摘要：空調(diào)工程建成后，通過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)，或者運(yùn)行數(shù)年后，達(dá)不到原設(shè)計(jì)的要求，需要提出改造或改進(jìn)措施，這是工程技術(shù)人員經(jīng)常接觸的任務(wù)。本文對(duì)若干密集型生產(chǎn)車(chē)間的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)查結(jié)果顯示：有較多的車(chē)間新鮮空氣量嚴(yán)重不足；空氣過(guò)濾器嚴(yán)重積塵；換氣次數(shù)下降；溫濕度偏離設(shè)計(jì)要求；冷卻水贓污結(jié)垢致使系統(tǒng)失效。對(duì)于這些實(shí)際工程中的常見(jiàn)故障，通過(guò)理性分析究其原因，用以引起設(shè)計(jì)者和管理者的重視。

　　關(guān)鍵字：室內(nèi)正壓 平衡點(diǎn) 滲透空氣量 壓力特性 污垢熱阻

　　1 第一類常見(jiàn)故障———新鮮空氣量嚴(yán)重不足

　　這類故障多見(jiàn)于工業(yè)空調(diào)中。

　　例1.某電子產(chǎn)品裝配車(chē)間空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行至今逾10年。據(jù)管理者反映，夏季車(chē)間空調(diào)品質(zhì)逐年惡化，現(xiàn)今干球溫度經(jīng)常超過(guò)30℃，相對(duì)濕度在70% 以上。最使操作工難以忍受的是新鮮空氣量嚴(yán)重不足，去年曾出現(xiàn)工人昏厥中暑在車(chē)間。

　　例2.某顯示器裝配老化車(chē)間，工人反映投產(chǎn)5年來(lái)，上班總感到氣悶難受。

　　分析這類車(chē)間的特點(diǎn)是，車(chē)間面積較大，工藝設(shè)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(yùn)輸通道）。

　　密集型的工業(yè)空調(diào)新鮮空氣的重要性，在《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 19-87）第5.3.8條明確要求“…… 或保證每人不小于30CMH的新風(fēng)量的最大值確定”，對(duì)于這一基本要求，設(shè)計(jì)方案都予以考慮了。然而，要在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行后能有效地引入新鮮空氣（尤其在人員密集的車(chē)間）卻需要在系統(tǒng)上進(jìn)行研究。

　　工業(yè)空調(diào)最常見(jiàn)的系統(tǒng)型式如圖1所示

　　這種單風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)不設(shè)置獨(dú)立的排風(fēng)，省電、省地、省設(shè)備，被多數(shù)業(yè)主所接受。這種系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從理論上講有兩點(diǎn)必須控制好。

　　1.1 室內(nèi)正壓△P

　　系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于新風(fēng)Lw的吸入，室內(nèi)空氣壓力增加，當(dāng)增加的△P足以通過(guò)窗縫、門(mén)縫滲透到室外的空氣量Lp=Lw時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到了空氣的平衡，此時(shí)的△P為室內(nèi)的正壓值，一般設(shè)計(jì)采用△P=5~10Pa，按作用壓差法室內(nèi)的滲透空氣量可用下式計(jì)算

　　1.2 室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)的混合點(diǎn)O

　　O點(diǎn)被稱為回風(fēng)和新風(fēng)的平衡點(diǎn)。該點(diǎn)的控制是通過(guò)A、B風(fēng)閥的調(diào)節(jié)完成的。

　　圖1系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力特性可用 圖2表示

　　O為大氣壓力線，△P～△P為室內(nèi)正壓線，ab為送風(fēng)管的壓力降， △Hs為送風(fēng)口的壓降，△Hh為回風(fēng)口的壓降。Cd 為回風(fēng)管壓降，de為空調(diào)箱壓降。 d點(diǎn)處于負(fù)壓狀態(tài)，由于負(fù)壓值O‘d的存在，大氣被吸入混合箱內(nèi)。

　　以上描述是設(shè)計(jì)意圖與運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際效果達(dá)到一致時(shí)，則此空調(diào)系統(tǒng)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。但是對(duì)于密集型的工業(yè)廠房，由于操作人員眾多，新風(fēng)的需要量較大，而滲透空氣量是由不定因數(shù)的窗縫所左右，因而新鮮空氣量供應(yīng)不足現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這是工業(yè)廠房中常見(jiàn)的故障。

　　例1的原設(shè)計(jì)資料為：裝配車(chē)間面積為4320㎡，層高為4.5M，設(shè)計(jì)風(fēng)量為164600CMH，操作人員800余人，按每人30m3/h計(jì)，新風(fēng)量占設(shè)計(jì)風(fēng)量的15%，即24610CMH，無(wú)單獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)室內(nèi)正壓為10Pa，系統(tǒng)的流程如圖1所示。分析其主要原因是車(chē)間排風(fēng)不暢，導(dǎo)致室內(nèi)正壓升高，降低了新風(fēng)的供應(yīng)量，并計(jì)算如下。

　　根據(jù)式1，為保證車(chē)間正壓值10Pa，其縫隙長(zhǎng)度應(yīng)為：

　　由于車(chē)間的氣密性較好，其縫隙長(zhǎng)度僅為設(shè)計(jì)的1/2強(qiáng)，約為3000m，為了達(dá)到空氣量的平衡，室內(nèi)將自動(dòng)地升高其正壓值，根據(jù)式（1）

