【公共建筑中央空调能效探析探究10000字（论文）】

公共建筑中央空调能效分析研究摘要中央空调是公共建筑工程调适和安装的重要环节，但因其调适和安装工艺非常复杂，经常会出现一些问题，进而影响到公共建筑中央空调能效。由于目前的公共建筑中央空调安装调适和安装仍然存在诸多问题，如空调水系统循环、水凝结等，这就在很大程度上阻碍了中央空调调适和安装的更好更快发展。基于此，论文以具体公共建筑的中央空调能效调适和安装为研究对象，通过调适和安装项目的空调风管工作调适和安装工艺，找到中央空调安装过程中常遇见的调适和安装技术问题，分析空调系统能效相关要素，分析了公共建筑中央空调调适和安装中存在的主要问题，接着论述了相应的解决对策。关键词：效能；中央空调；调适和安装技术目录摘要 前言在当前公共建筑工程项目中涉及的中央空调安装自身具有复杂性，工程量较大，而且在调适和安装过程中工程还存在被分割和外包的问题，这就导致调适和安装队伍素质参差不齐，甚至一些与工程公共建筑资质要求不符的调适和安装单位承担着部分分包工程的调适和安装，这就导致空调和制冷供热通风工程调适和安装中存在严重的质量隐患，再加之在部分调适和安装环节没有进行严格的质量控制，部分调适和安装工艺也达不到设计的标准要求，因此严重影响了通风工程的质量，因此需要针对工程调适和安装中存在的问题进行深入分析，确保更好的提升空调制冷供热通风调适和安装质量。公共建筑中央空调系统的基本结构介绍1.1中央空调组成组成设备:按负担室内热湿负荷所用的介质可分为：1、全空气系统2、全水系统3、空气-水系统4、冷剂系统按空气处理设备的集中程度可分为：1、集中式2、半集中式按被处理空气的来源可分为：1、封闭式2、直流式3、混合式(一次回风二次回风)主要组成设备有空调主机(冷热源)风柜风机盘管等等。从本质上讲，均由空气处理设备，空气输送设备，空气分布装置三大部分组成。此外还有制冷系统，供热系统及自动调节系统。空气热湿处理设备空气热湿处理设备主要是对空气进行加热、加湿、冷却、除湿等处理。（1）喷水室。在民用建筑中不再采用，但在以调节湿度为主要目的的纺织厂和卷烟厂空调中仍大量使用。（2）表面式换热器。冷却器、加热器、蒸汽盘管统称为表面式换热器。1)盘管表面式换热器有光管式和肋管式两种。根据加工方法不同，肋片管又可分成绕片管、串片管和轧片管。为了便于使用和维修，冷、热煤管路上应设截至阀、止回阀、过滤器、平衡阀、压力表和温度计等。在蒸汽加热器的蒸汽管路上还要设蒸汽调节阀门和疏水器。为了保证表面式换热器正常工作，在水系统的最高点应设排空气装置（如立式和卧式排气阀），而在最低点应设泄水阀门和排污阀门。2)电加热器。它有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便的优点。但是电加热器利用的是高品位的热能，它只宜在一部分空调机组和小型空调系统中使用。在恒温精度要求较高的大型空调系统中，也常用电加热器控制局部加热或作末级加热使用。3)常用的电加热器有裸线式和管式两种。为了确保安全，设计安装电加热系统特别是采用裸线式电加热器时，必须满足下列要求：①电加热器宜设在风管中，尽量不要放在空调器内。②电加热器应与送风机联锁。③安装电加热器的金属风管应有良好的接地。④电加热器前后各0．8m范围内的风管，其保温材料均应采用绝缘的不燃材料。⑤安装电加热器的风管与前后风管连接法兰中间须加耐热不燃材料的衬垫。⑥暗装在吊顶内风管上的电加热器，在相对于电加热器位置处的吊顶上应开设检修孔。⑦在电加热器后的风管中应安装超温保护装置。（3）常用空气湿处理设备。空气的加湿方法一般有喷水加湿（湿膜加湿）、高压蒸汽加湿、超声波加湿、远红外线加湿等。利用蒸汽锅炉使水变成蒸汽和空气的混合过程为等温加湿过程。1)等温加湿。①蒸气喷管和干蒸气喷管。