重庆广电大厦新闻中心空调系统运行分析及改造探讨

陈海镇

（重庆广电实业发展有限责任公司，重庆400039）

重庆广电大厦新闻中心空调系统运行分析及改造探讨

陈海镇

（重庆广电实业发展有限责任公司，重庆400039）

本文对重庆广电大厦新闻中心空调系统运行问题进行了分析，结合工程改造实践，阐述中央空调水系统及风系统比较常见的一些弊病以及相应的解决办法。

大温差小流量；水力不平衡；水泵；送回风系统

0 引言

与常规系统比较,大温差小流量系统具有减少系统运行能耗和初投资的优点，但是系统在设计、施工及运行中的各种原因都能够引起水力失衡，如果这种空调系统启用后发现满足不了使用要求，如何应对？本文通过工程改造实例，从冷水机组容量、系统工况、冷冻水泵、冷冻水管路、末端空调系统等多个方面进出问题分析，阐述了对于不同冷水机组机型，不同装机容量其水泵的选配原则，以及空调水系统及风系统常见弊病的解决办法，为今后系统设计及运行管理提供一些参考。

1 系统概况

重庆广电大厦总建筑面积80000m2，地下共2层，地上为30层。中央空调冷源来自4台冷水机组，其中2台型号为YSEXEEXS45CJE的螺杆机，2台型号为YKEKELP85CRF的离心机，热源来自3台型号为WNS1.75-0.8/95/70-Q的热水锅炉。冷热水系统分开独立设置，末端设备大多为四管制，冷热水系统竖向及横向均异程，在14层设置板式热交换器，形成二次冷热水后继续往上供冷供热。新闻中心位于裙楼3层至5层，与主楼合用冷热源，空调设计分为办公区域和机房区域二类，夏季设计冷负荷为732kW,冷指标177W/m2，冬季设计热负荷为304kW，热指标74W/m2。办公区域空调使用面积为4126m2，室内设计参数为夏季温度26℃、冬季20℃，采用一次回风全空气调节方式，配置4台组合式空调机组（1台40000m3/h、2台25000m3/h、1台12000m3/h）；机房区域空调由单独机房空调承担。

2 运行分析

2.1 运行中的问题

2010年5月，大楼空调系统开始投入使用，虽经过多次调试，但夏季2台离心机组运行时，运行负荷很小，冷冻水出水温度很快降低到6℃以下低温保护停机，而大楼各区域空调温度不能达到设计值。新闻中心前身为音乐厅，2012年新闻中心改造完工，空调系统投入使用，运行效果不理想，室内温度降不下来，在30℃左右，新闻中心因此暂缓启用。2013年初开始实施空调系统改造工作。

2.2 问题分析

通过对大楼、新闻中心中央空调系统和冷热源设计参数的校核以及实测数据的深入分析，对影响空调效果的关键因素进行梳理：

2.2.1 冷水机组容量是否足够

广电大厦原空调设计修正总冷负荷为7385kW，配置的4台冷水机组铭牌7384kW，其中离心式冷水机组单台制冷量2462 kW，螺杆式冷水机组单台制冷量1230 kW，由于大楼有部分区域未启用及部分用途改变，经重新测算，实际空调使用面积合计为32890.68m2，空调总冷负荷7076kW，制冷主机容量能够满足冷量需求。

2.2.2 系统工况是否合理

冷水机组设计为低温工况，设计进、出水温度为13℃/6℃，其冷冻水量按7℃温差配置；而空调末端设备参数一般以5℃温差为标准。从实际运行看，供回水温差小于5℃，多数情况在3-4℃，通过管路流量实测，发现末端支路的流量只有设计流量的一半，通过末端设备的水量小，设备达不到额定制冷量。另外，主机设计出水温度为6℃，实际运行时水温容易达到5℃，而造成机组低温保护而停机。

2.2.3 冷冻水泵的配置是否合理

冷冻水水泵共有6台，并联设置，为多机对应多泵的模式，单台冷冻水泵流量150m3/h，扬程35m。单台离心机蒸发器额定流量302m3/h，单台螺杆机蒸发器额定流量150m3/h。冷水主机蒸发器总水量904m3/h，6台冷冻水泵总水量900m3/h，即使水系统阻力在水泵的额定扬程范围内，也难以满足4台主机同时使用的要求。

当水系统的综合阻力超出水泵的扬程范围时，水泵的实际流量将会不同程度下降。由于水系统设置不合理，当水泵开启一定数量后，其水系统阻力超出了水泵的扬程范围，即使增加水泵开启台数，其水流量不会有明显增加。从流量实际测试数据可以证实这一点，当开启3台以上水泵时，系统水流量不再有明显增加，维持在387-442m3/h之间。因此确定，水泵的并联设置，水泵的流量、扬程选用不适当。

表1 改造前实测流量

2.2.4 冷冻水管路系统是否合理

（1）大楼空调系水路异程设计，功能区域多，各主要干管虽设置有静态平衡阀，但末端组合式空调器只设置了开关式电动阀，不能起到比例积分按需调节水量作用，各区域负荷变化大，水量分配不均匀，水系统竖向和水平两个方向存在水力失调。

