基于空调系统设计运行中关键问题的探讨

摘要：空调工程设计、施工过程中存在一些常见问题，直接影响空调工程的质量。针对这些关键问题，结合个案进行分析探讨，以达到优化设计、施工成果，保证工程质量的目的。

关键字：空调系统；机房；末端系统；关键问题

中图分类号：TB657 文献标识码： A

一、前言

空调系统规模大，设备多，工况多变，设计不当将会造成系统运行不稳定，同时还大量浪费能源。这些问题使建筑物室内环境恶化，影响工作效率。针对空调系统设计运行中存在的关键问题，进行分析探讨，提出以下观点。

二、机房内的若干关键问题

1、冷却水泵、冷冻水泵扬程选择过大

设计过程中冷却水泵和冷冻水泵扬程选择过大是一个非常普遍的问题。水泵的扬程大于系统阻力，系统调试中依靠阀门调节，阀门消耗了部分扬程，水泵部分能量被白白消耗在了阀门上。在这样的系统中，阀门消耗了大部分扬程的电耗，对水泵的节能不利。但是如果完全打开水阀，减小阀门的阻力，那么水泵的运行点就会滑出运行工况区，效率下降，电耗增加，而且可能会比水泵电机的额定功率大得多[1]。这样就很可能会将水泵的电机烧毁。

2、冷却塔溢水问题

部分负荷较大的空调系统，设置了多台冷水机组和对应的冷却水泵、冷却塔。在大多数运行工况下，只开启部分冷机和对应的水泵、冷却塔，其余冷机的冷却水阀关闭。系统出现如下问题：运行的冷却塔大量地向楼顶溢水，其余冷却塔不停地补水，而且大量的空气从其他冷却塔进入水系统，造成冷却泵运行不稳定，噪声很大。为了避免此故障发生，在设计冷却水管时，可以将各冷却塔下水管在冷却塔的出水口处连通，也可以在各冷却塔的塔底设计平衡管。

3、制冷机装机容量偏大

目前在空调系统设计过程中，制冷机装机容量普遍偏大，造成初投资的很大浪费，同时影响部分负荷下的制冷机效率。商场类建筑夏季冷负荷的概算指标为210-240W/O[2]，而统计表明：实际运行中的冷负荷在120-170W/O范围内，平均约为150W/O，小于手册中的概算值。在实际设计过程中，由于考虑各种各样的安全系数，使商场单位空调面积的制冷机装机容量大多比手册中的冷负荷概算值偏大，远大于实际运行中的单位空调面积峰值冷量，造成空调系统初投资的大量增加，而且在全年看来，建筑的实际负荷处于峰值负荷的时间很短，所以实际上，制冷机的大多数时间将在比较小的负荷率下运行，制冷机运行效率不高。

三、空调系统末端关键问题

1.负荷设计和空调系统分区等问题引发的建筑物各部分冷热不均

商业建筑外墙多采用玻璃幕墙结构，有多个朝向，而且进深较大，这些特点使得商业建筑的各个部分由于空调系统分区不合理、负荷设计不正确等因素导致冷热不均的问题突出，要求设计人员在设计空调系统时应认真加以考虑。从实际运行情况来看，朝向对室内温度影响明显。在夏季，东南向的房间上午出现负荷最大值，西向房间下午出现负荷最大值。在过渡季，往往是东南部房间需要供冷，而北部的房间需要供热。同时东南部房间的内外区温度差异较大，一般夏季外区温度要比内区温度3-5℃[3]。所以在设计大进深、有大面积玻璃幕墙的商业建筑的空调系统时，需要对空调系统进行合理分区，判断是否需要按建筑的朝向或内外区进行分区，同时需要正确计算负荷和选择设备，以避免建筑物内部先天的冷热不均。

2.各空调机组水力不平衡

目前很多空调机组的水管上并没有装电动调节阀实现自控，这时不对水系统进行合理的初调节，可能会导致各空调机组水力不平衡。当出现水量不平衡时，可能某些水量特别小的用户的房间温湿度得不到保证，影响这些房间的室内舒适度，也可能为了满足这些流量偏小用户的温湿度要求而大大降低冷冻水的供水温度，使得制冷机的制冷效率下降，影响整个空调系统的节能。所以对系统进行初调节，保持水系统的水力平衡也是很重要的。

3.新风系统

⑴全年需大量供冷建筑的新风利用问题

大进深建筑的内区、商场等由于室内负荷是其负荷的主要部分，所以基本上是需要全年供冷.对于这些建筑，在过渡季和冬季充分利用新风自然降温，对建筑的节能和提高室内舒适性意义重大。但是有时空调系统设计往往只考虑夏季典型工况下利用最小新风的运行工况，而没有充分考虑过渡季和冬季充分利用新风的问题。反映在具体设计上，有的因为新风道面积设计过小，不能满足过渡季和冬季的新风用量，有的虽然新风道面积可以满足大量使用新风的要求，但因为没有设计相应的排风系统，所以仍然无法充分利用新风。

⑵楼内新风分配不均

新风量是保证房间空气品质的重要因素，有不少建筑，虽然大楼总的新风量可以满足总的新风需求量，但是由于楼内各层之间和各房间之间的分配不均，从而使部分室内仍然达不到需要的新风量。特别是在风机盘管系统中，各用户新风量分布不均，使有的用户新风量过大，造成房间房间温度过低。足够的新风量是保证房间空气品质的必要条件，所以做好调节，保证楼内新风量的均匀分配也是必须注意的。

⑶新风采气口的布置

有些办公大楼和商场内新风机组的新风口设计在地下车库，新风的空气品质得不到保证。还有某酒店内新风机组的新风口位置很靠近厨房的排风口，使得新风和排风短路，影响新风品质。所以在设计过程中，对新风口位置要多加考虑，做出适宜的选择。

4、空调机组

⑴负荷计算偏小或偏大，导致空调机组选择不合适

对于围护结构大量采用全透明的玻璃幕墙或阳光板，在设计该空调系统时，容易将太阳辐射引起的冷负荷计算偏小，存在计算负荷偏小的问题。从测试结果看，空调机组的送风温度已经比较低了，但房间温度仍然偏高，说明由于负荷计算偏小导致系统设计送风量不足，从而导致选择的空调机组偏小，房间温湿度得不到保证，造成了很大问题。

⑵空调机组送、回风机的匹配问题

目前很多的空调机组采用的是双风机系统，即有一个送风机和一个回风矶，在这样的系统中，需要做好送、回风机的匹配，特别是回风机的全压不能选得过大，不能为了方便，选择和送风机相同型号的回风机，其新风管实际成了排风管。由于存在送风小于回风的问题，所以室内负压比较大，有大量新风涌入，使新风负荷加大。回风机需要的全压和送风机需要的全压是不一样的，当回风机全压偏大时，混风阀后将是正压，新风无法进入空调机组，同时房间将出现负压，将使漏风量增加。所以在设计过程中要注意送、回风机的匹配。对于已经出现这种问题的空调机组，可以通过改变送回风机电机的皮带轮，适当提高送风机转速和降低回风机转速来改变。

四、结束语

设计、施工、设备、系统调试等环节直接影响空调工程质量，参建各方应加强沟通和协调。设计、施工单位只有抓住质量控制要点，严格执行设计、施工及验收规范，操作规程，努力做好过程控制，强化验收，才能有效保证工程质量。

参考文献：

[1]蔡明亮.当前暖通空调安装技术中的难点分析[J].科技创业家，2012，23：164.

[2] 《采暖空调制冷手册》

[3]金招芬，朱颖心.建筑环境学[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.87-128.