②干蒸汽加湿器。③电热式加湿器。2)等焓加湿设备。直接向空调房间空气中喷水的加湿装置有压缩空气喷雾器、电动喷雾机、超声波加湿器。3)空气的减湿。①冷冻减湿机。在既需要减湿又需要加热的场所使用冷冻减湿机较合适。而在室内产湿量大、产热量也大的地方，最好不采用冷冻减湿机。②氯化程转轮除湿机。氯化理转轮除湿机利用一种特别的吸湿纸来吸收空气中的水分。4）固体吸湿在空调工程中最常用的吸附剂是硅胶。硅胶失去吸湿能力后，可以加热再生，再生后的硅胶仍可重新使用商用空调单冷式：将室内热湿空气吸入，经蒸发器将其中的水蒸气冷凝，然后将干燥、凉爽的空气送入室内，起到降温、降湿的作用。冷热式：既能降温、降湿，又可制热、取暖。制热方式可分为热泵式和电热式。热泵式空调取暖时，室外空气温度在5℃以上才能正常工作。窗式：是空调制冷、通风、控制系统的组合体。移动式：它与窗式空调器的区别是采用水冷方式，冷凝水通过软管排出，可以在室内随意移动，不用安装。分体式：它由室内机箱和室外机箱组成，室外机箱组合了制冷系统中的压缩机、冷凝器和轴流风机等。变频空调：是由电脑控制的变频器和变频压缩机组成的,它运用变频控制技术，使空调根据环境温度自动选择制冷、制热和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速低能耗状态下以较小的温差波动，实现快速、节能和舒适的控温效果。水冷式：由室内盘管，室外机可以是水冷螺杆或冷却搭（这种也属于单冷式），机组里面的东东就不说了，四大部件你应该知道的吧。风冷式：室内盘管，室外机是风冷螺杆或模块机组。中央空调系统是由一系列驱动流体流动的运动设备(如水泵、风机及压缩机)、各种型式的热交换器(如风机盘管、蒸发器、冷凝器及中间热交换器等)及连接各种装置的管道(如风管、水管及冷媒管)和阀件所组成。系统一般可分下列五个循环：（1）室内空气循环；（2）冷水循环；（3）冷媒循环；（4）冷却水循环；（5）室外空气循环。按服务对象不同，中央空调还可分为：舒适性空调和工艺性空调。舒适性空调通常应用于家庭或公共场所；工艺性空调通常应用于工厂，实验室等对空气有特殊要求的场合。如图所示为全新风机组，属于集中式空调系统。其工作原理为：室外新鲜空气经新风口进入空气处理室，经过过滤器清除掉空调中的灰尘，再经过表冷器、加热器等设备的处理，使空气达到设计要求的温度和湿度后，由送风机经风量控制系统送入风管系统送入消声装置降低噪声后，经过各房间风量调节装置，由出风口送到各空调房间，吸收了房间里的余热、余湿后，自回风口经风道排出室外。1.2中央空调原理中央空调原理包括：一、中央空调制冷原理：有压缩式、吸收式等，这里不再细述；二、中央空调系统原理：有风系统工作原理、水系统工作原理、盘管系统工作原理等，简单介绍如下：1、中央空调原理的新风系统工作：室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每个房间，这时的新风不能满足室内的热湿负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着室内风机盘管处理室内空气热湿负荷的同时，多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出室外，一部分返回到进风口处以便再次循环利用。2、中央空调原理的盘管系统工作：3、室内的风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理后的新风，再吸入一部分室内未处理的空气经过工艺处理后，由风口送出能够吸收室内余热余湿的冷空气，使室内温度湿度达到所需要的标准，如此循环工作。