白天鹅宾馆末端压差式空调冷冻水的平衡

黄建麟，彭崇波，刘　阳

( 广东省工业设备安装有限公司，广州 510080 )

白天鹅宾馆末端压差式空调冷冻水的平衡

黄建麟，彭崇波，刘阳

( 广东省工业设备安装有限公司，广州 510080 )

[摘要]通过广州沙面白天鹅宾馆机械压差式空调冷冻水的水力平衡的调试描述，说明此类空调工程冷冻水流量的设计特点与调试难点。通过阀门操作试验、系统扬程检测、需求流量校核、划分调试模块、现场压差测量等对冷冻水作使用平衡；对问题作技术分析，采取管路清理与降低水阻等办法处理。现代高级酒店空调建筑较多，此文对此类空调的水量平衡调试有一定的参考作用。

[关键词]静态平衡阀；机械压差式平衡阀；流量与特性；设计修改流量；划分调试模块；流量偏差；最不利环路；压差芯轴调整

收稿日期：2015-6-30；修回日期：2015-7-9

作者简介：黄建麟(1974-)，男，高级工程师，主要从事暖通空调工程施工管理。Email：huangjl2013@163.com

文章编号：ISSN1005-9180(2015)04-065-06

[中图分类号]TU831[文献标示码]B

doi:10.3696/J.ISSN.1005-9180.2015.04.012

Abstract：Through a description of Guangzhou Shamian Island White Swan Hotel′s mechanical differential pressure type air conditioning chilled water hydraulic balance debugging,indicating that this kind of air conditioning chilled water flow design features and debugging difficulty.Through the valve operation test,system head detection,traffic demand check,adjustable module is divided,field differential pressure measurement to balance chilled water;take pipeline cleaning and reduce water barrier approach to the problem.Modern advanced hotel air conditioning building is more,this paper has a reference in the adjustment of the water balance of the chilled water.

AC Chilled Water Balance by Terminal Pressure

difference of White Swan Hotel

HUANG Jianlin，PENG Congbo，LIU Yang

( Guangdong industrial equipment installation limited company，Guangzhou 510080 )

Keyword:Static balance valve；Mechanical differential pressure balance valve；Flow and characteristic；Design change flow；Dividing the debug module；Flow deviation；The most unfavorable loop；Pressure difference core shaft

1概述

位于广州市沙面的白天鹅宾馆为广州市首个五星级酒店；除工程主体外，外墙、机电、装修、园林等专业更新改造；工程总面积10.5万㎡，建筑高度98m，地上31层，地下1层。主楼由塔楼和裙楼组成，首层至4层为裙楼，为酒店大堂、餐饮、商铺、办公及会议；5至30层为客房层，2夹层及27夹层为设备层。

宾馆空调系统自1983年投入运行，经30年运行，已出现设备老化、效率下降，故障增加等问题，根据其“建设成为广州第一家国际化白金五星级酒店”的改造目标，空调系统作全面改造。

2系统介绍及水平衡措施

空调制冷主系统组成：3台2462kW(700RT)及2台1231kW(350RT)冷水机组[合9848kW(2800RT)]，8台横流式冷却塔，5台冷冻水泵和5台冷却水泵，若干台风柜和风机盘管。冷冻供、回水温度为7℃/15℃。从运行管理、使用时间、水系统水力平衡等方面考虑，冷冻水分成四个环路：客房、餐饮、大堂、商业(详见图1)。

冷冻水水力平衡措施：

(1)各支路末端设置静态平衡阀(下称静态阀)和机械压差式平衡阀(下称压差阀)；共172套；安装方式见图2。

(2)风柜水压降≤40kPa，平衡阀最大流量压降≤10kPa。

图1　冷冻水环路图

(3)风柜回路设置流量计；详见图2。

(4)水平衡率≤10%。

3产品选型

工程选用丹佛斯静态平衡阀和机械压差式平衡阀组，如图3。

图2　末端平衡阀组布置图

图3　平衡阀组安装实物图

静态阀主要用于测量流量并具有切断功能；压差阀用于运行时根据供回水间压差机械式自动调节阀门开度，实现流量基本恒定。如图4、5。

该品牌压差阀调节弹簧可调压力等级分为20～40、35～75、65～100kPa；根据本项目的安装楼层、位置等选用后两种型号阀门组。

图4为DN65静态阀流量与特性。

平衡阀组操作流程如下：

(1)转动静态阀旋钮至阀门前后压差约为3～5kPa；从旋体上读取阀门开度。

(2)按流量特性图查取阀门KV值。

(3)从测量仪表读取阀门流量值；或可从流量图查出流量值，如图4、6。

(4)用专用工具转压差阀芯轴，调整压差阀压差值；实现流量基本恒定。

图4　DN65静态平衡阀流量图

图5　机械压差式平衡阀结构图

图6　流量测量实照

如图5，压差阀为弹簧机械自动可调性；可通过调节设定芯轴设置阀门压差；用于保持恒定的设定压差：回水管的压力作用在控制膜片⑥的下侧，通过脉冲管⑤，供水管的压力作用在膜片的上侧；通过转动设定芯轴②调节弹簧④，以保持设定的压差。

4现场调试

4.1调试思路

本项目空调装机负荷为9848kW(2800RT)，各末端负荷总和为140710kW(4000RT)；末端负荷大于装机负荷，设计上考虑该末端同时使用率约为40%。需按照使用区域划分调试模块。

4.2动力保证

冷冻水平衡调试前，须保证系统的水泵扬程能克服管路最不利点末端水阻。系统泵组为并联组合，选择最不利回路检查系统的动力与压差。

以“大堂DN125”支路(属异程式布置)作测试，打开静态阀、关闭压差阀脉冲管；结果如表1。

表1“大堂DN125”支路AHU流量表(未平衡)(单位：m3/h)

