空调工程改造过程中的理性分析

1、空调工程改造过程中的理性分析 简介： 空调工程建成后，通过试运转，或者运行数年后，达不到原设计的要求，需要提出改造或改进措施，这是工程技术人员常常接触的任务。本文对若干密集型生产车间的空调系统运行的调查结果显示：有较多的车间新鲜空气量严峻不足；空气过滤器严峻积尘；换气次数下降；温湿度偏离设计要求；冷却水赃污结垢致使系统失效。对于这些实际工程中的常见故障，通过理性分析究其缘由，用以引起设计者和管理者的重视。 关键字：室内正压 平衡点 渗透空气量 压力特性 污垢热阻 1 第一类常见故障新鲜空气量严峻不足 这类故障多见于工业空调中。 例1.某电子产品装配车间空调系统运行至今逾10年。据管理者反映，夏

2、季车间空调品质逐年恶化，现今干球温度常常超过30，相对湿度在70% 以上。最使操作工难以忍受的是新鲜空气量严峻不足，去年曾消失工人昏厥中暑在车间。 例2.某显示器装配老化车间，工人反映投产5年来，上班总感到气闷难过。 分析这类车间的特点是，车间面积较大，工艺设备发热量一般，但属流水线装配，操作工人密度高，最低人均占有面积不足6（包括运送通道）。 密集型的工业空调新鲜空气的重要性，在采暖通风与空气调整设计规范（GBJ 19-87）第5.3.8条明确要求 或保证每人不小于30CMH的新风量的最大值决定，对于这一基本要求，设计方案都予以考虑了。然而，要在空调系统运行后能有效地引入新鲜空气（尤其在人员

3、密集的车间）却需要在系统上举行研究。 工业空调最常见的系统型式如图1所示 图1 这种单风机的运转系统不设置自立的排风，省电、省地、省设备，被多数业主所采纳。这种系统的正常运转，从理论上讲有两点务必控制好。 1.1 室内正压P 系统开头运转后，因为新风Lw的吸入，室内空气压力增强，当增强的P足以通过窗缝、门缝渗透到室外的空气量Lp=Lw时，系统的运转达到了空气的平衡，此时的P为室内的正压值，一般设计采用P=510Pa，按作用压差法室内的渗透空气量可用下式计算 = l （1） 式中： -通过缝隙的渗透空气量， ； 室内正压值，即室内与大气的压力差， ； 常数，与门窗的气密程度有关，对于单层钢窗为

4、1.8； -表示单位长度缝隙漏风特性的系数，对于单层钢窗为 4.27； l -缝隙长度， 。 1.2 室内回风与新风的混合点O O点被称为回风和新风的平衡点。该点的控制是通过A、B风阀的调整完成的。 图1系统的运转压力特性可用 图2表示 图2 O为大气压力线，PP为室内正压线，ab为送风管的压力降， Hs为送风口的压降，Hh为回风口的压降。Cd 为回风管压降，de为空调箱压降。 d点处于负压状态，因为负压值Od的存在，大气被吸入混合箱内。 以上描述是设计意图与运转的实际效果达到全都时，则此空调系统处于正常运转状态。但是对于密集型的工业厂房，因为操作人员众多，新风的需要量较大，而渗透空气量是由不

5、定因数的窗缝所左右，因而新鲜空气量提供不足现象时有发生，这是工业厂房中常见的故障。 例1的原设计资料为：装配车间面积为4320，层高为4.5M，设计风量为164600CMH，操作人员800余人，按每人30m3/h计，新风量占设计风量的15%，即24610CMH，无单独排风系统，设计室内正压为10Pa,系统的流程如图1所示。分析其主要缘由是车间排风不畅，导致室内正压上升，降低了新风的提供量，并计算如下。 按照式1，为保证车间正压值10Pa，其缝隙长度应为： 24610CMH = 4.27 l ， l = 5702 因为车间的气密性较好，其缝隙长度仅为设计的1/2强，约为3000m，为了达到空气量