中央空调制冷原理液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热、冷凝时的放热效应来实现制冷的。液体汽化形成蒸汽。当液体（制冷工质）处在密闭的容器中时，此容器中除了液体及液体本身所产生的蒸汽外，不存在其他任何气体，液体和蒸汽将在某一压力下达到平衡，此时的汽体称为饱和蒸汽，压力称为饱和压力，温度称为饱和温度。平衡时液体不再汽化，这时如果将一部分蒸汽从容器中抽走，液体必然要继续汽化产生一部分蒸汽来维持这一平衡。液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却对象，使被冷却对象变冷。为了使这一过程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，并使其凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成蒸汽，则所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低，我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行，因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。制冷工质将在低温、低压下蒸发，产生冷效应；并在常温、高压下冷凝，向周围环境或冷却介质放出热量。蒸汽在常温、高压下冷凝后变为高压液体，还需要将其压力降低到蒸发压力后才能进入容器。液体汽化制冷循环是由工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽冷凝、高压液体降压四个过程组成。中央空调制热原理压缩机吸入低压气体经过压缩机压缩变成高温高压气体，高温气体通过换热器把水温提高，同时高温气体会冷凝变成液体。液体在进入蒸发器进行蒸发，（蒸发器蒸发的同时也要有换热媒体，根据换热的媒体不同机器的型号结构也不同。常用的有风冷和地源。）液体经过蒸发器后变成低压低温气体，低温气体再次被压缩机吸入进行压缩。就这样循环下去，空调侧循环水就变成45-55度左右的热水了。热水经过管道送到需要采暖的房间，房间安装有风机盘管把热水和空气进行热交换实现制热目的。水系统工作原理水冷中央空调包含四大部件，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，制冷剂依次在上述四大部件循环，压缩机出来的冷媒（制冷剂）高温高压的气体，流经冷凝器，降温降压，冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出，冷媒继续流动经过节流装置，成低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此次吸的热量将冷冻水温度降低，使低温的水流到用户端，再经过见机盘管进行热交换，将冷风吹出。风系统工作原理新风的传输方式采用置换式，而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法，户外的新颖空气经过负压方式会自动吸入室内，经过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时，会自动除尘和过滤。同时，再由对应的室内管路与数个功用房间内的排风口相连，构成的循环系统将带走室内废气，集中在排风口“呼出”，而排出的废气不再做循环运用，新旧风形良好的循环。盘管系统工作原理风机盘管空调系统的工作原理，就是借助风机盘管机组不断地循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度。盘管使用的冷水或热水，由集中冷源和热源供应。