南车四方机车车辆股份有限公司技术中心办公楼空调改造工
摘要：该大楼为一综合性多层建筑，介绍了原空调工程的存在问题及改造
工程中的空调、采暖及自控系统的设计。
关键词：改造、空调、采暖、自控
1、工程概况：
南车四方机车车辆股份有限公司位于青岛市城阳区，是一座集办公、会议、休息展览为一体的中庭式多层建筑。该大楼总建筑面积为7600m2。分为南区及北区，南区为技术中心研发部，北区为领导办公室及重要会议会议市，中庭为高速列车模型展览室及休息室。南楼空调系统为定频一拖多空调，改造中仅将其加以维修，在此不再赘叙。北楼及中庭部分机房设置在南楼西侧。
2、北楼工程现状及存在的问题:
2.1工程现状
2.1.1建筑形式及面积
该楼处于青岛市棘洪滩本公司厂前区,根据厂方提供的图纸,本北楼空调工程包括半圆弧形三层办公室及共享空间,轴线计算面积为：三层半圆弧形会议室：495m2/层×3层=1485m2，中庭:256m2/层×1层=256m2，合计:1741m2。
2.1.2空调水系统及冷热源
(1) 空调系统形式:
本空调工程按舒适性空调设计方案设计,采用两管制闭式机械循环，设开式膨胀水箱定压及补水。空调方式分别为:1~2层为风机盘管加新风系统,其中二层新风机还负担了中庭的部分负荷；三层大会议室为全空气系统。
(2) 冷热源设置
空调冷热源为风冷模块式冷水(热泵)机组,为空调末端设备提供冷、热媒水。另外,为了补偿热泵冬季制热量的衰减损失,还设有辅助电加热器一台。
2.2、存在问题
2.2.1空调设备及系统不完善：
根据甲方提供的图纸及现场踏勘,可以看出,该空调工程存在先天不足,分述如下：
(1) 系统循环补水水源为自来水，无软化水设备, 应进行软化处理,否则,这样长期运行会产生结垢、生锈,降低传热效率和锈蚀设备及管道。
(2)电辅助加热器偏小,
根据甲方提供的清华同方风冷模块(热泵)机组使用安装说明书的规定,该机组冬季在-15℃时仍能制热运行,但制热量将大大的衰减,因此应增加电辅助加热器进行补偿,但在察看该工程原始设计参数时，发现选择电辅助加热器时考虑的衰减量过小，电辅助设备选型在较寒冷地区时，制热实际衰减应该按(考虑熔霜损失以后)30%计。而原工程选型时仅按20%，因此在青岛地区是偏小的。
(3)风冷模块机组安装位置不妥：
按风冷机组安装要求,为了保证机组性能,应将机组安装在通风良好的地方,以便散热，但现机组安装的实际位置,通风不良,影响机组制冷制热效果。
(4)、安装管道系统缺陷：
无过滤器，杂物、沙砾等会进入蒸发器，影响机组传热效果及引发机器故障，同时机组供、回水管无旁路，不利于机组保养、冲洗管道。
另外，电辅助加热器外表温度较高，现无任何保温措施，即不安全，又不节能。
2.2.2设备及系统保养不良：
通过甲方介绍及现场察看，该空调工程自投入运行以来，在管理上特别是操作运行、维修保养均不到位，不能保证空调设备及系统正常运行，且可能引发故障，主要表现如下：
（1）风冷模块机组：
现场察看，3台风冷模块机组积灰太多，风冷冷凝散热器已积满灰尘及废弃物，严重影响散热效果，导致高压升高，影响压机寿命；水冷式蒸发器主观判断内部结垢严重，影响蒸发效果，致使冷冻水温升高，空调末端冷量不足，应及时进行清扫清洗及维护保养。
（2）系统管道及阀门：
综观整个管道系统，多数阀门锈蚀，未及时进行维修及保养，开关不灵活，管道保温不完善或有破损，应及时进行修补。
（3）原空调工程负荷计算过小，忽略了该工程中庭及半圆弧形的玻璃幕墙。
（4）空调季节供冷、热量不足:
