通风空调系统几种重要性能指标调试方法的探讨.docx
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通风空调系统几种重要性能指标调试方法的探讨
通风、空调系统几种重要性能指标
调试方法的探讨
李 荆
青岛市建筑工程质量监督站
摘要:
主要介绍通风、空调系统在安装完毕以后,几种重要性能指标调试方法。
关键词:
通风、空调、调试
通风、空调系统在安装完毕以后,正式投入使用之前,需要进行测定与调整。
通过测定与调整,一方面可以发现系统设计、施工和设备性能等方面存在的问题,从而采取相应的措施保证系统达到设计要求;另一方面也可以使运行人员熟悉和掌握系统的性能和特点,并为系统的经济合理运行积累资料。
对于已经投入使用的空调系统,当出现问题时,也需要通过测定与调整查找原因,进行改进。
因此,对通风、空调系统的测定与调整是检查系统是否达到预期效果的重要途径。
这项工作可以应该由设计、施工、建设和使用单位联合进行,一旦发现问题可以协商解决。
如果系统经过测定与调整,完全达到设计要求和使用效果,应将有关资料整理归档。
1 空调水系统的调试
空调工程水系统应冲洗干净,不含杂物,并排除管道系统中的空气,系统连续运行应达到正常、平稳。
系统调整后,空调冷热水、冷却水总量测试结果与设计流量的 偏差不应大于10%
1.1 冷却水系统的调试
启动冷却水泵和冷却塔,进行整个系统的循环清洗,反复多次,直至系统内的水不带任何杂质,水质清洁为止,在系统工作正常的情况下,用流量仪测量冷却水的流量和供回水温度,并进行调节使之符合要求。
1.2 冷冻水系统的调试
冷冻水系统的管路长且复杂,系统内清洁度要求高,因此,在清洁时要求严格、认真。
冷冻水系统的清洁工作属封闭式的循环清洗,反复多次,直至水质洁净为止。
最后开启制冷机蒸发器、空调机组、风机盘管的进出水阀,关闭旁通阀,进行冷水系统管路的冲水工作。
在冲水时要在系统的各个最高点安装自动排气阀,进行排气。
2自动调节和监测系统的检验、调整与联动运行
通风与空调工程的控制和监测设备应能与系统的检测元件和执行机构正常沟通,系统的状态参数应能正确显示,设备联锁、自动调节器、自动保护应能正确动作。
2.1 系统投运前的准备工作
(1)室内校验:
严格按照使用说明书或其他规范对仪表逐台进行全面性能校验;
(2)现场校验:
仪表装到现场后,还需进行诸如零点、工作点、满刻度等一般性能校验。
2.2 自动调节系统的线路检查
(1)控制系统设计图纸与有关施工规程,仔细检查系统各组成部分的安装与连接情况。
(2)检查敏感元件安装是否符合要求,所测信号是否正确反应工艺要求,对敏感元件的引出线,尤其是弱电信号线,要特别注意强电磁场干扰情况。
(3)对调节器着重于手动输出、正反向调节作用、手动-自动的干扰切换。
(4)对执行器着重于检查其开关方向和动作方向,阀门开度与调节器输出的线性关系、位置反馈、能否在规定数值启动、全行程是否正常、有无变差和呆滞现象。
(5)对仪表连接线路的检查:
着重查错、查绝缘情况和接触情况。
(6)对继电信号检查:
人为地施加信号,检查被调量超过预定上、下限时的自动报警及自动解除警报的情况等,此外,还要检查自动联锁线路和紧急停车按钮等安全措施。
(7)各种自动计算检测元件和执行机构的工作应正常,满足建筑设备自动化(BA 、FA等)系统对被测定参数进行检测和控制的要求。
3空调房间室内参数的测定和调整:
3.1 室内温度和相对湿度的测定:
(1)室内温度、相对湿度波动范围应符合设计的要求。
舒适空调的温度、相对湿度应符合设计要求。
恒温、横湿房间室内空气温度、相对湿度及波动范围应符合设计规定。
室内温度、相对湿度的测定,应根据设计要求来确定工作区,并在工作区内布置测点。
一般舒适性空调房间应选择在人经常活动的范围或工作面为工作区。
恒温恒湿房间离围护结构0.5m,离地高度0.5~1,5m为工作区。
测点的布置:
(A)送、回风口处。
(B)恒温工作区内具有代表性的地点(如沿着工艺设备周围布置或等距布置)。
(C)室中心(没有恒温要求的系统,温、湿度只测此一点)。
(D)敏感元件处。
(e)测点数按表1确定。
表 1 温、湿度测点数
波动范围
室面积≤50㎡
每增加20~50㎡
△t=±0.5~±2℃
△RH=±5%~±10%RH
5
增加3~5
△t≤±0.5℃
△RH≤±5%RH
点间距不应大于2m点数不应少于5个
(2)有恒温恒湿要求的房间,室温波动范围按各测点的各次温度中偏离控制点温度的最大值,占测点总数的百分比整理成累积统计曲线,90%以上测点达到的偏差值为室温波动范围,应符合设计要求。
区域温差以各测点中最低的一次温度为基准,各测点平均温度与其偏差的点数,占测点总数的百分比整理成累积统计曲线,如90%以上测点的偏差值在室温波动范围内符合为设计要求.