与此同时，由新风空调机房集中处理后的新风，通过专门的新风管道分别送人各空调房间，以满足空调房间的卫生要求。风机盘管空调系统与集中式系统相比，没有大风道，只有水管和较小的新风管，具有布置和安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等优点，广泛用于温、湿度精度要求不高、房间数多、房间较小、需要单独控制的舒适性空调中。1.3供冷系统供冷是主要依靠供冷部件与围护结构内表面和人体进行的辐射换热，它是在地板辐射供暖的基础上发展而来的。该系统在调适和安装时将塑料管现浇注于楼板内形成辐射板，其结构如图1所示。图1楼板内部剖面结构图天棚辐射系统中，埋管的方式有多种，但其总体的铺设原则是尽量简单和温度分布均匀，从而满足人体舒适性的需要，所以在室内铺设时通常采用双回型布置。1.4置换通风系统置换通风的送风点靠近地板，送风面积较大，出风口风速较低，送风速度为0.30m/s左右。为了改善室内的温度梯度，提高室内的热舒适性，同时让置换通风系统能承担室内全部的湿负荷和部分显热负荷，复合式系统中的置换通风系统突破了传统的置换通风的概念，改进了送风形式，提高了送风速度，降低了送风温度，提高了室内热舒适性。在辐射制冷采暖的基础利用外围护结构应拥有良好的隔热措施，就可以保持所有的表面温度接近室内温度。通风只是用来保证人体健康需求的空气质量，这样风量可以降到最小，新风可以成功有效地替换污浊的空气。1.5供暖系统地源热泵机房位于小区的中心地厂车库内，便于管理。考虑到在运行过程，充分体现出该设计的竹能效果，主机控制系统分为脚能化两级控制系统。该系统利用不同温度物体间会发生热传递的原理，主要以辐射而不是对流作为热的主要传递方式，依靠本身接近人体舒适温度的辐射来营造室内整体温度，系统具有很好的自动调温性能，随时调整运转功率，节约能源:可以持续2411以每40W/m2的功率工作，在数小时内可以每70-80w/m2的功率工作。2清江山水中央空调安装项目控制体系构建2.1工程介绍清江山水是由湖北清能地产在华中地区开发的最大房地产项目之一，项目总体目标是将清江山水打造成为武汉的一张城市名片。清江山水总占地600亩，总公共建筑面积超过80万㎡，容积率1.89，在小区的西面另有200亩的高压走廊绿化休闲公园，项目建成后，总户数超过7000户，入住人口超过20000人，实现低密度、高绿化的和谐人居。主要工作量包括:热力入口，室内管道安装，散热器的安装，室外地沟的土方工程，系统试运行。系统采用机械循环上供下回单管跨越式热水采暖系统，供水水温95℃，回水水温70℃。设计参数:室内设计温度18℃，室外设计温度-7℃。系统采用机械循环单管顺流式同程式系统，管道采用镀锌钢管，安装形式为暗装，需做防锈处理。2.2中央空调安装项目质量管理工作内容2.2.1调适和安装组织设计的编制项目部根据项目情况和工期要求，运用进度控制的基本理论知识，从项目管理者的角度出发,并对人员配置、工机具配置和材料进场做了详细的计划。丈量挂机架的安装位置,制定了风管道和水管道及小型设备,对接铜管、检查-对接-包扎排水管、包扎管路、安装壁挂板、挂装室内机这几大部分。并根据实际情况提出了具体的保证进度计划实施的方案；通过对水泵等大型设备的吊装方案研究，讨论确定后编制了机组吊装方案。2.1.2工程试验质量管理空调设备单机试运转。空气洁净系统的风管、静压箱等内表面应清洁无积尘。除尘器、集尘室安装应牢固，接口严密。对工程中用到的所有空调设备进行单机试运转，通风与中央空调安装在联合试运转中，应检查系统各设备的运转情况，其运行应符合有关条文的规定。系统与风口的风量测定与调整。实测与设计风量的偏差不应大于10%。空调供回水管强度严密性试验。管道保温厚度用钢针刺入保温层和尺量检查；表面平整度用2米靠尺和楔形塞尺检查。