第４１卷第１５期 ２ ０ １ ５年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１５ Ｍａｙ． ２０１５ ・１２７． 文章编号：１００９—６８２５（２０１５）１５－０１２７．０２ 集中空调系统中冷热源机房中若干问题的探讨 王秀山 （山西大学基建处，山西太原０３０００６） 摘要：结合工程实例，提出了集中空调系统中冷热源机房方案确定时应重点考虑的问题，指出冷热源机房中辅助设备及关键管 道配件的合理选型对冷热源机房的合理、安全、可靠及节能运行非常重要，对冷热源机房中常见的若干问题进行了总结并进行 探讨。 关键词：集中空调系统，冷热源机房，节能运行，解决方案 中图分类号：ＴＵ８３１ 文献标识码：Ａ １ 概述 很多由于选型不当、参数不合理以及未按规范执行而影响系统正 为此，特对冷热源机房中常见的若干问题予以总 建筑物中央空调系统中，冷热源机房是最重要的组成部分。 常工作的实例， 中央空调系统夏季的冷冻水及冬季的供热热水的制备、转换、输 结并进行探讨。送均由冷水机组、换热机组及其辅助设备完成。据不完全统计， ２ 问题的提出及解决方案 中央空调系统中，冷、热源机房的设备及安装费占到整个系统初 ２．１ 总供、回水管间旁通管的管径的确定 投资的４０％～５５％，冷、热源机房的能源消耗占到系统全部能耗 总供、回水管间旁通管的管径是根据旁通管上设置的电动调 的４０％～６０％。由此我们可以看到，冷、热源系统的合理与否，对 节阀的口径确定的。而电动调节阀的口径则是根据其设计流量 整个建筑物的投资、运行、运营等起着决定性作用。据笔者近年 通过计算和选型而定。对若干项目的调研后发现，设计人员、承建方以及业主方的技术 人员，在确定冷热源机房的技术方案时，往往将注意力集中在能 以下我们以一个实例来说明设计流量的确定。 例：某冷、冷源机房内布鼹３台离心式冷水机组和１台螺杆 源应用方案的确定、主机的选型、布置以及投资分析上。但我们 式冷水机组。离心式冷水机组的额定流量为２００ ｍ ／ｈ，螺杆式冷 知道，一个完整的冷热源机房由以下几部分构成：１）冷、热源主 水机组的额定流量为１２５ ｍ ／ｈ，机组允许的流量下限（最小流 离心机组为额定流量的３０％，螺杆机组为额定流量的５０％， 机；２）各种辅助设备；３）各种管道及配件。因此，选择适合本系统 量）：的辅助设备及关键的管道配件，对冷热源机房的合理、安全、可靠 系统采用变流量一级泵系统，分别求出采用冷水机组定流量方式 旁通调节阀的设计流量。以下是计算 及节能运行也非常重要，而在近些年的许多工程实践中，出现过 和冷水机组变流量方式时，数据中心冷源设置专用的备用冷水机组，该系统相对简单， 根据不同的需要选择合适的冷源方案。数据中心不能中断供冷， 减少不同水路之间的切换，冷水机组之间可以互相备用、轮换，减 否则造成电子系统损坏或停机，造成不可估量的损失。对上述两 少冷水机组的长时间运行。变压器和发电机组由专一线路供电， 种冷水机组配置的控制系统进行了分析，为保证连续的供冷和节 各路的切换都很重要，电动阀门及时的开关非常重要，为确保 供电系统简单。其他操作方法同上述无专用的备用冷水机组系 能，系统的可靠性、快速性，配置计算机智能自动化控制系统，以达到 统，但占用空间及增加一台冷水机组及其系统。 ７冷水机组的选用 由于数据中心设备在不同时间以及和室外温度不同所散热 最佳运行方案。 量不同，冷水机组常年运行，耗能大，冷水机组使用离心式冷水机 组时，宜选用一级能效变频式冷水机组，以便节省能耗。 参考文献： ［１］ 陆耀庆．实用供热空调设计手册［Ｍ］．第２版．北京：中国建 筑工业．出版社。２００８． ［２］ 陈重文，倪友刚．计算机房空调设计［Ｍ］．北京：中国建筑工 业出版社，１９９５． ８方案设计 以轮换、供配电系统简单化。系统供冷水快速切换各有利弊，应 两种配置除在安装间和投资费用的区别外，还有冷水机组可 ［３］ 李 微．螺杆式冷水机组冬季低温运行故障分析及对策 ［Ｊ］．中国科技信息，２００８（１６）：１４５－１４６． Ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｉｒ．ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒｓ Ｗａｎｇ Ｃｈｕｎｓｈａｎ （Ｈａｎｊｉａ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｉｒ・ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒｓ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅｄ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆａｉｈｕｒｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎｓ ａｎｄ ｐｅｒｉｏｄｓ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ ｔｉｍｅｌｙ ｆｏｒ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐａｒｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍｕｓｔ ｂｅ ｉｎｉｔｉａｔｅｄ ｑｕｉｃｋｌｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ，ｗａｔｅｒ ｃｈｉｌｌｉｎｇ ｕｎｉｔ，ｑｕｉｃｋ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ 收稿日期：２０１５－０３－１７ 作者简介：王秀山（１９７４一），男，工程硕士，工程师 ・１２８－ 第４１卷第１５期 ２ ０ １ ５年５月 山 西 建 筑 过程：１）冷水机组的额定流量和最小流量列表见表１。２）根据《设 物理清洗：对管路进行彻底的冲洗，将管路中的焊渣、铁屑、尘土等杂质清理干净 计规范》条文，确定旁通调节阀的设计流量 分别为：冷水机机组 定流量方式时，Ｌｐ ＝２００ ｍ’／ｈ；冷水机组变流量方式时， ： 化学清洗：用化学清洗剂清洗管路，彻底去除管道内壁的防锈油及浮锈锈蚀，使 管道内壁的金属表面处于活化状态。因此该层防锈油必须彻底清洗干净 ６２．５ ｍ ／ｈ。３）流量计算后，确定调节阀的流量特性和阀权度。根 化学预膜：在循环水中加入预膜剂并保持循环，在管道内壁金属表面形成一层 据《设计规范》９．２．５条内容，旁通调节阀的流量特性选取等百分 致密的保护膜，以提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果 比的阀门，阀权度取值为：Ｓ＝０．５。４）调节阀口径的选择，具体步 阻垢腐蚀控制：在循环水系统中加 阻垢腐蚀控制：在循环水系统中加入 骤可按照《实用供热通风空调设计手册》（下册）第３３章有关部分 入缓蚀阻垢剂，对管路设备进行防 缓蚀阻垢剂，通过从冷却水中除去结 计算并选型，本文不再赘述。 腐蚀处理，并适当辅以阻垢处理。 垢倾向的Ｃａ２＋，Ｍ 等，降低ｐＨ值的 缓蚀剂（又称腐蚀抑制剂），可使金 办法来清除结垢。加入缓蚀剂可使管 表１ 冷水机组的额定流量和最小流量 ｍ ／ｈ 属的腐蚀受到抑制 道内壁金属的腐蚀受到抑制 机组类型ｌ额定流量ｌ最小流量 额定流量最大值 最小流量最大值 上 ‘ 离心式机组Ｉ ２００ ｌ ６微生物控制处理：在循环水中投入 微生物控制处理：在循环水中投入氧 ｌ螺杆式机组１ ｌ２５ ｉ ６２０ ２ｏｏ ６２．５ ５ 杀菌剂，杀除厌氧细菌，控制微生 化性和非氧化性的杀菌剂，杀灭各种 ．物繁殖及消除生物粘泥 菌、藻类，尤其是噬通菌和噬铁菌，控 ２．２冷热源系统中的水质标准及保证措施 制及消除生物粘泥。杀除厌氧细菌， 控制生物繁殖及消除生物粘泥 冷、热源系统中，冷冻水系统为闭式循环系统，冷却水系统为 开式循环系统。ＧＢ／Ｔ ２９０４４－－２０１２采暖空调系统水质标准已经 控利电哥翠：通辽ｊ盐约与检测干甘疆台的万 采控利电导翠仕止 范围冈 于２０１２年１２月颁布，并于２０１３年９月１日开始实施，其具体要 图１加药操作流程 求及参数详见标准中的有关部分。以下我们对系统中水质变化 自动在线清洗装置由发球机、胶球、过滤器、捕球机、控制器、 的原因及如何保证水质达标进行详细叙述。在通常的设计中，闭 胶球、传感器构成。通常是安装在水冷冷水机组的冷却水管路 式循环系统的补充水为软化水，循环水不进行任何处理。开式循 上。《设计规范》第８．６．４条中规定：“采用水冷式管壳式冷凝器 环系统的补充水一般为市政自来水，并在管路上设置物理水处理 的冷水机组，宜设置自动在线清洗装置。”其核心部件是橡胶球， 器，例如静电水处理器。但实践证明，物理水处理器对改善循环 其直径大于冷凝器换热管内径１ ｍｍ～２ ｍｍ，通过发球机将胶球 水的水质有限。通过对大量已运行项目的观察，闭式系统管道内 发入冷凝器内，胶球在水流的带动下进入换热管，并在水压差的 壁依然被腐蚀，出现“红水”现象；而开式系统管道及冷凝器内壁 驱动下通过换热管并带走换热管内壁的污垢。在冷却水出口端 结垢严重，并产生大量的生物粘泥。为了系统的水质的稳定和达 通过捕球器回收胶球并输送到发球机，完成一个清洗循环。控制 标，我们首先要保证补水的水质符合国标的要求。尤其是对水质 器的作用是设定清洗频次，实现装置的自动工作。 要求较严格的开式系统中（例如主机为溴化锂机组），开式循环水 在设计中，我们还应该注意以下内容： 的补水宜为软化水。