相对湿度波动范围可按室温波动的原则确定.
3.2 室内静压差的测定
有压差要求的房间、厅堂与其他相邻房间之间的压差,舒适性空调正压为0~25Pa;工艺性的空调应符合设计的规定。
室内静压差的测定应在所有门窗关闭的条件下,由高压向低压、由里向外进行,检测时所使用的微压计,其灵敏度不应低于2.0Pa。
为了保持房间的正压,通常靠调节房间回风量和排风量的大小来实现。
3.3 室内噪声的测定
有环境噪声要求的场所,制冷、空调机组应按现行国家标准《采暖通风与空气调节设备噪声声功率级的测定-工程法》(GB9068)的规定进行测定,洁净室内的噪声应符合设计的规定。
空调房间噪声的测定,一般以房间中心离地面1.2高度处为测点,噪声测定时要排除本地噪声的影响.
3.4室内气流组织测定
气流组织的测定内包括:
室内气流流型和速度分布的测定。
(1)测定目的
(a)了解不同送风量和送风速度对气流流型和室内空气参数(主要是温度和工作区平均流速)的影响。
(b)有净化和超净要求的房间,了解室内气流流型对净化效果的影响。
(c)当室内空气参数不符合设计要求时,需要测定气流组织,以便找出原因,分析改进。
一般对于空调精度等级高于±0.50C的房间、洁净房间,以及对气流速有特殊要求的房间,需进行气流组织测定。
通常情况只需在测定空气状态时,在工作区各代表点上用热球风速仪测定气流速度。
测定值应满足u实≤u允许(u允许表示工作区允许的气流平均速度,u实表示工作区气流实测值。
)如果气流速度偏大,应调侧送风口的活动百叶或在风口下沿装挡板,使气流的贴附作用加强,防止气流直接或过早下跌、吹入工作区。
(2) 气流组织测点布置
根据房间尺寸(长、宽、高)及送风方式,按照一定比例画出横断面(平面)及纵断面(剖面)图。
在图中注明房间尺寸及送、回风口位置、标高,门窗及工艺设备位置等,并在图在布置测点,这种测点布置图可作为气流组织测定的记录图。
(a) 纵断面(剖面):
在送风射流轴线上布置测点。
测点间距一般为0.5m左右,在靠近顶棚、墙面和射流轴线可为0.25m左右,以增加测点数目。
(b) 横断面(平面):
在2m以下范围内选择若干水平面, 按等面积法(通常1㎡)均布测点,进行测定。
(c)气流流型测定
烟雾法:
将棉花球蘸发烟剂(如四氯化钛,四氯化锡等)放在送风口。
烟雾随气流在室内流动, 仔细观察烟雾流动的方向和范围。
这种方法虽简单易行,但准确性较差,只在初测时采用。
并且发烟剂具有腐蚀性,对于已投产或安装好工艺设备的房间禁止使用。
逐点描绘法:
在测杆头部绑上一只热球风速仪测头,并捆上一股细的合成纤维丝(直径10um左右)至于各断面的测点位置上。
在各断面上从上至下逐点进行测量(最好各测点测2次,取平均值)。
记录气流速度值,并且仔细观察纤维丝漂动的方向,可以确定各测点流速及流速方向,记录在图上,逐点描绘气流流型图,还可以进一步绘制射流速度衰减曲线。
通过以上的测定、观察、分析,可以对室内气流组织作出评价。
4 净化空调系统的测定与调整
室内净化空调系统应进行下列项目的测试:
4.1风量或风速的测试
(1)单向流洁净室采用室截面平均风速和截面积乘积的方法确定送风量,离高效过滤器0.3m垂直于气流的截面作为采样测试截面,截面上测点间距不宜大于0.6m测点数不应少于5个,用热球风速仪测的各测点的风速读数的算术平均值作为平均风速。
(2)室内各风口风量的测定可采用风口法或风管法确定送风量。
(a)风口法是在安装有高效过滤器的风口处,根据风口形状联接辅助风管进行测量,即用镀锌钢板或其他不产尘材料做成与风口形状及内截面相同,长度等于2倍风口长边尺寸的直管段,连接于风口外部.在辅助风管出口平面上,按最少测点数不少于6点均匀布置,使用热球风速仪测定各测点之风速,然后,以求取的风口截面平均风速乘以风口净截面积求取测定风量.