在试验压力下，要求稳压10分钟，压力不得下降，然后将系统压力降至工作压力，在一小时内压力不得下降，检验管道无渗漏即为合格。安全阀、压力表和水位表的安装必须符合调适和安装规范和相关规程规定。在水系统试验完毕后，对风系统进行检验，主要是对风管与配件的制作进行检验。2.3调适和安装工艺质量控制2.3.1空调设备的安装空调系统（热泵）机组设备到调适和安装现场后，必须经过验收合格后方可进行设备的吊装就位工作。设备吊装牢固可靠，水平误差不大于3㎜，垂直误差不大于2㎜。根据已确定的定位基准面、线或点，对设备进行找正、调平。室内机安装时，根据平面装饰图的要求进行安装就位。安装时，确保机体水平，冷凝水排除顺畅。凝结水的引流管（槽）畅通，冷凝水排放管应有水封，与外管路连接应正确。2.3.2管道安装本工程冷媒管道采用制冷专用紫铜管，铜管的连接采用钎焊焊接。排水管必须保温，保温材料：制冷剂管道专用保温管套。铜管钎焊的工艺流程如图2：图2钎焊工艺流程图第一步，准确度量铜管。第二步将铜管切成所需要长度，注意断面必须与管子轴线垂直。第三步，除去毛边，清洁表面。加大材料的管理工作。配备专业的材料管理人员实行按单线图领料的方式。第四步，管子清洁完毕，确认管子完全插入承插口底部，应及时排尽内部积水，用于工艺介质管道的阀门，要用弱碱清洗、吹干，可以进行加热。第五步，使用适量焊料加热铜管，管道安装时尽量避免倒立焊。第六步，焊后处理。图3管道工作工艺流程图2.3.3冷媒管道安装按照铜管焊接的相关工艺要求执行外，还应符合空调设备安装的相关规范及制冷管道调适和安装验收规范的标准要求。铜管不能用金属托架夹紧，应在自然的状态下，通过保温层托住铜管，以防冷桥产生。接头处宜银焊焊接，因为银焊焊接的焊液流动性好，焊接强度高。将氮气压力调节阀与室外机的充气口连接好，将所有室内机的接口用盲塞堵好保留。2.3.4风口安装调适和安装在空调制冷供热通风口安装调适和安装时，需要做好与室内装饰的协调工作，特别是在一些大空间及多功能空间调适和安装时，需要对消防喷头、灯具和管线等方面进行协调，安装时，需要在装饰及风口位置确定之后才能进行开孔。在对风口调整时，监理人员需要从保证通风性能的角度来确保风口截面及饰面造型之间协调性。2.3.5保温调适和安装技术保温工艺作为制冷供热通风以及空调调适和安装中的关键因素，一旦保温工艺存在缺陷，则会导致冷凝水渗漏问题发生，影响系统自身运行的稳定性。在空调制冷供热通风调适和安装中，水系统作为调适和安装中难点，需要严格对顶棚龙骨、管道试压等工作进行审核，以便对保温调适和安装进行完善。当调适和安装完成后，对于遗留的预留孔则需要做好封堵工作，避免因此导致漏风现象的发生。2.3.6风机安装风机要合理控制风机叶轮与壳体的间距，避免运行中出现相互碰擦的现象。对于风机予留孔洞小于予留尺寸的情况，应使用切割机切割出矩形面，然后使用钎子通透墙体，要求孔洞周边大于风机尺寸各50㎜，以便顺利吊装。联轴器同心度径向位移的允许偏差必须≤0.05mm，而轴向倾斜的允许偏差则要≤0.02%；通风机的机轴必须保持水平度，风机与电动机用联轴节连接时，两轴中心线应在同一直线上。3中央空调能效调适和安装中常见的问题3.1中央空调水循环管道3.1.1管道堵塞在空调制冷供热通风传递期间，风管作为非常关键的组成部分，需要确保管道安装的合理性，这样才能更好的保障制冷供热和通风的质量。特别是当前通风系统中较大部分采用的都是明装的措施，一旦板材厚度及下料误差发生，都是会对通风管道的质量带来较大的影响。在解决管道堵塞问题时，在中央空调建设过程中，可在管网最低位置安装一个相对大一些的排污阀——如果排污阀太小，则可能会影响排污效果；如果没有安装在最低位置，则排污不彻底。