蔡怡樺

目前，暖通空調(diào)工程檢測(cè)主要應(yīng)用于公共建筑的節(jié)能工程驗(yàn)收。根據(jù)《公共建筑節(jié)能驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB 50411-2019中的規(guī)定，每當(dāng)公共建筑工程驗(yàn)收前，需要對(duì)項(xiàng)目所使用的空調(diào)機(jī)組的系統(tǒng)風(fēng)量、各風(fēng)口的風(fēng)量、機(jī)組的水流量、室內(nèi)平均溫度等參數(shù)進(jìn)行抽查檢測(cè)，以保證空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，既保證節(jié)能環(huán)保又保證空調(diào)環(huán)境讓人體感覺舒適。這當(dāng)然是暖通空調(diào)工程檢測(cè)非常重要的使用領(lǐng)域，不過(guò)筆者認(rèn)為，暖通空調(diào)工程檢測(cè)更應(yīng)該應(yīng)用于對(duì)一些使用狀況不佳的空調(diào)系統(tǒng)的原因分析，并為空調(diào)系統(tǒng)的改造或改進(jìn)提供依據(jù)。

一、項(xiàng)目概況

本工程為某項(xiàng)目潔凈廠房工程，建設(shè)地點(diǎn)位于上海市浦東新區(qū)臨港地區(qū)，總建筑面積23069m2。廠房?jī)?nèi)主要工藝房間溫度要求為20℃±5℃，濕度要求為45%±15%，潔凈度等級(jí)為8～9級(jí)。

項(xiàng)目空調(diào)冷負(fù)荷為3580kW，熱負(fù)荷為2100kW。項(xiàng)目冷熱源選用4臺(tái)名義制冷量為913.7kW，名義制熱量為566.4kW的風(fēng)冷螺桿熱泵機(jī)組，主機(jī)設(shè)置于屋面?？照{(diào)水系統(tǒng)為兩管制系統(tǒng)，采用一級(jí)泵差壓旁通形式運(yùn)行，冷、熱水泵分別設(shè)置。冷、熱水泵均為4用1備，與熱泵機(jī)組采用連管的形式連接，流量與熱泵機(jī)組一一對(duì)應(yīng)。

潔凈空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)主要采用組合式空調(diào)機(jī)組+高效凈化機(jī)的形式。組合式空調(diào)機(jī)組安裝在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，主要滿足室內(nèi)和新風(fēng)的冷熱濕負(fù)荷，風(fēng)系統(tǒng)主要采用一次回風(fēng)+再熱的系統(tǒng)形式和二次回風(fēng)系統(tǒng)，機(jī)組除濕主要采用表冷除濕；高效凈化機(jī)安裝在側(cè)面夾墻內(nèi)主要滿足房間凈化所要求的換氣次數(shù)。其他空調(diào)區(qū)域風(fēng)系統(tǒng)主要采用風(fēng)機(jī)盤管（或吊頂式空氣處理機(jī)組）+新風(fēng)的形式。

該項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)于2018年安裝完畢，工藝設(shè)備尚未完全進(jìn)場(chǎng)。2018年冬季進(jìn)行了冬季工況的試運(yùn)行，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果較為理想。但是該空調(diào)系統(tǒng)于2019年6月進(jìn)行夏季工況試運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)主要凈化間均處于低溫高濕狀況，房間內(nèi)潔凈度滿足要求，溫度在18～20℃，相對(duì)濕度在62～74%，不能滿足工藝要求。

設(shè)計(jì)院、施工單位、設(shè)備廠家等多方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察后，發(fā)現(xiàn)冷凍水出水總管上溫度計(jì)顯示水溫為9℃左右，而熱泵機(jī)組顯示出水溫度為6.5～7.0℃。設(shè)計(jì)單位認(rèn)為風(fēng)冷熱泵廠家冷水出水溫度無(wú)法達(dá)到7℃是造成室內(nèi)濕度無(wú)法下降的主要原因，同時(shí)由于工藝設(shè)備未進(jìn)場(chǎng)，缺少對(duì)末端空氣的“再熱”也是形成“低溫高濕”的主要原因。而設(shè)備廠家認(rèn)為，自己設(shè)備的出水溫度是符合要求的。因此，總包單位委托我單位對(duì)整套空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估，找出問(wèn)題原因，并提出改造建議。

