王 维,张史广(上海建科工程咨询有限公司, 上海 200032)
空调系统调试是在风管、水管、冷源设备、水泵、风机、控制仪表装备安装完成后进行的工作,是对此前施工质量的最终检验。调试工作由施工单位负责,监理单位负责监督,包括设备单机试运转及调试,系统非设计满负荷条件下的联合试运行。GB 50243—2016《通风与空调工程施工质量验收规范》(以下简称“《规范》”)要求监理参与调试,发挥工程协调作用,帮助工程的管理和质量的验收。
在风管管网、水管管网、阀门、水泵、风机的安装过程中,监理都要参与质量检查工作。但是,在调试过程中,不同工程项目的实际情况各异,且施工单位通常在多点分散同时调试,操作具有动态性。虽然调试方案中有调试步骤和方法的详细介绍,但是监理单位因受监理的数量和经验所限而难以全面掌握和清晰了解每个调试点,况且大多数项目监理做不到跟踪参与调试各环节。另外,《规范》只要求监理人员对调试数据和结果作出理性判断,但未提及对各项目数据采集的原理及调试中如何排除故障的方法。为此,笔者结合工程调试实例,深入探讨空调系统调试中的监理工作要点。
在空调系统调试前,施工单位会上报调试方案,列明人员安排、调试参数等。监理在审批调试方案前应熟练掌握图纸内容和相关的空调设备参数,包括 GB 50738—2011《通风与空调工程施工规范》提到的风机、水泵、热泵机组、空气处理机设备运转等调试要求,系统的风量、流量测定和调整方法和步骤。
某工程为公寓的第 18 层~第 31 层(共 14 层)客房安装新风系统,共 224 间客房,每间客房新风量 150 m3/h~250 m3/h,每层设置 1 台新风机组供应本层送风。空调冷源为 1 台风冷螺杆式热泵机组,额定制冷量 620 kW,功率 190 kW;负荷侧为 14 台新风机组,冷量 45 kW,风量 4000 m3/h。冷冻水系统配 2 台水泵,一用一备,流量101 m3/h,扬程 32 m,功率 15 kW。
公寓第 18 层~第 31 层客房布置基本相同。以第 20 层为例:客房 16 间,其中有 2 间套房,末端有 18 段支管;为保证客房内新风量,每段支管设置定风量阀。
在调试螺杆式风冷热泵之前,首先开箱查看随机附带的操作指南;其次在启动前应了解主机设备的启停流程,以及检查散热风机、空调循环水泵、水泵控制箱与热泵控制柜的接线是否完成和线路是否完整。本项目采用麦克维尔品牌设备,要求在冷冻水供水管上安装水流开关,用于检测机组水流量。机组调试运转时间应不小于 3 h,调试人员在调试运转期间每隔 1 h 检查机组状态是否正常,调试运转合格的机组方可正式投入使用。
监理在调试前,应对照设计图纸,对风管、水管、动力电源、控制系统进行检查,现场确认管线、设备的标识工作是否到位,重要部位如阀门、设备等安装位置的标识是否标记清楚。对检查中发现的问题,应及时通知施工单位安排班组进行整改;若发现影响系统调试的技术问题,应立即提出。
空调电气与自动化系统调试包括空调设备(如冷水机组、泵、风机、末端送风机、电动阀等)的配电、二次回路控制箱、传感器/控制模块的安装等内容。
空调设备主机配电柜内主要电子元件及说明如表1所示。
表1 空调设备主机配电箱内主要电子元件及安装说明
在配电柜接线安装时,监理应对照图纸,核查配电柜内各元件的参数。另外,还应检查各级配电的电缆型号、规格、外绝缘材料是否满足设计要求,以免工人安装时错拿、混用材料。
(1)新风机组的控制柜与楼宇自动控制(BA)系统的DDC 箱之间接线关系。根据常用风机控制电路图图集16D 303—2(77~78 页)的平时用单速风机电路图所示,风机远程启动功能、运行信号和故障信号传送至 BA 控制室。按照主回路控制原理图和接线端子图(见图 1),端子排(运行状态、故障信号、启停控制)控制线应接出至 BA 系统的DDC 箱内,监理应重点检查远程启动的信号线,否则风机进入自动档时,无法在 BA 控制室远程启动。
(2)新风机组的 DDC 箱接线。本工程设计中,新风机组需要采集新风温度、送风温度、过滤网压差报警、电动阀控制等信息,因此,监理应对智能化系统检查其 DDC箱内模块接线是否完整及具备调试条件。例如,本工程 7台 DDC 箱内的 PXC16.3-UCM.A 模块,有 11 个端子节点已使用(运行状态、故障状态),有 5 个待用。监理应检查模块参数、接线线型、端子数量等,待符合设计图要求后,方可同意使用。
图1 主回路控制原理图和接线端子图
(3)BA 系统的调试包括数字量/模拟量输入测试、模拟量输出测试、DDC 功能测试、运行可靠性测试、与空调设备的联合调试等。通常,BA 系统的专业技术人员操作专用仪器完成上述工作。监理必须对其功能性动作进行检查,包括:对设备信号的输入输出点,确认满足设计、监控和联动的要求;BA 系统主机、网络器、通讯接口通讯协议等,必须参照智能化工程验收规范要求。
调试前,分析本工程的空调主机与冷冻水循环系统的自动控制模式;了解水泵的运行模式,比如降压启动方式(星三角启动或软启动)、制冷量变化与水泵的关系等信息(减少台数或者变频运行)。施工单位在采购水泵时会连带配置控制箱,并由厂家深化出厂,因此监理在水泵控制箱进场开箱验收时,务必检查控制箱是否具备相应的功能。
