中央空调系统的安装选型及管理策略-以大型购物中心为例

中央空调系统的安装选型及管理策略-以大型购物中心为例

Summary：随着各类建筑不断出现，建设标准不断的提升，使中央空调的应用不断普及。在中央空调安装过程中，安装过程、空调效果、后期运行能否满足需要等问题是工程师必须要关注的重要问题。中央空调系统运行的原理是：在接通电源之后，制冷机组开始工作，压缩机会将制冷剂压缩成液态，然后将其输送到蒸发器中，并与冷冻水进行冷热交换，再由冷冻泵将冷冻水送至风机中的表冷器中，其会与室内的空气进行冷热交换，并返送回蒸发器中；冷冻回水经过蒸发器和制冷剂的冷热交换之后，气态的制冷剂会被送到冷凝器中，与冷却水进行冷热交换，冷却水会通过冷却泵送至室外的冷却塔中，由冷却塔风机对其进行喷淋冷却，和大气进行冷热交换，最后将热量传递出去。随着社会经济的快速发展，一、二线城市以及三、四线城市的大型购物中心如雨后春笋般拔地而起，中央空调也已成为了大型购物中心必不可少的组成部分。因此，中央空调的选型和安装施工以及后期的有效管理对运营成本以及对提供一个优良的购物环境具有举足轻重的作用。文由笔者根据数年的工作经验，首先阐述了中央空调安装的技术，随后结合实地调查案例，详细说明中央空调在选型和施工安装以及相应管理的观点。Keys：购物中心空调；中央空调；安装施工；技术探讨；前言在各类建筑日渐增加的情况下，中央空调成为大众的重要选择。本文通过分析中央空调的安装技术，结合多种中央空调的设备性能特点,分析购物中心对中央空调的选型观点;通过多年管理经验浅谈中央空调施工常见问题和建议,以及对中央空调的管理方法提出观点。1项目概述1.1购物中心的特点购物中心有较大的公区,现在新建的购物中心建筑面积从几万平米到几十万平米,平均人流量大,人员结构复杂,人员负荷和新风负荷占冷负荷的主要组成部分。商场内部公区各种灯光、广告、玻璃弯。以北京某商场来说，占地3.3万平方米，总建筑面积约23万平方米，包括8万平米购物中心、4万平米甲级写字楼、5万平米酒店式公寓。时尚服饰、星级影院、精品超市、儿童游乐、人气餐饮等业态，成为集购物、餐饮、文化、娱乐、生活配套为一体的城市副中心级一站体验式购物中心。顶的采光;敞开式经营店铺内部的各种金卤灯、射灯,餐饮店铺(占整体购物中心比例30%一40%)以及电影院、SPA、美容美发、儿童区等各种不同经营业态对中央空调的不同机电基础要求,总体负荷要求较大(如表1的各种不同业态空调冷负荷指标)。表1空调冷负荷法估算冷指标,各种不同业态冷负荷1.2购物中心中央空调的选型比较（1）中央空调的类型选择。目前购物中心中央空调系统主要有:往复式制冷机、离心式制冷机、螺杆式制冷机、吸收式制冷机。购物中心空调的选用应根据商场冷负荷的大小和各需求情况,以及考虑购物中心配电系统的电容量综合考虑。（2）购物中心选用中央空调冷水机组配置时,注意以下几点。①机组台数过少,导致负荷可靠性下降;负荷适应性差;机组台数过少,机组低负荷运行时间多,低负荷下运行COP低,能耗增大。②机组台数过多,单机容量小,整体COP低;相应水泵多,水泵并联,旁通对管理和能耗增大,每个机组都是独立系统,相应故障点增多(多机头机组有同样缺点)。③大型商场需负荷量随着季节转换和环境温度而变化,大型制冷机房,当选用制冷量大于或等于1160kw的1台或多台离心式制冷机时,宜同时设置1台或2台制冷量较小的离心式、活塞式或螺杆式等压缩式制冷机。北京某写字楼冷负荷为10000kw,则选用3台2461kw的离心式冷水机组3台和制冷量为1231kw的螺杆式冷水机组2台,根据商场内不同需求,选择开启制冷机组。2中央空调的安装技术分析中央空调本身也属于空调的一种，但它的辐射范围比较广，作用面积比较大。因此，中央空调一般用于大型场所或者较大的建筑室内空间。在中央空调系统的安装过程中，应该结合它不同子系统的特点，采用相应的安装施工技术，只有这样才能提升中央空调的整体安装质量，才能科学优化中央空调系统的安装水平，减少甚至规避中央空调系统安装环节中的漏洞和安全隐患。冷水机组是中央空调内部非常重要的构成部分，发挥着制冷和调节空气温度等重要的功能。在该系统的安装环节中，应该严格按照施工规范，严格遵循施工技术条件，依照行业标准和规范科学施工。