　　參看圖2，由于室內(nèi)正壓的提高，在風(fēng)機(jī)風(fēng)壓變化不大的情況下，相當(dāng)于大氣壓線O‘～ O’下降至O“～ O”虛線所示，而負(fù)壓值O‘d減為O“d ，因而必然降低新鮮空氣量的吸入，這是導(dǎo)致新風(fēng)減少的理論根據(jù)，也就必然反映到實(shí)際工程中去。

　　同時(shí)，室內(nèi)過(guò)高的正壓值，將造成風(fēng)機(jī)流量的降低，減少了對(duì)車(chē)間的供冷量，使車(chē)間的溫度升高。因而即使開(kāi)大風(fēng)閥A（見(jiàn)圖1）增加新風(fēng)的吸入使車(chē)間內(nèi)保持風(fēng)量平衡，但溫度的升高是不可避免的。唯一的解決途徑是設(shè)置車(chē)間的排風(fēng)系統(tǒng)。有了排風(fēng)系統(tǒng)可以避免不定因素縫隙的影響，根據(jù)設(shè)計(jì)要求靈活地控制風(fēng)量平衡和熱量平衡，提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

　　排風(fēng)系統(tǒng)就應(yīng)負(fù)擔(dān)24610 CMH-12950 CMH = 11660 CMH的排風(fēng)量。有了排風(fēng)系統(tǒng)，室內(nèi)正壓是非常容易控制的。

　　近年來(lái)不少資料闡述，空調(diào)工程應(yīng)重視排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，避免單純靠室內(nèi)正壓無(wú)組織進(jìn)行排風(fēng)的弊端，其原因即在于此。

　　2 第二類常見(jiàn)故障———冷卻水系統(tǒng)失效；表冷（加熱）器嚴(yán)重積塵這是普遍存在而又疏于重視的問(wèn)題。

　　2.1 冷卻水贓污結(jié)垢對(duì)系統(tǒng)的影響

　　某工程設(shè)計(jì)，冷卻水為一機(jī)一泵一塔的開(kāi)式系統(tǒng)，冷卻水必須與大氣進(jìn)行熱濕交換，因此水質(zhì)極易惡化。雖然有5% 以上的補(bǔ)充水，但水管、塔、主機(jī)冷凝器贓污結(jié)垢現(xiàn)象必然存在。系統(tǒng)雖設(shè)置了除污過(guò)濾器，但長(zhǎng)期不予清理，而大大影響了冷卻水的交換效率。

　　冷卻水系統(tǒng)的換熱能力：

　　對(duì)于臥式肋管冷凝器，若以外表面為基準(zhǔn)的水冷式冷凝器，其傳熱能力的計(jì)算應(yīng)用下式：

　　若對(duì)冷卻塔的循環(huán)水不進(jìn)行處理，則水側(cè)污垢熱阻最小值（不計(jì)水中鈣鎂離子濃縮后的沉淀）也要達(dá)到Rf =0.0005m²·k/w， 將式中的Rf=0.00018改成Rf=0.0005，其他數(shù)值不變，則其計(jì)算結(jié)果為k=3180.0005m²·k/w，傳熱能力下降了46% .

　　這是導(dǎo)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(guò)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(yùn)行。

　　2.2 表冷（加熱）器積塵對(duì)換熱能力的影響

　　空調(diào)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(diào)水系統(tǒng)及空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)兩方面。一般空調(diào)水均采用閉式系統(tǒng)，如果不是滲漏的原因，不會(huì)有補(bǔ)充水的需求，因此，相比冷卻水而言，水的臟污結(jié)垢程度要輕得多。而表冷器風(fēng)側(cè)的情況就完全不同。

　　例1工程的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)自運(yùn)行近10年，從未清掃過(guò)，過(guò)濾器亦從未更換過(guò)。當(dāng)過(guò)濾器的阻力超過(guò)其終阻力后，使循環(huán)風(fēng)量逐年下降，車(chē)間溫度上升，于是簡(jiǎn)單地將過(guò)濾器拆除。由于表冷（加熱）器得不到保護(hù)，而新回風(fēng)混合空氣中的塵埃粒子無(wú)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(jì)算表冷器換熱能力的典型公式

　　由于肋片多為鋁片或銅片，同時(shí)，對(duì)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(jì)。于是計(jì)算表冷器的公式多用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)并整理成以下的形式

　　3 結(jié)論

　　對(duì)于密集型生產(chǎn)車(chē)間必須重視排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于人員是基本固定的，新風(fēng)量也是固定的，因此在有條件時(shí)可以考慮雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)；無(wú)條件時(shí)可以采用分散的排風(fēng)措施。

　　要重視冷卻水的設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理。設(shè)計(jì)中可以采用1％～5％的旁濾式機(jī)械過(guò)濾器（級(jí)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(guò)濾器。對(duì)于電子裝配車(chē)間的新回風(fēng)，可采用G4 型初效過(guò)濾器較為合適（對(duì)于舒適性空調(diào)可采用G3型），并設(shè)壓差報(bào)警裝置，以示定期更換過(guò)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(fēng)機(jī)的高效工作點(diǎn)，以發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)的正常作用。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 清華大學(xué)等校。 空氣調(diào)節(jié)。 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1981

　　2 彥啟森。 空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)。 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1985

　　3 錢(qián)以明。 高層建筑空調(diào)與節(jié)能。 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社， 1990

　　4 中國(guó)電子工業(yè)設(shè)計(jì)院。 空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)， 北京：

　　中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1983

　　5 W.P.Jones. Air Conditioning Engineering. Glasgow： Preat Britain by Bell and Bain Ltd. 1973