(1)空调水循环水泵一用一备,按常用风机控制电路图图集 16D 303—3 第 209~211 页所示。本工程中水泵的外控启动不接入 BA 系统,由风冷热泵主机的控制箱接出信号线。
(2)根据风冷热泵设备附带操作指南,主机控制箱还应在空调回水管安装水流开关,并接入信号线。如图 2 所示,在 M3 端子排上,8 和 23 接点为水流开关,401 和 402接电外接水泵接触器,信号类型为无源干接点输入。
图2 现场主机控制箱接线端子实物图
(3)本工程空调水系统为主机定流量,负荷侧变流量运行,用户负荷变化时通过电动压差旁通阀调节供回水流量。电动压阀旁通阀为 24 V,需要提供电源。
空调系统设备试运转之前,对每台参与调试的设备(风机、水泵、制冷机组等)的电气主回路及控制回路进行检查,确保其各项性能指标(绝缘、相序、电流开关、容量、标识等)符合有关的调试要求,确保接线正确、供电可靠、控制灵敏,方可进行设备试运转。
(1)BA 控制系统:按照使用说明或规范核查仪表性能检验资料,刻度、量程、测量点的安装是否符合要求。
(2)螺杆式风冷热泵:通电预热 24 h,方可开机;开机应由厂家专业人员在场指导,各设备的开启和关闭顺序和时间应按厂家的要求整定。
该工程空调水系统选择压差旁通阀的调节方式,水泵一用一备。当末端负荷下降时,循环水量减少,多余水量经压差旁通阀流回制冷机,以防制冷机水流过小。由麦克维尔空调机组 MHS175 电气接线图可知,应根据阀前后的压差和流量选择合理的阀门管径、开度等。
安装时,监理应观察压差阀的高低压侧方向是否正确,测压点的位置是否满足要求等;调试时,监理必须核查电动压差旁通阀的接入电源电压,防止损坏电动驱动器(见图 3)。
图3 电动压差旁通阀接线图
根据空调水系统图,水泵入口为定压补水点,开式膨胀水箱在第 32 层,水泵在第 6 层,高度差 111 m,定压点静压 H=111 m,即 1.1 MPa。水泵扬程 32 m,运行时整个管路的最大压力 1.4 MPa,为水泵出水口。
该项目空调末端有 14 层,设计流量 6.5 m3/h,初始调节 14 个末端新风机组的电动平衡阀,从最不利点的末端开始,阀门开度调节至流量达到设计值,再依次向下初调第二个末端,通过整定各层末端阀门的开度(调整阻力系数),维持水力平衡,达到流量设计值。
将 BA 系统各控制器及动态平衡电动调节阀通电,进行参数的初始设定;调节好设定温度,将电动调节阀设成自动调节位置,使系统自动运行。经初步设定,动态平衡阀的流量在工作压差范围内维持不变。
该项目位于海口市,试运行时间在 4月中旬,室外环境32℃~36℃。风冷热泵主机启动后通过数字输出控制板,查看系统内部的运行参数并记录汇总(见表 2)。在制冷开启运行过程中,监理务必检查调试记录是否真实完整。
表2 制冷机运行参数记录表
新风机组的启动后,将 4 条支路风阀调至全开状态,各客房设置定风量阀,安装时调整阀门盘至设计值,调试时无需再作调整,从而大大减少调试工作量;只需对风管主干管四处的多叶调节阀开度进行调节,使 4 条支路的风量达到设计的比例。按照项目的实际情况,绘制系统单线透视图,标明风管尺寸、测点截面位置和送风口位置,标注设计的风量、风速和截面积。
空调新风机由 BA 系统远程控制,调试内容包含数字量/模拟量的输入测试、数字量/模拟量的输出测试、DDC 的功能测试、运行的可靠性测试和与送风设备的联动调试。
制冷主机冷冻水循环供回水温度 6℃/12℃,依次在制冷主机 25%、50%、75%、100% 负载时,每层新风机组通电通水启动,测定记录新风机组内盘管进出水温、水压降,新风温度、房间风口送风温度;开启每层新风机组,保持在风量平衡时的风阀状态,测定房间的送风温度,记录降温情况,计算降温速率,调整水系统流量;最后按设计工况判定是否符合标准。
参与空调系统调试的监理人员应当掌握与空调系统相关的电气及自动控制、水管系统、送风系统等专业知识;结合调试方案,提前做好技术准备和组织准备,协调电气、空调、智能化专业施工人员,检查调试前各分项施工内容、测量仪器等是否达到要求,并且注意以下事项。
(1)做好电气调试前的技术准备。由于大多数电气控制箱是非标产品,不同供应商的电气箱,其内接线模式各异,应注意对照随箱附带的电气图熟悉电气元件等。尤其在电机送电启动前,务必检查相序,以防反转。
(2)整个空调系统调试涉及空调、电气及智能化专业,监理在调试过程中应积极主动地协调专业间配合,调试方案交底详细,避免流于形式。由于设备采购商众多,施工人员在调试时难免会发生操作失误,造成设备故障;甚至界面不清,导致缺项。此时的监理就要充当沟通纽带,协调好专业间工作。
(3)督促施工单位做好调试记录,从记录的数据判断设备是否运行正常,达到设计要求后方可确认验收合格。
(4)调试过程是对设计、施工技术的最终检验。测量仪器操作、设备工作原理、控制逻辑、联动运行等技术知识是设计单位、施工单位、设备生产商等的智慧结晶。因此,监理必须严格要求自己,在专业技术和工程管理方面不局限于掌握调试方案、施工验收规范等。