、冷凍水管路、末端空調(diào)系統(tǒng)等多個(gè)方面進(jìn)出問題分析，闡述了對于不同冷水機(jī)組機(jī)型，不同裝機(jī)容量其水泵的選配原則，以及空調(diào)水系統(tǒng)及風(fēng)系統(tǒng)常見弊病的解決辦法，為今后系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理提供一些參考。

1 系統(tǒng)概況

重慶廣電大廈總建筑面積80000m2，地下共2層，地上為30層。中央空調(diào)冷源來自4臺冷水機(jī)組，其中2臺型號為YSEXEEXS45CJE的螺桿機(jī)，2臺型號為YKEKELP85CRF的離心機(jī)，熱源來自3臺型號為WNS1.75-0.8/95/70-Q的熱水鍋爐。冷熱水系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)置，末端設(shè)備大多為四管制，冷熱水系統(tǒng)豎向及橫向均異程，在14層設(shè)置板式熱交換器，形成二次冷熱水后繼續(xù)往上供冷供熱。新聞中心位于裙樓3層至5層，與主樓合用冷熱源，空調(diào)設(shè)計(jì)分為辦公區(qū)域和機(jī)房區(qū)域二類，夏季設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為732kW,冷指標(biāo)177W/m2，冬季設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為304kW，熱指標(biāo)74W/m2。辦公區(qū)域空調(diào)使用面積為4126m2，室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為夏季溫度26℃、冬季20℃，采用一次回風(fēng)全空氣調(diào)節(jié)方式，配置4臺組合式空調(diào)機(jī)組（1臺40000m3/h、2臺25000m3/h、1臺12000m3/h）；機(jī)房區(qū)域空調(diào)由單獨(dú)機(jī)房空調(diào)承擔(dān)。

2 運(yùn)行分析

2.1 運(yùn)行中的問題

2010年5月，大樓空調(diào)系統(tǒng)開始投入使用，雖經(jīng)過多次調(diào)試，但夏季2臺離心機(jī)組運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行負(fù)荷很小，冷凍水出水溫度很快降低到6℃以下低溫保護(hù)停機(jī)，而大樓各區(qū)域空調(diào)溫度不能達(dá)到設(shè)計(jì)值。新聞中心前身為音樂廳，2012年新聞中心改造完工，空調(diào)系統(tǒng)投入使用，運(yùn)行效果不理想，室內(nèi)溫度降不下來，在30℃左右，新聞中心因此暫緩啟用。2013年初開始實(shí)施空調(diào)系統(tǒng)改造工作。

2.2 問題分析

通過對大樓、新聞中心中央空調(diào)系統(tǒng)和冷熱源設(shè)計(jì)參數(shù)的校核以及實(shí)測數(shù)據(jù)的深入分析，對影響空調(diào)效果的關(guān)鍵因素進(jìn)行梳理：

2.2.1 冷水機(jī)組容量是否足夠

廣電大廈原空調(diào)設(shè)計(jì)修正總冷負(fù)荷為7385kW，配置的4臺冷水機(jī)組銘牌7384kW，其中離心式冷水機(jī)組單臺制冷量2462 kW，螺桿式冷水機(jī)組單臺制冷量1230 kW，由于大樓有部分區(qū)域未啟用及部分用途改變，經(jīng)重新測算，實(shí)際空調(diào)使用面積合計(jì)為32890.68m2，空調(diào)總冷負(fù)荷7076kW，制冷主機(jī)容量能夠滿足冷量需求。

2.2.2 系統(tǒng)工況是否合理

冷水機(jī)組設(shè)計(jì)為低溫工況，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水溫度為13℃/6℃，其冷凍水量按7℃溫差配置；而空調(diào)末端設(shè)備參數(shù)一般以5℃溫差為標(biāo)準(zhǔn)。從實(shí)際運(yùn)行看，供回水溫差小于5℃，多數(shù)情況在3-4℃，通過管路流量實(shí)測，發(fā)現(xiàn)末端支路的流量只有設(shè)計(jì)流量的一半，通過末端設(shè)備的水量小，設(shè)備達(dá)不到額定制冷量。另外，主機(jī)設(shè)計(jì)出水溫度為6℃，實(shí)際運(yùn)行時(shí)水溫容易達(dá)到5℃，而造成機(jī)組低溫保護(hù)而停機(jī)。

2.2.3 冷凍水泵的配置是否合理

冷凍水水泵共有6臺，并聯(lián)設(shè)置，為多機(jī)對應(yīng)多泵的模式，單臺冷凍水泵流量150m3/h，揚(yáng)程35m。單臺離心機(jī)蒸發(fā)器額定流量302m3/h，單臺螺桿機(jī)蒸發(fā)器額定流量150m3/h。冷水主機(jī)蒸發(fā)器總水量904m3/h，6臺冷凍水泵總水量900m3/h，即使水系統(tǒng)阻力在水泵的額定揚(yáng)程范圍內(nèi)，也難以滿足4臺主機(jī)同時(shí)使用的要求。