二、圖紙審查及現(xiàn)場(chǎng)勘察

在進(jìn)行檢測(cè)前，對(duì)整套空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行了圖紙審查以及現(xiàn)場(chǎng)勘察，同時(shí)與熱泵機(jī)組廠家、空調(diào)機(jī)組（包括自控）廠家技術(shù)人員溝通后，發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）現(xiàn)場(chǎng)潔凈室處于空態(tài)，冷負(fù)荷較小，所以運(yùn)行時(shí)僅開啟2套熱泵機(jī)組。

（2）1臺(tái)熱泵機(jī)組實(shí)際上為2臺(tái)機(jī)組拼接（成為一套熱泵機(jī)組），并且2臺(tái)機(jī)組獨(dú)立運(yùn)行和加/卸載。

（3）圖紙上，熱泵機(jī)組進(jìn)出口均設(shè)置電動(dòng)閥，且自控說(shuō)明中注明了連鎖聯(lián)動(dòng)，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際未安裝電動(dòng)閥門。整套制冷系統(tǒng)未設(shè)置群控系統(tǒng)。

（4）熱泵機(jī)組根據(jù)回水溫度控制啟停和加/卸載，無(wú)法控制出水溫度恒定。

由以上幾點(diǎn)可以初步解釋設(shè)計(jì)院和熱泵機(jī)組廠家對(duì)于冷機(jī)出水溫度的分歧?？照{(diào)冷源系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 空調(diào)冷源系統(tǒng)圖

由圖1可以看出，當(dāng)末端負(fù)荷較小時(shí)，回水溫度較低，部分機(jī)組會(huì)自動(dòng)停止工作，但是由于水泵不會(huì)連鎖停止并且水路依然是流通的，部分冷凍回水未經(jīng)過(guò)制冷就會(huì)直接和運(yùn)行機(jī)組出口的低溫冷凍水混合形成“混水”。舉例來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)負(fù)荷較低，回水溫度為10℃，系統(tǒng)僅開啟了3#、4#機(jī)組。這時(shí)，3#、4#機(jī)組出水溫度為7℃，而1#、2#機(jī)組由于水路依然連通，10℃的回水經(jīng)過(guò)機(jī)組未經(jīng)冷卻，依然為10℃出水，經(jīng)混合后，出水溫度可能為8.5℃甚至更高。

三、方案制定

委托方要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面排查，找出所有影響夏季空調(diào)除濕效果的問(wèn)題；同時(shí)工期較為緊張，客戶要求一周內(nèi)能得到檢測(cè)分析的結(jié)果。通常，筆者認(rèn)為影響空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果的原因，主要從四大方面去分析：冷源、輸配、末端、自控。

對(duì)于本項(xiàng)目，一方面由于該冷源系統(tǒng)未安裝群控系統(tǒng)，另一方面自控系統(tǒng)的檢測(cè)也相對(duì)復(fù)雜，因此在客戶提供檢測(cè)周期較短的情況下，檢測(cè)工作方針為“以冷源和末端為主，兼顧輸配系統(tǒng)”；至于自控方面，主要以和自控廠家溝通控制邏輯進(jìn)行了解，并結(jié)合空調(diào)風(fēng)、水系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析。

（1）冷源：由于項(xiàng)目起初的主要矛盾點(diǎn)就在于熱泵機(jī)組的出水溫度，因此首先需要對(duì)熱泵機(jī)組出水溫度進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，對(duì)冷凍水的干管總流量和熱泵機(jī)組的運(yùn)行功率（包括COP）進(jìn)行檢測(cè)。這里必須要注意的是，由于上述提到的“混水”會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的出水溫度，要確定機(jī)組是否真正達(dá)到要求，就必須消除“混水”造成的影響。因此測(cè)試時(shí)，要求施工方配合，對(duì)熱泵機(jī)組進(jìn)行逐臺(tái)檢測(cè)。同時(shí)，關(guān)閉不開啟的熱泵機(jī)組所對(duì)應(yīng)的水泵和熱泵機(jī)組進(jìn)出口的蝶閥。同時(shí)，末端也僅開啟必要的機(jī)組，使末端的負(fù)荷比配一臺(tái)熱泵機(jī)組的冷量。