由于存在上述设备及系统先天性不足和系统后期运行操作管理及维护保养不到位,以及后期设备的损坏,直接造成仅有2台压机不能正常运行,夏季制冷还勉强应付,而冬季则出现供热严重不足,以至冬季室温过低而迫使领导办公室增设电加热器的不利局面。
因此应对该空调系统进行彻底更新改造,以适应本技术中心舒适办公的需求。
3空调改造工程：
综上所述,我公司认为原设计方案不仅不能保证舒适性空调的可靠运行,而且还存在着较多的缺陷。因此,为了保证整个系统能高效可靠的运行,我公司对该工程做了以下改造：
3.1热负荷核算
(1)现有系统的供热能力为
3*65Kw（热泵机组）=195Kw
(2)玻璃幕墙热负荷核算
由公式Q=K*F*Δt
Q — 散热量
K — 单层玻璃幕墙传热系数
F — 玻璃幕墙总面积
Δt — 室内外温差
因为原设计时将该玻璃幕墙作为普通砖墙考虑，室内外温差取28摄氏度，得：
Q=（5.94-1.5）*1800*28
=223.8Kw
则：该两项散热量Q1 = 195 + 223.8 = 418.8Kw
考虑到朝向等修正及系统传热损失后，总散热量Q取为450Kw。
3.2改造工程
(1)查出压机损坏的原因：
若仅为压机内部损坏则更换已损环的压机,若是相应的零部件进水而损坏,则应进行彻底的更换维修。
(2)增设软化水设备：
对整个系统的补充水源进行软化处理，以达到安全、高效运行并延长整个系统的使用寿命，增设1台0.5~1t/h处理能力的软化水设备。
(4)将模块机组迁移到通风良好的地方，以确保机组高效安全的运行。
(5)对整个空调系统进行一次彻底的检修、清扫，并将改造后的检修、维护及保养落实到实处，做到每年春、秋两次。
(6)本方案考虑到该厂设有多台锅炉供气设施，而且多处办公及生产厂方均已采用蒸气采暖，故有条件为本空调系统增设一台换热量为450Kw的德国产GEA板式汽-水换热器，冬季供热由该换热器负担，风冷模块机组仅夏季供冷。
(7)自控设计：
a、在风冷热泵机组及板式换热器入口和出口管道上装设电动阀并与对应的水泵连锁。
b、在蒸汽进口端装设一比例积分式电动调节阀，将其温度传感器设置于换热器热水出口管上，通过其将温度信号传输给比例积分调节阀，以期通过调节蒸汽流量来控制换热器的出水温度。
4、结语
该改造工程自2006年10月完工并投入使用，经过一个冬季的运行，完全达到使用要求。在设计及现场施工管理该工程中得到一些体会归纳如下：
1、在做暖通设计计算时一定要弄清楚该建筑的维护结构形式以及其是否会更改，若有更改则立即作出相应调整，避免发生冷热负荷计算严重偏差；
2、设备及系统的保养至关重要，若不加以重视将对整个系统的安全运行带来隐患，最终导致人力、财力的浪费；
3、对该工程前后两种采暖方式加以比较：
原工程:
由风冷模块热泵机组供热,冬季供热衰减部分由电辅助加热器来补偿,其特点如下:
(1) 由热泵机组冬季供热较单纯使用高品位的电能来制热要经济的多,且控制转换较为方便；
(2)热泵机组在寒冷地区衰减较为严重,必须辅以高品位能源的电辅加热,这样如果电价较高，其运行费用将大大提高。
(3)热泵机组供热时供回水温差较小，对整个管网保温等要求较为严格，并且同样的供热量条件下，其循环热水量相应增大，电耗增加。
改造后工程:
(1) 由蒸气或热水能源供热,这项技术在我国已很成熟,特别在寒冷地区,蒸气管网遍布城市各个区域，已非常普遍。
(2) 对于厂矿企业，均拥有自己的蒸气及热水管网甚至余热余气，对于这些地方来说，蒸气或热水取暖的可行性就更加成熟，性价比将更高。
(3) 在蒸气或热水采暖中，可以较大幅度的提高供、回水温差，对于整个系统的节能运行及较远距离传输均有突出的优势。
因此采用蒸气供热在技术上和经济上均适用于寒冷或较寒冷地区，建议采用。
邮编：266041