當(dāng)水系統(tǒng)的綜合阻力超出水泵的揚(yáng)程范圍時(shí)，水泵的實(shí)際流量將會(huì)不同程度下降。由于水系統(tǒng)設(shè)置不合理，當(dāng)水泵開啟一定數(shù)量后，其水系統(tǒng)阻力超出了水泵的揚(yáng)程范圍，即使增加水泵開啟臺數(shù)，其水流量不會(huì)有明顯增加。從流量實(shí)際測試數(shù)據(jù)可以證實(shí)這一點(diǎn)，當(dāng)開啟3臺以上水泵時(shí)，系統(tǒng)水流量不再有明顯增加，維持在387-442m3/h之間。因此確定，水泵的并聯(lián)設(shè)置，水泵的流量、揚(yáng)程選用不適當(dāng)。

表1 改造前實(shí)測流量

2.2.4 冷凍水管路系統(tǒng)是否合理

（1）大樓空調(diào)系水路異程設(shè)計(jì)，功能區(qū)域多，各主要干管雖設(shè)置有靜態(tài)平衡閥，但末端組合式空調(diào)器只設(shè)置了開關(guān)式電動(dòng)閥，不能起到比例積分按需調(diào)節(jié)水量作用，各區(qū)域負(fù)荷變化大，水量分配不均勻，水系統(tǒng)豎向和水平兩個(gè)方向存在水力失調(diào)。

（2）水管管徑太小不但增加系統(tǒng)阻力、噪聲，更突顯了水力的不平衡。水管的阻力同流速的平方成正比，最不利循環(huán)管路應(yīng)在水泵的揚(yáng)程范圍之內(nèi)。本系統(tǒng)主要管徑設(shè)計(jì)偏小，比如：6臺冷凍水泵進(jìn)出水管均為DN150，150m3/h流量時(shí)，其水流速2.4m/s，顯然流速偏高，阻力大；供回水總管管徑為DN350，按滿負(fù)荷總流量為900m3/h（如果能達(dá)到額定流量），水流速為2.6 m/s，流速偏高。

2.2.5 新聞中心中央空調(diào)系統(tǒng)是否合理

（1）通過上述分析，新聞中心4臺組合式空調(diào)機(jī)組冷凍水供水量不足。另外，新聞中心冷指標(biāo)不夠，使用部門建議演播廳區(qū)域溫度能控制在24℃左右。

（2）新聞中心改造時(shí)沿用原音樂廳的送、回風(fēng)管道，造成新聞中心40000m3/h風(fēng)量的組合式空調(diào)器，其回風(fēng)口直接設(shè)置在新聞中心三樓外部的大廳墻上，新聞中心與大廳未隔斷，由于大廳因各種原因不開啟空調(diào)系統(tǒng)，大廳回風(fēng)基本是新風(fēng)，所送區(qū)域空調(diào)達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度。

（3）四臺組合式空調(diào)器冷凍水管上均設(shè)置開關(guān)式電動(dòng)閥，無法比例調(diào)節(jié)水流量，在過渡季節(jié)更不能控制空調(diào)溫度。新聞中心三樓開敞式編輯區(qū)及主持人出象平臺上空送風(fēng)口標(biāo)高為11m，為散流器風(fēng)口，選用不當(dāng)。

3 整改方案

由于新聞中心已完成室內(nèi)裝飾，成品保護(hù)要求高，施工條件受限，空調(diào)改造實(shí)施方案必須綜合考慮技術(shù)的合理性、施工的可行性、方案的經(jīng)濟(jì)性。

3.1 改變冷水主機(jī)運(yùn)行工況，更換冷凍水循環(huán)水泵

冷水主機(jī)調(diào)整為7℃/12℃溫差工況。此工況下，根據(jù)廠家給出的離心機(jī)組蒸發(fā)器額定流量414m3/h、螺桿機(jī)組蒸發(fā)器額定流量212m3/h，通過對空調(diào)冷凍水系統(tǒng)最不利循環(huán)管路系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算，采用水泵與冷水機(jī)組一一對應(yīng)設(shè)置的方案，并各設(shè)置1臺備用泵，其中離心機(jī)組冷凍水泵3臺，單臺流量420m3/h，揚(yáng)程41m，水泵進(jìn)水管徑DN300，出水管徑DN250；螺桿機(jī)組冷凍水泵3臺，單臺流量220m3/h，揚(yáng)程41m，水泵進(jìn)水管徑DN250，出水管徑DN200。供回水總管改成DN450。