（2）末端：末端主要檢測(cè)對(duì)象是組合式空氣處理機(jī)組。組合式空氣處理機(jī)組的性能主要就是空氣動(dòng)力性能和換熱性能，因此本次檢測(cè)的主要參數(shù)是空調(diào)機(jī)組的風(fēng)量（包括送風(fēng)量、新風(fēng)量、回風(fēng)量）、機(jī)外余壓、供冷量、除濕量、再熱量。其中，空調(diào)機(jī)組風(fēng)量和機(jī)外余壓為直接測(cè)量獲得；供冷量、除濕量和再熱量，均通過(guò)空調(diào)各功能段內(nèi)空氣的焓差計(jì)算求得。典型的空調(diào)機(jī)組內(nèi)溫濕度測(cè)點(diǎn)布置見圖2。委托方指定了8臺(tái)機(jī)組進(jìn)行以上參數(shù)的檢測(cè)。檢測(cè)空調(diào)機(jī)組的同時(shí)，也對(duì)8臺(tái)空調(diào)機(jī)組所服務(wù)的房間的溫度濕度進(jìn)行檢測(cè)。

圖2 空調(diào)機(jī)組溫濕度測(cè)點(diǎn)布置圖

（3）輸配：輸配系統(tǒng)主要檢測(cè)空調(diào)水流量到末端后是否分配均勻，同時(shí)也檢測(cè)空調(diào)水流到末端后水溫是否達(dá)到要求。

四、檢測(cè)結(jié)論及建議

1.空調(diào)冷源

關(guān)于空調(diào)冷源的檢測(cè)結(jié)論及建議如下：

（1）結(jié)論：當(dāng)沒有“混水”的不利因素時(shí)，熱泵機(jī)組出水溫度可達(dá)到7℃甚至更低，但是出水溫度不恒定，在6.5～8.0℃范圍內(nèi)波動(dòng)。

（2）建議：由于工藝空調(diào)對(duì)于空調(diào)供水水溫要求較為嚴(yán)格，原則上不應(yīng)有太大波動(dòng)，可更換熱泵機(jī)組，使其出水溫度恒定。同時(shí)，群控系統(tǒng)對(duì)于多臺(tái)冷機(jī)組成的制冷系統(tǒng)至關(guān)重要，必須增設(shè)群控系統(tǒng)。

2.空調(diào)機(jī)組

關(guān)于空調(diào)機(jī)組的檢測(cè)結(jié)論及建議如下：

（1）結(jié)論：被檢測(cè)的8臺(tái)空調(diào)機(jī)組中，除K1-19外，風(fēng)量基本滿足設(shè)計(jì)要求；由于室內(nèi)負(fù)荷較低，供冷量和除濕量均小于設(shè)計(jì)值，但機(jī)組表冷后干球溫度基本在11.6～12.8℃內(nèi)，絕對(duì)濕度在7.45～8.14g/kg干空氣范圍內(nèi)，這幾乎是供回水為7/12℃的空調(diào)機(jī)組冷凍除濕后空氣的極限數(shù)值了，若室內(nèi)取23℃，55%，室內(nèi)絕對(duì)濕度大約為9.63g/kg干空氣，據(jù)了解正常工況下室內(nèi)濕負(fù)荷不高，因此認(rèn)為送風(fēng)濕度是符合要求的，空調(diào)機(jī)組換熱性能也是正常的。

（2）檢測(cè)K1-19機(jī)組后發(fā)現(xiàn)，該機(jī)組送風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于回風(fēng)與新風(fēng)量的和，且送風(fēng)靜壓遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，同時(shí)該空調(diào)所服務(wù)的房間負(fù)壓較高。初步判定為該空調(diào)機(jī)組送風(fēng)段有堵塞或閥門異常關(guān)閉。對(duì)此建議為，對(duì)K1-19機(jī)組送風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管段進(jìn)行排查。