(b)对于风口上的风侧有较大的直管段,且已经或可以打开孔时可以用风管法测定风量.测定断面应位于大于或等于局部阻力部件前3倍管径或长边长,局部阻力部件后5倍管径或长边长的部位.
对于矩形风管,是将测定截面分割成若干个相等的小截面,每个小截面尽可能接近正方形,边长不应大于200mm应位于小截面中心,但整个截面上的测点数不宜少于3个.
对于圆形风管,应根据管径的大小,将截面划分为若干个面积相等的同心圆环,每个圆环测4点.根据管径确定圆环数量,不宜少于3个.
4.2 空气室内洁净度等级的测试:
室内空气洁净度等级必须符合设计规定的等级或在商定验收状态下的等级要求,高于等于5级的单向流洁净室,在门开启的状态下,测定距离门0.6m室内侧工作高度处空气的含尘浓度,亦不超过室内洁净度等级上限的规定.
(1) 检测仪器的选用,应使用采样速率大于1的光学粒子计数器,在仪器选用时应考虑粒径鉴别能力,粒子浓度适用范围和计数效率,仪表应有有效的标定合格证书。
(2)采样点的规定可见表2
表2 最低限度的采样点数表
测点数NL2 3 4 5 6 7 8 9 1
洁净区A(㎡) 2.1~6.0 6.1~12.0 12.1~20.0 20.1~30.030.1~42.042.1~56.056.1~72.072.1~90.090.1~110.0
注:
1在水平单向流时,面积A与气流方向呈垂直的流动空气截面的面积;
2最低限度的采样点数NL按公式NL=A0.5计算(四舍五入取整数).
采样点应均匀分布于整个面积内,并位于工作区的高度(距地坪0.8m水平面),或设计单位业主特指的位置.
(3)采样量的确定:
(a)每次采样量的最少采样量见表3;
表3 每次采样量的最少样量Vs(L)表
洁净度等级
粒径(um)
0.10.20.30.51.05.0
120008400----
220084019605680--
320841965682400-
4282057240-
5222624680
62222268
7---227
8-0--222
9---222
(b)每个采样点的最少采样时间为1,采样量至少为2;
(c)每个洁净室(区)最少采样次数为3次.当洁净区仅有一个采样点时,则在该点至少采样3次;
(d)对预期空气洁净等级达到4级或更洁净的环境,采样量很大,可采用14644-1附录规定的顺序采样法.
(4) 检测采样的规定:
(a)采样时采样口处的气流速度,应尽可能接近室内的设计气流速度;
(b)对单向流洁净室,其粒子计数器的采样管口应迎着气流方向;对于非单向流洁净室,采样管口宜向上;
(c) 采样管必须干净,连接处不得有渗漏.采样管的长度应根据允许长度确定,如果无规定时,不宜大于1.5;
(d) 室内的测定人员必须穿洁净工作服,且不宜超过3名,并应远离或位于采样点的下风侧静止不动或微动。
(5) 记录数据评价.空气洁净度测试中,当全室(区)测点为2~9点时,必须计算每个采样点的平均粒子浓度值、全部采样点的平均粒子浓度及其标准差,导出95%置信上限值。
(a) 每个采样点的平均粒子浓度应小于或等于洁净度等级规定的限值,见表4
表4 洁净度等级及悬浮粒子浓度限值
洁净度等级 大于或等于表中粒径D的最大浓度Cn(Pc/m3)
0.1um0.2um0.3um0.5um1.0um15.0um
1102----
210024104--
31000237102358-
4100002370102035283-
51000002370010200352083229
61000000237000102000352008320293
7---352000832002930
8---352000083200029300
9---352000008320000293000
注:
1本表仅表示了整数值的洁净度等级(N)悬浮粒子最大浓度的限值.