同时，无论系统的补水是软化水或者是自来 １）装置选型是根据冷水机组的制冷量和冷却水管管径确定， 水，都应该对循环水的水质进行定期检测，并根据检测结果进行 胶球的直径是根据冷水机组冷凝器换热管的内径而定。２）在冷 加药处理，保证水质达到以上国标要求。 凝器冷却水进水管上应设置过滤孔径不大于１．５ ｍｌｎ的水过滤器， ２．３循环水加药的作用以及加药方法 且有效过滤面积应大于３倍的管道截面面积。３）发球机尽可能靠 循环水加药的作用是六个字：“防腐、阻垢、杀菌”。加药操作 近冷却水进水管，并在发球机周围留出６００ ｍｎｌ的检修空间。４）捕 的具体流程见图１。 球器前后应设置关断阀门，方便其检修。５）应根据制造商的产品 ２．４真空脱气机的应用 样本向电气专业提供电气参数。６）为了保证冷却水水质，宜在系 在冷热源机房中，真空脱气机一般应用在闭式系统中，如冷 统中设置自动加药装置。 冻水系统、供热热水系统等。机组的体积很小，可以布置在机房 ３结语 的任意位置，且机组的初投资也很低，新建项目及机房改造工程 集中空调系统中冷热源机房设计经验总结为以下几点：１）在 都可以应用。机组在系统中的作用明显，消除了系统中的气阻、 项目的前期，尤其是在设计阶段要认真学习相关规范，并在技术 气锤、“红水”现象，提高系统的工作效率；系统中的空气脱除率达 方案中严格执行；２）要多调研，多总结，借鉴已投入使用的工程实 到９９％，有效防止了系统中设备、管道内壁的氧化腐蚀，延长设备 例中的经验；３）要仔细阅读制造商的技术资料，了解其特点、使用 及管道的使用寿命。布置真空脱气机时我们一般要考虑到：１）管 范围、技术规格及参数以及外形尺寸、安装方式等；４）在调试阶 道可以不设坡度，系统中也可以不设置自动排气阀。２）真空脱气 段，保证各项技术参数达标。只有对整个冷、热源机房的主机、辅 机可设置在管路上的任何一点，但最佳位置是总回水管上。３）机 助设备及配件统筹兼顾，才可以实现机房的合理、安全、可靠运 组选型依据是根据系统负担的面积而定。通常４万ｍ 一５万ｍ 行，并显著降低运行费用。 选用一台机组，可以多台并联使用。４）机组与主管路间管道的单 参考文献： 程长度应不大于５ ｍ。 ［１］ＧＢ ５０７３６－－２０１２，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 ２．５在线清洗装置的原理及设置的必要性 ［Ｓ］． Ｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅｓ ｍａｃｈｉｎａｒｙ ｒｏｏｍ ｉｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｙｓｔｅｍ Ｗａｎｇ Ｘｉｕｓｈａｎ （Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｏｆｉｆｃｅ，Ｓｈａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｓｏｍｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｖａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅｓ ｍａｃｈｉｎａｒｙ ｒｏｏｍ ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｉｒ・ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｋｅｙ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｐａｒｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｍａｅｈｉｎａｒｙ ｌｏｏｍ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ｓａｆｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｏｍ，ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｓｏｍｅ ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎａｒｙ ｒｏｏｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｉｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅ ｍａｃｈｉｎａｒｙ ｒｏｏｍ，ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｓｏｌｕｔｉｏｎ