空調工程改造過程中的理性分析

PAGEPAGE4空調工程改造過程中的理性分析簡介：空調工程建成后，通過試運轉，或者運行數年后，達不到原設計的要求，需要提出改造或改進措施，這是工程技術人員經常接觸的任務。本文對若干密集型生產車間的空調系統(tǒng)運行的調查結果顯示：有較多的車間新鮮空氣量嚴重不足；空氣過濾器嚴重積塵；換氣次數下降；溫濕度偏離設計要求；冷卻水贓污結垢致使系統(tǒng)失效。對于這些實際工程中的常見故障，通過理性分析究其原因，用以引起設計者和管理者的重視。關鍵字：室內正壓平衡點滲透空氣量壓力特性污垢熱阻1第一類常見故障———新鮮空氣量嚴重不足這類故障多見于工業(yè)空調中。例1．某電子產品裝配車間空調系統(tǒng)運行至今逾10年。據管理者反映，夏季車間空調品質逐年惡化，現今干球溫度經常超過30℃，相對濕度在70%以上。最使操作工難以忍受的是新鮮空氣量嚴重不足，去年曾出現工人昏厥中暑在車間。例2．某顯示器裝配老化車間，工人反映投產5年來，上班總感到氣悶難受。分析這類車間的特點是，車間面積較大，工藝設備發(fā)熱量一般，但屬流水線裝配，操作工人密度高，最低人均占有面積不足6㎡（包括運輸通道）。密集型的工業(yè)空調新鮮空氣的重要性，在《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》（GBJ19-87）第5.3.8條明確要求“……或保證每人不小于30CMH的新風量的最大值確定”，對于這一基本要求，設計方案都予以考慮了。然而，要在空調系統(tǒng)運行后能有效地引入新鮮空氣（尤其在人員密集的車間）卻需要在系統(tǒng)上進行研究。工業(yè)空調最常見的系統(tǒng)型式如圖1所示圖1這種單風機的運轉系統(tǒng)不設置獨立的排風，省電、省地、省設備，被多數業(yè)主所接受。這種系統(tǒng)的正常運轉，從理論上講有兩點必須控制好。1.1室內正壓△P系統(tǒng)開始運轉后，由于新風Lw的吸入，室內空氣壓力增加，當增加的△P足以通過窗縫、門縫滲透到室外的空氣量Lp=Lw時，系統(tǒng)的運轉達到了空氣的平衡，此時的△P為室內的正壓值，一般設計采用△P=5~10Pa，按作用壓差法室內的滲透空氣量可用下式計算=·l·（１）式中：———-通過縫隙的滲透空氣量，；———室內正壓值，即室內與大氣的壓力差，；———常數，與門窗的氣密程度有關，對于單層鋼窗為1.8；———-表示單位長度縫隙漏風特性的系數，對于單層鋼窗為4.27；l———-縫隙長度，。1.2室內回風與新風的混合點OO點被稱為回風和新風的平衡點。該點的控制是通過A、B風閥的調節(jié)完成的。圖1系統(tǒng)的運轉壓力特性可用圖2表示側污垢熱阻，；（若帶油情況不嚴重此項可以忽略）———肋管壁厚，；———肋管導熱系數，對于常用的紫銅肋管為；———用肋管內、外平均面積計算的肋化系數；———用肋管內面積計算的肋化系數；———管內水側的換熱系數，；———水側污垢熱阻，。將式（2）應用到定型產品的計算上，若對冷卻塔循環(huán)水進行處理，取Rf=0.00018,并忽略Roil，則K==594若對冷卻塔的循環(huán)水不進行處理，則水側污垢熱阻最小值（不計水中鈣鎂離子濃縮后的沉淀）也要達到Rf=0.0005,將式中的Rf=0.00018改成Rf=0.0005，其他數值不變，則其計算結果為=318，傳熱能力下降了46%。這是導致制冷能力下降的原因所在，因而在操作管理上不僅要處理（過濾等），還要定期換水，以減少水中鈣鎂離子的濃縮，才能確保冷卻系統(tǒng)的正常運行。2.2表冷(加熱)器積塵對換熱能力的影響空調系統(tǒng)的正常使用，除了有效的冷卻水系統(tǒng)外，尚包括空調水系統(tǒng)及空調風系統(tǒng)兩方面。一般空調水均采用閉式系統(tǒng)，如果不是滲漏的原因，不會有補充水的需求，因此，相比冷卻水而言，水的臟污結垢程度要輕得多。而表冷器風側的情況就完全不同。例1工程的空調風系統(tǒng)自運行近10年，從未清掃過，過濾器亦從未更換過。當過濾器的阻力超過其終阻力后，使循環(huán)風量逐年下降，車間溫度上升，于是簡單地將過濾器拆除。由于表冷(加熱)器得不到保護，而新回風混合空氣中的塵埃粒子無遮攔地黏附在最需要清潔的表冷(加熱)器上，使熱濕交換效率大幅下降。表冷器的換熱能力：計算表冷器換熱能力的典型公式K=（3）式中：內表面換熱系數，；外表面換熱系數，；肋片熱阻，；管壁導熱系數，；管壁厚度，；肋化系數由于肋片多為鋁片或銅片，同時，對于銅管的δ在1左右，而銅管壁的λ甚大，因而Rp和δ/λ甚小，可以忽略不計。于是計算表冷器的公式多用實驗測定的數據并整理成以下的形式K=(4)式中：———實驗常數，———迎風面速，；———水流速，。式（4）是在忽略了Rp和δ/λ整理得出，當空氣中的灰塵積累在表冷器的外表面時，便形成了空氣側的污垢熱阻R?？諝庵兴鶐У幕覊m包括塵埃、纖維物等，其容重較小，其導熱系數在λ=0.1～0.2左右，若沉積在表冷器的污垢厚度達1mm時，則R=0.001/0.15=0.0067…………,則式（4）就改寫成=(5)一般6排表冷器的K值用式（4）計算約為80～100,若90時，式（4）括號中的數值應為=當表冷器沉積灰塵1mm時，應用式（5）計算，括號中應加0.0067,則值為ˊ==56.14,冷卻能力降低了38%。從計算上可以看出，表冷器風側的保護是決不應忽視的。3結論對于密集型生產車間必須重視排風系統(tǒng)的設計。由于人員是基本固定的，新風量也是固定的，因此在有條件時可以考慮雙風機系統(tǒng)；無條件時可以采用分散的排風措施。要重視冷卻水的設計及運行管理。設計中可以采用１％～５％的旁濾式機械過濾器（級配石英砂），并加電子（或靜電）除垢器；管理上要做到定期更換冷卻水也是必要的；合理選用空氣過濾器。對于電子裝配車間的新回風，可采用G4型初效過濾器較為合適（對于舒適性空調可采用G3型），并設壓差報警裝置，以示定期更換過濾器，確保表冷（加熱）器的潔凈，維持其正常的換熱能力及循環(huán)風機的高效工作點，以發(fā)揮空調系統(tǒng)的正常作用。參考文獻1清華大學等校.空氣調節(jié).北京：中國建筑工業(yè)出版社,19812彥啟森.空氣調節(jié)用制冷技術.北京：中國建筑工業(yè)出版社,19853錢以明.高層建筑空調與節(jié)能.上