（2）水管管径太小不但增加系统阻力、噪声，更突显了水力的不平衡。水管的阻力同流速的平方成正比，最不利循环管路应在水泵的扬程范围之内。本系统主要管径设计偏小，比如：6台冷冻水泵进出水管均为DN150，150m3/h流量时，其水流速2.4m/s，显然流速偏高，阻力大；供回水总管管径为DN350，按满负荷总流量为900m3/h（如果能达到额定流量），水流速为2.6 m/s，流速偏高。

2.2.5 新闻中心中央空调系统是否合理

（1）通过上述分析，新闻中心4台组合式空调机组冷冻水供水量不足。另外，新闻中心冷指标不够，使用部门建议演播厅区域温度能控制在24℃左右。

（2）新闻中心改造时沿用原音乐厅的送、回风管道，造成新闻中心40000m3/h风量的组合式空调器，其回风口直接设置在新闻中心三楼外部的大厅墙上，新闻中心与大厅未隔断，由于大厅因各种原因不开启空调系统，大厅回风基本是新风，所送区域空调达不到设计温度。

（3）四台组合式空调器冷冻水管上均设置开关式电动阀，无法比例调节水流量，在过渡季节更不能控制空调温度。新闻中心三楼开敞式编辑区及主持人出象平台上空送风口标高为11m，为散流器风口，选用不当。

3 整改方案

由于新闻中心已完成室内装饰，成品保护要求高，施工条件受限，空调改造实施方案必须综合考虑技术的合理性、施工的可行性、方案的经济性。

3.1 改变冷水主机运行工况，更换冷冻水循环水泵

冷水主机调整为7℃/12℃温差工况。此工况下，根据厂家给出的离心机组蒸发器额定流量414m3/h、螺杆机组蒸发器额定流量212m3/h，通过对空调冷冻水系统最不利循环管路系统进行水力计算，采用水泵与冷水机组一一对应设置的方案，并各设置1台备用泵，其中离心机组冷冻水泵3台，单台流量420m3/h，扬程41m，水泵进水管径DN300，出水管径DN250；螺杆机组冷冻水泵3台，单台流量220m3/h，扬程41m，水泵进水管径DN250，出水管径DN200。供回水总管改成DN450。

3.2 更换集、分水器

原集、分水器直径为Φ600，改变设计工况为5℃温差后，系统总流量为1252m3/h，流速为1.2m/s，偏高。根据国家标准图集，本着经济、合理的原则，确定分、集水器直径为Φ800，截面流速为0.7m/s。

3.3 新闻中心中央空调系统改造

（1）新闻中心组合式空气器的冷冻水直接从分集水器单独新增一组管路接入。在五楼屋面增加2台组合式空调器，风管从外墙穿入室内上空，每台风量20000m3/h，考虑20%新风量，制冷量约为170kW，保证新闻中心演播厅区域冷指标接近400W/m2。

（2）新闻中心与大楼大厅做玻璃隔断，在空调机房将40000m3/h风量的组合式空调器回风管引入新闻中心室内，解决回风循环问题，保证室内空调温度，减少能耗。新闻中心多余风量通过吊顶设置余压阀的方式排走，解决正压太大问题。

（3）6台组合式空调器冷冻水管选用具有比例积分调节功能的电动阀，实现室内温度自动调节控制。新闻中心三楼开敞式编辑区及主持人出象平台上空送风口更换成旋流消声风口。

（4）新闻中心对噪声处理的要求非常高，通过静压箱、阻抗复合式消声器及消声风口等手段，对增加的送风管采用5级消声、回风管采用3级消声。余压阀配置消声百叶回风口、防火阀和管道式消声器，送回风管均采用减震支吊架，固定牢固。

表2 改造后实测流量

4 运行效果

通过一系列技术措施，水力失衡得到有效改善，运行2-3台冷水机组就能满足使用，系统实测总流量最大可达到1295m3/h，大楼夏季空调效果明显好转，新闻中心办公区域空调环境温度在24℃左右，演播厅区域可达到22-23℃，满足节目部门的使用要求，为新闻中心启用、专业设备调试及节目制作工作提供可靠的基础保障。

5 结语

（1）中央空调系统运行效果不理想，应从设备容量及工况、设备配置、管路系统实际流量能否满足设计要求、建筑物围护隔断、末端设备送回风系统逐一分析考虑，找到痼疾的根源。

（2）采用不同的冷水机组机型，不同的装机容量，应考虑不同机组其蒸发器的阻力是不同的，应按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第8.5.13条规定“水泵台数和流量应与冷冻水机组台数和流量相对应，并宜与冷水机组的管道一对一连接。”[3]

（3）大温差小流量工况下，采用多机对多泵，由于管网复杂、阻力较大，无法达到理想的水力平衡条件，容易出现水力失调问题。另外，对于输送距离不很长的系统，不宜采用大温差小流量看，水泵节约的电量，抵不上冷水机组能效的损耗。

（4）噪声处理和控制是新闻中心整个中央空调系统的关键，方案应包括消声装置的设置、送回风口风速的控制、风管减震支吊架的采用。

[1]马最良，姚杨.民用建筑空调设计[M].3版.北京：化学工业出版社，2015.

[2]李娥飞.暖通空调设计通病分析[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]GB50736-2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[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

陈海镇（1983-），男，工学学士，助理工程师，一级建造师，从事工程建设管理以及空调、电气等公用设备系统的运行管理工作。