编号楼层设备编号铭牌流量实际流量12AHU-1-2-57.76.621AHU-1-1-515.518.331AHU-1-1-318.515.041AHU-1-1-428.631.251AHU-1-1-211.612.9

(注：启用两台水泵，水泵流量合123.3 m3/h)

由表1可知：该支路AHU流量基本可满足要求。系统可平衡。

4.3设计校核

调试前，按安装实物核对设计图纸、补充设计变更、产品参数更改等资料；设计单位应按实际使用要求制定各区域、末端的冷冻水流量参数。如：对宴会厅等区域性，考虑到实际使用时的室内温度一般为23℃(设计温度为26℃)，故调试流量会增加；而客房末端风机盘管，原设计参数已考虑富余量，其调试流量可减少。如表2。

表2末端冷冻水流量调试设计修改(部分)(单位：m3/h)

支路楼层设备/编号铭牌(原设计)流量调试流量“餐饮”1PAU-1-1-110.210.0“餐饮”2AHU-1-2-414.718.2“餐饮”3AHU-1-3-112.314.0“客房”3～27FCU6000.480.44“客房”3～27FCU8000.640.57

图7　调试模块划分图

4.4划分模块

如图7，按冷冻水分路特点，按使用功能、分布位置等划分若干调试模块：

(1)“餐饮DN300”回路包含首至四层，又分为“裙楼1至4支路”及部分风机盘管回路；将其分为“调试模块1至3”。

(2)“客房DN250”回路包含“2J夹、3～15层、16～27层及27J夹”，按其管径大小、末端设备、开房特点等，将其分为“调试模块4至7”。

(3)“大堂DN125”与“商业DN125”回路各独立为一个调试模块。

4.5平衡调试

对模块1至7作初步水力平衡调试，得出表3和表4。其中“压差”为关闭静态阀后，该阀前后的压力差。

表3“客房DN250”支路末端流量平衡表

模块编号楼层设备/编号管径静态阀开度(圈)动态阀压差(kPa)调试流量(m3/h)实际流量(m3/h)偏差(%)压差(mH2O)427JPAU-27J-8DN655406.76.93%10.4427JPAU-27J-22DN655707.57.4-1%9.9516～27FCU-13DN655406.847.25%9.4516～27FCU-18DN655406.846.5-5%10.363～15FCU-21DN505554.284.43%10.963～15FCU-08DN656508.047.6-5%8.972JPAU-2J-6DN655758.47.6-10%10.672JPAU-2J-16DN655359.49.73%11.3

表4“餐饮DN300”支路末端流量平衡表(1)

模块编号楼层设备/编号管径静态阀开度(圈)动态阀压差(kPa)调试流量(m3/h)实际流量(m3/h)偏差(%)压差(mH2O)14JAHU-1-4J-2DN655759.92.5-75%11.213AHU-1-3-1DN6557514.07.0-50%13.322AHU-1-2-4DN8057518.210.8-41%11.722FCU-2DN504406.97.02%11.831PAU-1DN6557510.09.7-3%12.634JK-PAU-1-4-1DN10056040.038.3-4%12.4

由表可知：

(1)“客房DN250”支路：各分支路流量偏差≤10%；符合要求。

(2)“餐饮DN300”支路：部分AHU1-4J-2、1-3-1、1-2-4流量偏差>10%；不符合要求。

图8　AHU表冷器改造实照

5分析处理

分析初次水力平衡结果：

(1)末端或分支路控制阀门关闭时，进、出水的压差均大于80kPa，即系统水泵扬程满足要求。

(2)“客房DN250”支路：各分支路设计流量、管径、末端参数与结构相近，属同程式布置；末端风机盘管与风柜属标准件，易于平衡。流量满足要求。

(3)“餐饮DN300”支路：各分支路设计流量、管径大小与管程长度变化较大，属异程式布置；各AHU均为非标准件且参数差异较大。部分AHU表冷段水阻过大，水流量不足，现场测量部分AHU压降大于80kPa(设计要求末端水压降≤40kPa)，不能满足要求。原因可能为：一是管路内有异物堵塞或气阻严重；二是表冷器设备阻力不符合要求。

整改措施：

(1)放空管路空气或冲洗管路。AHU-1-4J-2属此类型。

(2)更换或改造表冷器，降低末端水阻；如图8。AHU1-2-4、1-3-1属此类型。

如表5，管路经清理或表冷器整改后，水阻降低，水流量满足要求。

6结语

空调各末端冷冻水的实际流量能否满足设计要求，是空调水系统水力平衡的唯一检验标准；也是检验空调水系统扬程压差、管路布置、末端水阻、阀门控制等能否满足设计与使用要求的关键内容。

目前，行业内的空调冷冻水系统较少采用由静态平衡阀和机械压差式平衡阀组成的末端平衡阀组进行水力平衡。白天鹅宾馆空调改造项目按照使用特点采用上述平衡方式；经过产品选型、现场调试等，实现了冷冻水水力平衡。

表5“餐饮DN300”支路末端流量平衡表(2)

模块编号楼层设备/编号管径静态阀开度(圈)动态阀压差(kPa)调试流量(m3/h)实际流量(m3/h)偏差(%)压差(mH2O)14JAHU-1-4J-2DN655609.99.0-9%9.213AHU-1-3-1DN6557514.013.0-7%8.722AHU-1-2-4DN8057518.217.6-3%10.4

参考文献7

[1] 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(GB50736-2012)[S]

[2]通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002)[S]

[3]公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)[S]