6、的平衡，室内将自动地上升其正压值，按照式（1） 24610CMH = 4.273000 则得到 = Pa 参看图2，因为室内正压的提高，在风机风压变化不大的状况下，相当于大气压线O O下降至O O虚线所示，而负压值Od减为Od ，因而必定降低新鲜空气量的吸入，这是导致新风削减的理论按照，也就必定反映到实际工程中去。 同时，室内过高的正压值，将造成风机流量的降低，削减了对车间的供冷量，使车间的温度上升。因而即使开大风阀A(见图1)增强新风的吸入使车间内保持风量平衡，但温度的上升是不行避开的。唯一的解决途径是设置车间的排风系统。有了排风系统可以避开不定因素缝隙的影响，按照设计要求灵巧地控制风量平衡

7、和热量平衡，提高空调系统运转的经济性。 按上例，保持车间正压，当缝隙长度为时，其渗透量为： = 4.27, = 排风系统就应负担24610 CMH-12950 CMH = 11660 CMH的排风量。有了排风系统,室内正压是十分简单控制的。 近年来不少资料阐述，空调工程应重视排风系统的设计，避开单纯靠室内正压无组织举行排风的弊端，其缘由即在于此。 2 其次类常见故障冷却水系统失效；表冷(加热)器严峻积尘 这是普遍存在而又疏于重视的问题。 2.1 冷却水赃污结垢对系统的影响 某工程设计，冷却水为一机一泵一塔的开式系统，冷却水务必与大气举行热湿交换，因此水质极易恶化。虽然有5% 以上的补充水，但水

8、管、塔、主机冷凝器赃污结垢现象必定存在。系统虽设置了除污过滤器，但长期不予清理，而大大影响了冷却水的交换效率。 冷却水系统的换热能力： 对于卧式肋管冷凝器，若以外表面为基准的水冷式冷凝器，其传热能力的计算应用下式： K= （2） 式中 冷剂在肋管外表面冷凝的换热系数， ； 冷剂侧污垢热阻，；（若带油状况不严峻此项可以忽视） 肋管壁厚， ； 肋管导热系数，对于常用的紫铜肋管为 ； 用肋管内、外平均面积计算的肋化系数； 用肋管内面积计算的肋化系数； 管内水侧的换热系数， ； 水侧污垢热阻， 。 将式（2）应用到定型产品的计算上，若对冷却塔循环水举行处理，取 Rf=0.00018 , 并忽视Roil

9、，则 K= = 594 若对冷却塔的循环水不举行处理，则水侧污垢热阻最小值（不计水中钙镁离子浓缩后的沉淀）也要达到Rf =0.0005, 将式中的Rf=0.00018改成Rf=0.0005，其他数值不变，则其计算结果为=318，传热能力下降了46% 。 这是导致制冷能力下降的缘由所在，因而在操作管理上不仅要处理（过滤等），还要定期换水，以削减水中钙镁离子的浓缩，才干确保冷却系统的正常运行。 2.2 表冷(加热)器积尘对换热能力的影响 空调系统的正常使用，除了有效的冷却水系统外，尚包括空调水系统及空调风系统两方面。一般空调水均采用闭式系统，倘若不是渗漏的缘由，不会有补充水的需求，因此，相比冷却水而言，水的脏污结垢程度要轻得多。而表冷器风侧的状况就彻低不同。 例1工程的空调风系统自运行近10年，从未清扫过，过滤器亦从未更换过。当过滤器的阻力超过其终阻力后，使循环风量逐年下降，车间温度升高，于是容易地将过滤器拆除。因为表冷(加热)器得不到庇护，而新回风混合空气中的尘埃粒子无遮拦地黏附在最需要清洁的表冷(加热)器上，使热湿交换效率大幅下降。 表冷器的换热能力： 计算表冷器换热能力的典型公式 K= （3） 式中： -内表面换热系数， ； -外表面换热系数， ；