3.2 更換集、分水器

原集、分水器直徑為Φ600，改變設(shè)計(jì)工況為5℃溫差后，系統(tǒng)總流量為1252m3/h，流速為1.2m/s，偏高。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)圖集，本著經(jīng)濟(jì)、合理的原則，確定分、集水器直徑為Φ800，截面流速為0.7m/s。

3.3 新聞中心中央空調(diào)系統(tǒng)改造

（1）新聞中心組合式空氣器的冷凍水直接從分集水器單獨(dú)新增一組管路接入。在五樓屋面增加2臺組合式空調(diào)器，風(fēng)管從外墻穿入室內(nèi)上空，每臺風(fēng)量20000m3/h，考慮20%新風(fēng)量，制冷量約為170kW，保證新聞中心演播廳區(qū)域冷指標(biāo)接近400W/m2。

（2）新聞中心與大樓大廳做玻璃隔斷，在空調(diào)機(jī)房將40000m3/h風(fēng)量的組合式空調(diào)器回風(fēng)管引入新聞中心室內(nèi)，解決回風(fēng)循環(huán)問題，保證室內(nèi)空調(diào)溫度，減少能耗。新聞中心多余風(fēng)量通過吊頂設(shè)置余壓閥的方式排走，解決正壓太大問題。

（3）6臺組合式空調(diào)器冷凍水管選用具有比例積分調(diào)節(jié)功能的電動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。新聞中心三樓開敞式編輯區(qū)及主持人出象平臺上空送風(fēng)口更換成旋流消聲風(fēng)口。

（4）新聞中心對噪聲處理的要求非常高，通過靜壓箱、阻抗復(fù)合式消聲器及消聲風(fēng)口等手段，對增加的送風(fēng)管采用5級消聲、回風(fēng)管采用3級消聲。余壓閥配置消聲百葉回風(fēng)口、防火閥和管道式消聲器，送回風(fēng)管均采用減震支吊架，固定牢固。

表2 改造后實(shí)測流量

4 運(yùn)行效果

通過一系列技術(shù)措施，水力失衡得到有效改善，運(yùn)行2-3臺冷水機(jī)組就能滿足使用，系統(tǒng)實(shí)測總流量最大可達(dá)到1295m3/h，大樓夏季空調(diào)效果明顯好轉(zhuǎn)，新聞中心辦公區(qū)域空調(diào)環(huán)境溫度在24℃左右，演播廳區(qū)域可達(dá)到22-23℃，滿足節(jié)目部門的使用要求，為新聞中心啟用、專業(yè)設(shè)備調(diào)試及節(jié)目制作工作提供可靠的基礎(chǔ)保障。

5 結(jié)語

（1）中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果不理想，應(yīng)從設(shè)備容量及工況、設(shè)備配置、管路系統(tǒng)實(shí)際流量能否滿足設(shè)計(jì)要求、建筑物圍護(hù)隔斷、末端設(shè)備送回風(fēng)系統(tǒng)逐一分析考慮，找到痼疾的根源。

（2）采用不同的冷水機(jī)組機(jī)型，不同的裝機(jī)容量，應(yīng)考慮不同機(jī)組其蒸發(fā)器的阻力是不同的，應(yīng)按照《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.5.13條規(guī)定“水泵臺數(shù)和流量應(yīng)與冷凍水機(jī)組臺數(shù)和流量相對應(yīng)，并宜與冷水機(jī)組的管道一對一連接。”[3]

（3）大溫差小流量工況下，采用多機(jī)對多泵，由于管網(wǎng)復(fù)雜、阻力較大，無法達(dá)到理想的水力平衡條件，容易出現(xiàn)水力失調(diào)問題。另外，對于輸送距離不很長的系統(tǒng)，不宜采用大溫差小流量看，水泵節(jié)約的電量，抵不上冷水機(jī)組能效的損耗。

（4）噪聲處理和控制是新聞中心整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵，方案應(yīng)包括消聲裝置的設(shè)置、送回風(fēng)口風(fēng)速的控制、風(fēng)管減震支吊架的采用。

[1]馬最良，姚楊.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[M].3版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[2]李娥飛.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)通病分析[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]GB50736-2012,民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Operation Analysis and Improvement of Air Conditioning System in Chongqing Radio and Television Building News Center

CHEN Hai-zhen
（Chongqing Broadcasting Industrial Development Co.,Ltd.Engineering Construction Department，Chongqing 400039，China）

This paper analyzes the problems of air conditioning system in Chongqing Radio and Television Building News Center operation，combined with the engineering practice,expounds some disadvantages of common central air conditioning water system and air system and the corresponding solution.

large temperature difference small flow；hydraulic imbalance；water pump；air supply system

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.022

TU831

B

2095-3429（2016）04-0091-04

2016-06-12

陳海鎮(zhèn)（1983-），男，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，一級建造師，從事工程建設(shè)管理以及空調(diào)、電氣等公用設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行管理工作。