对于冷水机组安装过程中涉及到的多个环节，要严格做好技术控制，科学做好技术交底，保障每个施工人员能够按照规范标准施工，保障每个施工人员能够依据施工方案，及时进行自检、互检、质检等。2.1安装前的准备工作在中央空调冷水机组安装前，施工技术人员应该按照施工及验收规范对设备进行检查与核对，然后对机组设备的基础进行检查，保证基础满足设计及施工要求，为设备安装创造有利的条件。机组是冷冻机房的重要因子，在机组安装过程中，需要明确排列顺序，需要科学设计，以减少线路的布局，有效节约房内空间，为其他设备的安装预留合适的位置。机组台是操作与控制的面板，在其安装施工过程中，需要将面板的朝向对准窗口，这样有助于安装人员对机组的调试和检验，也能够及时检测出机组安装环节中存在的问题。同时，在机组安装过程中，要做好压缩机的科学布局，保证压缩机的位置始终处于比较优良的位置，方便曲轴拔出，便于检修工作。在中央空调的机房内，因内在空间的狭窄，所以在其布局与设计过程中，要本着空间节约与高效应用的目的，确保两台设备之间保持合理合适的间距。一般而言，这个间距应该不小于80cm，靠近墙面的机组最小间距为100cm。但需要注意的是，不少安装施工人员将机组紧挨墙面进行安装，这无疑会给后期安装施工造成非常不利的影响。2.2机组设备基础施工在中央空调机组设备的安装过程中，需要首先做好基础施工，保证基础施工的质量，优化基础施工的水平。一方面，在机组设备的安装过程中，需要做好工作的衔接。机组设备是嵌入式的，所以它属于土建方面的内容。在施工过程中，待土建施工结束后，才能进行机组设备的施工。施工人员应该按照施工方案，与土建人员做好技术对接，以保证冷水机组设备的顺利安装。另一方面，在机组设备基础施工过程中，施工人员还需要把握纵横向中心线，这是机组设备安装的重要参照物。只有保证该中心线科学与正确，才能顺利进行机组设备的安装，从而优化中央空调的安装效率。2.3机组设备的开箱检查机组设备在安装前，应该做好相应的检查工作，一旦施工结束后再进行检查，不仅无法优化检查的效果，也难以提升机组安装的质量。因此，在中央空调机组设备的安装过程中，应该率先进行安装检查。一方面，应该提前检查机组设备外包装的完整度，确保机组符合安装规范且没有受到损坏或自损。另一方面，在中央空调机组设备的安装过程中，还应该着重检查机组设备的零部件等关键环节。此外，在机组设备安装过程中，为全面提升机组安装水平，还应该着重检查各个零部件的尺寸，如地脚螺栓、设备高度等。2.4中央空调机组的安装在中央空调机组安装过程中，保证其安装质量，优化中央空调的使用功能，需要科学做好中央空调机组的安装，全面提升中央空调机组的安装质量。2.4.1把控材料的质量中央空调系统机组安装过程中，优化其安装技术水平，需要率先把控材料的质量。材料是中央空调的物质承担者，若中央空调在安装施工过程中，没有科学的材料做支撑，将在很大程度上影响其安装施工质量。中央空调结构比较复杂，涉及到很多的原材料，若无法把控材料的质量，或者任意材料出现质量问题，都影响中央空调的安装质量。因此，在材料控制过程中，既要做好对材料的控制与管理，也需要优化采购人员的素养，同时还需要重点检查材料的型号与规格。2.4.2主机房设备的安装在中央空调系统的安装过程中，主机房设备的安装是非常重要的环节，也是中央空调的核心组成部分。一方面，在主机房安装前，施工人员应该与土建人员做好沟通工作，统筹土建方案和机房安装设计方案。通过沟通与交流，能够使土建人员对主机房有明确的认知，包括尺寸、位置、空间、结构等关键参数。经过沟通与交流，土建人员能够明确未来需要预留的空间及焊接的场所。其中，制冷或制热主机一般没有地脚螺栓固定，需要对基础进行水平度检查。另一方面，在主机房安装过程中，应该同步做好水泵的安装。为了减少水泵的损坏，水泵安装完毕后，要采用型号统一的螺丝予以固定。2.4.3管道安装在中央空调的安装过程中，管道如同中央空调的肺，承担着非常关键的作用。在管道安装过程中，应该运用科学的安装方法，如托架、吊架和管卡等。前两者在安装过程中，需要在现场进行，通过预制等来达到技术标准，而管卡则一般购买现成物品即可。在管道安装过程中，为保证管道安装的整体质量，优化管道施工的效益，安装人员需要保证管道与墙面的间距保持在规范的距离内。为了保证管道的安全与稳定，在管道外侧会进行套管设计。但若套管与管道之间存在较大的间距，将影响套管的安装质量。