2对于非整数洁净度等级,其对应于粒子粒径D(um)的最大浓度值(Cn),应按下列公式计算求取.Cn=10n×(0.1/D)2.08
3洁净度等级定级的粒径范围为0.1~5.0um,用于定级的粒径径数不应大于3个,且其粒径有顺序级差不应小于1.5倍.
(b)全部采样点的平均粒子浓度的95%置信上限值,应小于或等于洁净等级规定的限值.即:
≤级别规定的限值
式中 N-室内各测点平均含尘浓度, N=∑Ci/n;
n-测点数
S-室内各测点平均含尘浓度N的标准差,
S= ;
t-置信度上限为95%时,单侧T分布的系数,见表5
表5 t系数
点数234567~9
T6.32.92.42.12.01.9
4.3 单向流洁净室截面平均速度,速度不均匀的检测:
(1) 清洁室垂直单向流和非单向流应选择距墙或围护结构内表面大于0.5m,离地面高度0.5~1.5m作为工作区,水平单向流以距送风墙或维护结构内表面0.5m处的纵断面为第一工作面,测定截面的测点数应符合表2的规定。
(2) 测定风速应用测定架固定风速仪,以避免人体干扰,不得不用手持风速仪测定时,手臂
应伸至最长位置,尽量使人体远离测头。
(3)室内气流流型的测定,宜采用发烟或悬挂丝线的方法,进行观察测量与记录。
然后,标在记录的送风平面的气流流型图上,一般每台过滤器至少对应1个观察点。
风速不均匀度β0按下列公式计算:
β0=S/V
式中V-各测点风速的平均值;
S-标准差。
(4)静压差的检测:
静压差的检测:
应在所有的门关闭的条件下,由高压向低压,由平面布置上与外界最远的里间房间开始,依次向外测定,检测时所使用的补偿微压计,其灵敏度不应低于2.0Pa。
有孔洞相通的不同等级相邻的洁净室,其洞口处应有合理的气流流向,洞口的平均风速大于等于0.2m/s时,可用热球风速仪检测。
为了保持房间的正压,通常靠调节房间回风量和排风量的大小来实现。
4.4 净化空调系统还应符合下列规
(1)单向流洁净室系统的系统总风量调试结果与设计风量的允许偏差为0~20%,室内各风口风量与设计风量的允许偏差为15%。
新风量和设计新风量的允许偏差为10%
(2)单向洁净室系统的室内截面平均风速的允许偏差为0~20%,且截面风速不均匀度不应 大于0.25。
(3)相邻不同级别洁净室之间和洁净室与非洁净室之间的静压差不应小于5Pa,洁净室与室外的静压差不应小于10Pa
(4)室内空气洁净度等级必须符合设计规定的等级或商定验收状态下的等级要求
(5)高于等于5级的单向流洁净室,在门开启的状态下,测定距离门0.6m室内侧工作高度处空气的含尘浓度,亦不超过室内洁净度等级上限的规定。
5 通风、空调系统风量的测试与调整
5.1风口或风管风量的测试方法
开机启动前,首先把各风管和风口处的调节阀放在全开的位置,而把三通阀放在中间位置(图6)。
空气处理室中各风阀也应放在实际运行的位置。
系统的总风量可以在风管内,各送、回风口处、空调箱内测定,或测定送、回风机全压值及转速,根据通风机性能曲线推算而得。
(1)下面介绍一般情况下在风管及风口处测定风量的方法。
风量计算公式为:
L=3600Fυρ m3/h
式中F- 测定处风管断面积,m2
υρ- 测定断面平均风速,m/s
图6 三通调节阀位置
(2)选择测定断面
测定断面一般应考虑设在气流均匀、稳定的直管段上,离开弯头、三通等产生涡流的局部构件有一定距离。
一般要求按气流方向,在局部构件之后4~5倍管径(D)(或长边a)、在局部构件之前1.5~2倍管径(D)(或长边a)的直管段上选择测定断面。
当受到条件限制时,此距离可适当缩短,但应增加测定位置,或采用多种方法测定进行比较,力求测定结果准确。
如图7所示。
图7 测定断面位置的确定 图8 矩形风管测点位置
(3)确定测点
在测定断面上各点的风速不相等,因此一般不能只以一个点的数值代表整个断面。
测定断面上测点的位置与数目,主要取决于断面的形状和尺寸。
显然,测点越多,所测得的平均风速值越接近实际,但测点又不能太多。
一般采取等面积布点法。
矩形风管测点布置如图8所示。
一般要求尽量划分为接近正方形的小方格,面积不大于0.05m2(即边长小于220mm的小方格),测点位小方格于的中心。
圆形风管测点布置如图9所示。
应将测定断面划分为若干面积相等的同心圆环,测点位于各圆环面积的等分线上,并且应在相互垂直的两直径上布置2个或4个测孔。
图9 圆形风管测点布置
图10 分环的关系图
风管中心到各测点的距离,可根据图10所示的关系列出下列等式求得。
式中 R─ 风管半径,m;
Rn ─ 第n个圆环的外半径,m;
Rn,z ─ 从风管中心到n环测点的距离,m;
n─ 从风管中心算起圆环的顺序号;
m─ 风管断面划分的圆环数,m取决于风管直径。
可按表11-1选用。
为了便于测定时确定测点位置,应将测点到风管中心的距离换算成测点到管壁测孔的距离,具体表7选用。
表7 圆形风管测定断面内各圆环的测点与管壁的距离
直径mm
测点号 圆环数(个)≤200200-400400-700>700
3456
10.1R0.1R0.05R0.05R
20.3R0.2R0.2R0.15R
30.6R0.4R0.3R0.25R
41.4R0.7R0.5R0.35R
51.7R1.3R0.7R0.5R
61.9R1.6R1.3R0.7R
71.8R1.5R1.3R
81.9R1.7R1.5R
91.8R1.65R
101.95R1.75R
111.85R
121.95R
(4)测定断面平均风速
为了求得断面上各测点的平均风速υρ(m/s),可以测定各测点的动压值Pdi
再求得与平均风速υρ(m/s)对应的动压值(即均方根动压)Pdp。
.
Pa
测定断面的平均风速为:
υρ= m/s
在现场测定中,测定断面的选择受到条件的限制,测定的动压值可能出现负值或零值,计算平均动压时,宜将负值当作零值处理,而测点数目应包括动压为负值及零值在内的全部测点。
(5)各种情况风量的测定
(a) 格栅风口与散流器风量的测定
当系统装有散流器或格栅风口时,风口处的气流一般比较复杂,涡流比较严重,而且气流呈偏斜状态,测量风量比较困难。
当风速仪在风口上稍微移动很小的距离,测量出的风速就相差很大,有时候即使风速仪固定在某一位置,仪器显示的风速照样不断跳动,测量误差肯定比较大。
因此选择一个比较准确、简便可行的测量方法显得非常重要。
某些资料介绍了两种方法,一种方法是使用叶轮风速仪在风口处按一定路线匀速移动三次,测得整个风口截面上的平均风速,取平均值。
另外一种方法,首先在实验室模拟现场条件,测量风口出口截面平均风速和喉部风速的比值,然后在现场测量测量风口出口截面平均风速,进而计算出实际风量。
这两种方法经过实践检验,难以准确测得风口出口截面平均风速,缺乏可行性。
某些资料还介绍了一种方法,就是在风口加装带轴流风机的罩,由于罩的阻力很小,调节轴流风机转速克服阻力非常困难,而且微压计很难测量这样小的阻力。
这种方法也缺乏可行性。
对于格栅风口与散流器,可采用在风口外加装短管的办法进行风量的测定,短管的长度约等于0.7~3倍风口大边长或直径,短管断面尺寸等于风口的断面尺寸。
经过理论计算,一般情况下每米短管的沿程阻力约为0.5~1Pa,增加的阻力几乎可以忽略不计,它对测量值的影响远远小于气流不稳对测量值的影响。
此时,短管出口气流已经变得比较平稳,可以直接测量风速。
测量方法前面已经介绍过。
对于带调节阀的百叶风口,由于调节阀对气流有较大影响,因此也可采用加短管的测量方法。
(b) 新风系统风量的测定
目前,中央空调最常用的系统形式是风机盘管加新风,其中,新风系统的送风方式有4种。
第一种新风直接送入室内,第二种新风送入吊顶内,第三种新风接入风机盘管送风管,第四种新风接入风机盘管回风箱。
对于前两种送风方式,可以直接在风口上测量风量。
对于第三种送风方式即新风管接入风机盘管送风管内,需将该系统所有的风机盘管的风速全部开到最高档,然后在新风管上测量新风量。
对于第四种送风方式即新风管接入风机盘管回风箱,需将该系统所有的风机盘管全部关闭,然后在新风管上测量新风量。
(c) 风机性能测定
风机风量的测定,应首先使用风速仪测量风机进口风量和出口风量,若进口风
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