3.房間溫濕度

關(guān)于房間溫濕度的檢測(cè)結(jié)論及建議如下：

（1）結(jié)論：被檢測(cè)的8個(gè)潔凈室中，室內(nèi)溫度17.5～19.3℃，相對(duì)濕度65.8～75.3%，查焓濕圖可以發(fā)現(xiàn)，絕對(duì)濕度為8.73～10.26g/kg干空氣。部分房間絕對(duì)濕度達(dá)到要求，可以通過(guò)提高再熱量使室內(nèi)溫濕度達(dá)標(biāo)，部分房間絕對(duì)濕度依然偏大。

（2）拓展結(jié)論：綜合分析空調(diào)機(jī)組送風(fēng)溫濕度和房間室內(nèi)溫濕度后發(fā)現(xiàn)，有部分房間送風(fēng)的絕對(duì)濕度要低于房間的室內(nèi)絕對(duì)濕度。例如K1-13，服務(wù)于某實(shí)驗(yàn)大廳，將送風(fēng)點(diǎn)O和室內(nèi)點(diǎn)N在焓濕圖上畫出，見圖3。

圖3 K1-13送風(fēng)與室內(nèi)溫濕度實(shí)測(cè)圖（h-d）

從圖3中可以看出，該房間的實(shí)際熱濕比線傾斜，即該房間內(nèi)有散濕源。然而，檢測(cè)時(shí)室內(nèi)不應(yīng)有人或設(shè)備形成的大量濕負(fù)荷，因此造成這個(gè)結(jié)果的原因可能還需進(jìn)一步判斷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解及判斷，可能造成的原因有：①吊頂上方風(fēng)管保溫不嚴(yán)導(dǎo)致結(jié)露，冷凝水透過(guò)吊頂滲入室內(nèi)；②測(cè)試時(shí)，房間未控制正壓，走廊內(nèi)熱濕空氣滲入室內(nèi)。

4.輸配系統(tǒng)

關(guān)于輸配系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)論及建議如下：

（1）結(jié)論：當(dāng)僅開啟一套冷源系統(tǒng)（一臺(tái)熱泵機(jī)組+一臺(tái)水泵）和對(duì)應(yīng)的末端（9臺(tái)潔凈空調(diào)機(jī)組，負(fù)荷與主機(jī)對(duì)應(yīng)）時(shí)，空調(diào)末端水流量均低于設(shè)計(jì)值較多。同時(shí)，抽測(cè)了數(shù)臺(tái)未開啟的空調(diào)箱，和未開啟末端的支干管，發(fā)現(xiàn)依然有較高的水流量。末端設(shè)備供水溫度基本在6.5～8.2℃。

（2）根據(jù)以上可以判定，空調(diào)水管保溫質(zhì)量良好，空調(diào)水熱損失較小。但是空調(diào)存在電動(dòng)水閥未關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)的情況，導(dǎo)致空調(diào)冷凍水流入未運(yùn)行的設(shè)備后又流回到主機(jī)，造成浪費(fèi)以及運(yùn)行的空調(diào)水流量不夠。因此建議為，核查水路閥門，并進(jìn)行水系統(tǒng)平衡調(diào)整。

五、總結(jié)

綜上所述，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)可能存在多種問(wèn)題并存時(shí)，應(yīng)該采用“控制變量”的思維模式，消除其他可能影響檢測(cè)對(duì)象結(jié)果的因素。例如，在這個(gè)項(xiàng)目中，當(dāng)主機(jī)缺少群控而產(chǎn)生“混水”，影響出水溫度時(shí)，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)的辦法，是主機(jī)單臺(tái)運(yùn)行，測(cè)定其供水溫度；當(dāng)空調(diào)機(jī)組由于輸配的原因，導(dǎo)致水流量不夠時(shí)，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，使水流量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80～120%，再分析空調(diào)機(jī)組的換熱性能。