因此，在管道安装完毕后，需要对管道与套管之间的间距进行有效的封堵，一般采用沥青麻丝等材料进行封堵。2.4.4保温在中央空调的运行过程中，无论是制冷还是制热，都可以在管道内发生能量损失。为减少这种能量损失，应该在管道安装过程中，同步进行保温处理。在实际施工过程中，可以在管道外侧包裹一定的物质，一般为橡塑海绵。但若在设计图纸中没有着重提示使用哪一类保温物质，安装人员可以通过行情对比来自行采购和选择。在中央空调系统安装过程中，保温技术的运用，能够减少能量的流失，同时也能够延长中央空调系统的使用寿命。3中央空调的维护和管理策略3.1节能管理购物中心的总体建筑面积大,冷热负荷较高,中央空调运行月份电能耗占总电能耗的40%一60%,而建筑年总能耗统计显示单位面积总电耗240kwh/mZ·a,空调系统电耗120kwh/mZ·a,北京7万平方商业面积体量的商场空调运行电费60万—80万/月,其次还有空调运行的水能耗不可忽视,节能管理工作重者恒重。主要从如下方面入手。3.1.1合理开启冷机、水泵冷水机组和冷却塔设备一般购物中心在空调系统设计时,在空调选型和台数、功率大小已经优化配置(如前文所述),所以,在实际运行管理环节,应当根据负荷的大小合理开启冷机、水泵台数。避免“大马拉小车”增加损耗。这个开启设备的标准应当建立在具体项目日常运行数据的基础上,优化管理。冷却塔运行需要消除旁通,调匀水量等措施降低冷却水温度,提高冷机的COP。3.1.2中央空调运行相关重要点杜绝冷机不合理旁通,关闭不应开的冷却水泵和冷冻水泵,运行试验显示开启不该开的循环水泵浪费冷机的电耗20一30%。空调运行时需对冷却水及冷冻水管路的阀门开启情况,放气阀的是否正常,水管、风管的保温是否完好检查和维护。在季节转换过度季节和环境冷、热负荷不是太大的时期新风机的合理使用,降低中央空调能耗显而易见。3.2中央空调运行维护购物中心中央空调系统投资费用约占整个建筑总投资的10%左右,定期对中央空调系统进行的维护和保养,对空调使用寿命和运营成本有重要作用。3.2.1系统的熟悉和技术人才的提升购物中心现场管理人员对新项目中央空调系统的熟悉尤为重要,需要有较为专业管理人员对新建中央空调系统在设备安装时全程跟进和熟悉管路的走向,知道管理的走向,冷机的操作流程;后期管理通过对中央空调系统运行实践,对系统解读定期对管理人员进行培训提高。3.2.2中央空调设备安装施工管理在空调系统安装跟进过程中,发现缺陷及时提醒、督促施工单位整改,避免工程缺陷,影响后期设备有效运行。如,笔者在实际工作中,发现某开业6年的商场3层一片区域一直空调效果不好,后亲自诊断是风柜机的冷冻进、出水管方向装错。又在新建的一个商场,发现1层某区域空调出风量很小,亲自诊断新风机组的回风管道接在消防强排管道上。这些安装工程质量问题影响后期空调正常运行。3.2.3设备维保工作定期对制冷主机和锅炉进行保养和检查,根据日常设备运行状况和参数对设备维修和保养,对制冷主机制冷剂的补充,对制冷主机压缩油的更换,及时检查管道漏点。对循环水泵轴承的检查和加极压铿基油。测试水泵和冷却塔电机的绝缘阻值等。3.2.4空调系统水处理使用清水对系统进行冲洗,定期或换季时对空调水系统进行更换,清除水系统里面的杂质。对水系统进行投药,清除系统中的菌藻及净化金属表面,在管道内壁形成保护膜,防止管道腐蚀;半月到1月对水系统水杀菌灭藻,清理冷却塔。3.2.5空调风机滤网清洗工作定期(一般2次/年)或视情况对中央空调末端的风机过滤网进行清洗,保证末端风机出风量正常。3.3中央空调科学管理相关技术的应用3.3.1节能改造技术。（1）循环水泵选择合适的扬程和流量,大泵换小泵,提高水泵的工作效率,减低能耗。（2）变频技术的充分使用。新建商场30k以上电机一般使用变频控制,如,无变频控制,可通过对循环水泵电机、冷却塔电机增加变频器,减少能耗。（3）管道流量技术改造,保证同样的水流量的情况下,通过减低水泵的功率,达到减低能耗目的,不影响空调效果。北京某商场采用南京太谷能源有限公司与南京顺亚科技有限责任公司技术开发的“循环水流体增加节能装置”把4台110kw水泵改成75w水泵,4台75w改成45w,一年节能60一70万元电费。（4）冰蓄冷技术在城市电价按照“峰、平、谷”计费可以实施,而且具有明显效果,但是北京大多数商业用电