空调工程改造过程中的理性分析

1 第一类常见故障———新鲜空气量严重不足

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，夏季车间空调品质逐年恶化，现今干球温度经常超过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重不足，去年曾出现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，上班总感到气闷难受。

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㎡（包括运输通道）。

密集型的工业空调新鲜空气的重要性，在《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ 19-87）第5.3.8条明确要求…… 或保证每人不小于30CMH的新风量的最大值确定，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（尤其在人员密集的车间）却需要在系统上进行研究。

这种单风机的运转系统不设置独立的排风，省电、省地、省设备，被多数业主所接受。这种系统的正常运转，从理论上讲有两点必须控制好。

1.1 室内正压△P

系统开始运转后，由于新风Lw的吸入，室内空气压力增加，当增加的△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=5~10Pa，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 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

为大气压力线，△P～△P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，由于负压值O’d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一致时，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，由于操作人员众多，新风的需要量较大，而渗透空气量是由不定因数的窗缝所左右，因而新鲜空气量供应不足现象时有发生，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。分析其主要原因是车间排风不畅，导致室内正压升高，降低了新风的供应量，并计算如下。

参看图2，由于室内正压的提高，在风机风压变化不大的情况下，相当于大气压线O’～ O’下降至O”～ O”虚线所示，而负压值O’d减为O”d ，因而必然降低新鲜空气量的吸入，这是导致新风减少的理论根据，也就必然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，减少了对车间的供冷量，使车间的温度升高。因而即使开大风阀A(见图1)增加新风的吸入使车间内保持风量平衡，但温度的升高是不可避免的。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免不定因素缝隙的影响，根据设计要求灵活地控制风量平衡和热量平衡，提高空调系统运转的经济性。

排风系统就应负担24610 CMH-12950 CMH = 11660 CMH的排风量。有了排风系统,室内正压是非常容易控制的。

近年来不少资料阐述，空调工程应重视排风系统的设计，避免单纯靠室内正压无组织进行排风的弊端，其原因即在于此。

2 第二类常见故障———冷却水系统失效；表冷(加热)器严重积尘

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，冷却水必须与大气进行热湿交换，因此水质极易恶化。虽然有5% 以上的补充水，但水管、塔、主机冷凝器赃污结垢现象必然存在。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，；（若带油情况不严重此项可以忽略）

———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， 。

若对冷却塔的循环水不进行处理，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原因所在，因而在操作管理上不仅要处理（过滤等），还要定期换水，以减少水中钙镁离子的浓缩，才能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，如果不是渗漏的原因，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。而表冷器风侧的情况就完全不同。