3.1.2管道堵塞解决措施针对在调适和安装过程中无法避免的气囊，就需要将排气阀设置在气囊的位置，连接于立管的最低横支管与立管底部应保持一定的距离。为此，约束污水立管内产生的负压，污水立管宜采用粗糙管，对水封的保护是有利的；在进行管道安装时，必须对水体进行认真检测确保管道内没有异物，对管道进行除垢和除锈斑处理。对底层及二层以上管道作灌水试验检查，证实各管段畅通，然后用直通套（管）筒将检查口管与底层排出管连接。3.2运行过程中产生噪声超标3.2.1设备噪声问题对于中央空调系统而言，其设备运行过程中的噪声超标问题不仅会影响整个工程项目的调适和安装建设质量，还会影响其应用的安全性和可靠性。在中央空调建设过程中，之所以会产生设备噪声问题，主要是因为工程设计和安装不合理，导致空调末端发生碰撞现象。较大余压转化为风量，使风口、风管风速过高产生振动及气流噪音。在噪声控制需要高的场合，应选用低噪声通风设备。不一样类型的通风设备在附和的风量、风压下、机翼型叶片的离心通风设备噪声小，前向版型叶片的离心通风设备噪声大。3.2.2设备噪声解决措施根据场所的噪音要求，合理布置风管路系统，噪音要求较高的场所优选择多台低电机功率的空气处理主机组，从噪音源减少噪音影响。计划通风系统时，应尽量削减系统的压力丢掉。当通风系统的总量和压力丢掉较大时，可将其分为小系统。根据机械音的声源,可在消声器排出管与汽缸的连接处采取减振措施。通风设备室的进、排气通道采纳声措施。3.3管线、设备问题3.3.1管线、设备问题的定位和标高交叉安装专业设计虽然对管道和设备的标高进行了初步规划，但在调适和安装图出图前往往没有进行详细的校对，由于中央空调系统各管线均具有不同的功能，标高、高度、边坡、有自己的标准和要求,管道设计过程中相对繁琐,只对管道设计是极其复杂的。不同专业之间管道碰撞、所注数据很不实用，甚至管道与结构、装修之间的矛盾时有发生，图纸会签形同虚设。3.3.2管线、设备安装措施中央空调系统安装调适和安装之前,调适和安装管理和安装人员应充分了解设计意图和调适和安装过程中,严格按照设计图纸和调适和安装布局进行干预。当出现相互交叉、挤占同一空间时，应从整体出发，使众多功能各异的管线布置得当。绘制安装大样图，监理工程师也应协调相关调适和安装单位，本着“小管让大管、有压让无压”的原则。一旦实际调适和安装中发现误差，要与监理、设计等相关部门协商，及时处理。因此，合理布置各专业管线，提高公共建筑物有效使用空间，需要有关专业设计人员密切配合及互相协调。4中央空调能效关键点的控制4.1调适和安装组织设计编制的控制中央空调安装要求调适和安装单位具备专业调适和安装管理能力和土建二级、机电总承包管理能力的三级资质，特别是在通风、空调设计、调适和安装方面及管理具备雄厚的实力和丰富的经验。编制人首先要认真学习调适和安装图纸，领会设计的意图，掌握好工程公共建筑的结构和特点，要针对设计中不合理的地方与设计人员沟通，确定后再进行调适和安装组织设计的编制工作。4.2调适和安装质量控制4.2.1调适和安装前质量控制空调工作的质量控制点具体为以下几点:空调工作调适和安装前首先要检查调适和安装图纸上的各管道井、通风井和空调机房的大小及位置，做好材料，人力资源的提早安排。对各调适和安装班组人员进行了岗前专业知识培训和质量教育，认真分析水井和地埋管的各项参数。根据不同管线的主要使用功能，提出调整计划，在制作场地上铺一层保护层。空调主机设计为水地源热泵机组，防排烟风管法兰使用石棉绳作为法兰垫料。调适和安装管理人员仍必须做好风管上层的安装质量检查工作，需要根据每个设备的重量来合理搭配减震器，并且留有足够的余量。4.2.2调适和安装过程中质量控制制冷供热通风与中央空调安装的管路安装顺序如下：先总管、再支立管、然后是连接空调设备。机房内管道安装的顺序则是先支架后管道。在对空调设备进行安装过程中，需要检查配件的齐全