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摘要：本文通過實際案例介紹對中央空調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)試診斷，探討利用空調(diào)冷源操作監(jiān)測系統(tǒng)直接觀察分析、利用溫差壓差分析流量滲漏和利用超聲波流量計等多種技術手段來分析閥門滲漏的問題，為實際工程中類似問題提供分析解決辦法。

關鍵詞：中央空調(diào)；水系統(tǒng)；系統(tǒng)診斷；超聲波流量計

0引言

水、乙二醇等液體作為冷水機組的換熱介質(zhì)，其流量的大小很大程度上反映系統(tǒng)運行是否正常，不合適的流量會導致蒸發(fā)器結冰、冷凝壓力大和壓縮機“跳機”等故障，同時伴有供冷供熱不足和系統(tǒng)能耗大等現(xiàn)象產(chǎn)生，如采用冰蓄冷和水蓄冷等技術，還可能出現(xiàn)蓄冰能力達不到設計要求等情況發(fā)生。整個水系統(tǒng)的水流量大小主要取決于循環(huán)水泵的選型，此方面研究已經(jīng)較多，故本文主要針對已經(jīng)選型完成的水泵，整個系統(tǒng)水流量偏小的診斷分析辦法。

1研究對象和背景介紹

本文以武漢某辦公樓為研究對象，該辦公樓于2014年初建成交付，分為裙樓和主樓兩個供冷區(qū)域，已經(jīng)歷過兩個供冷季，在夏季采用3臺冷水機組和冰蓄冷系統(tǒng)結合的供冷方式，同時，在制冷機房設置空調(diào)冷源操作監(jiān)測系統(tǒng)對整個制冷系統(tǒng)進行操作和監(jiān)測，其中包括冷卻塔、循環(huán)水泵和各電動閥啟停控制，供回水溫度、辦公樓流量和辦公樓的空調(diào)能耗顯示。雖然在整個夏季未出現(xiàn)供冷不足的情況，但是在運行過程中仍有如下問題產(chǎn)生：1）在2014年供冷季時蓄冰試運行，僅蓄到10%不到的冰，完全無法滿足供冷使用，也起不到利用夜間谷時電價的作用；在2015年第一輪系統(tǒng)調(diào)試后進行夜間7小時蓄冰，也僅只蓄到不足50%的冰，且3臺冷水機組從蓄冰2小時后就開始迅速卸載，之后基本維持一臺冷水機組的荷載；2）裙樓在未開啟空調(diào)機工作的情況下，在空調(diào)冷源操作監(jiān)測系統(tǒng)上仍顯示有40~80m3/h的流量；3）在單獨供冷模式下，蓄冰槽進出水溫差達到10℃以上；4）在天氣不太熱的情況下開啟2臺冷水機組，板換供水溫度僅能達到10℃。根據(jù)上述問題，反映出該辦公樓制冷系統(tǒng)的制冷能力較弱或閥門有泄露情況。由于該辦公樓采用的是全新螺桿式冷水機組，且運行時間較短，設計時又充分考慮負荷情況，雖不能完全排除其影響，但基本可確定主要是電動閥產(chǎn)生泄露才引起的上述問題。本文主要介紹通過對該辦公樓制冷系統(tǒng)的調(diào)試，總結出一些閥門泄露的診斷分析辦法。

2診斷分析過程

2.1便攜式超聲波流量計的工作原理

便攜式超聲波流量計主要利用超聲波可以液體為介質(zhì)傳播的原理，結合時間差進行測量。一般一個便攜式超聲波流量計包含兩個可雙向?qū)Πl(fā)的超聲波振子和接收器，將兩個振子順著管壁進行貼合，它們發(fā)射的超聲波信號將沿著順流和逆流的方向互相傳播，通過對兩束超聲波的傳播時間記錄，利用兩者時間差和超聲波的傳播速度則可算出液體介質(zhì)速度，再加上對管徑的測量，則得出瞬時流量。

2.2利用冷源控制系統(tǒng)的初步診斷

由于所研究辦公樓有著完備的空調(diào)冷源操作監(jiān)測系統(tǒng)，其監(jiān)測的水流量為整個系統(tǒng)問題的初步診斷提供有力幫助。根據(jù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，最先發(fā)現(xiàn)當開啟一臺額定流量為270m3/h冷凍水循環(huán)泵時，主樓流量多半在250m3/h左右，裙樓流量在30~50m3/h左右，隨著天氣溫度的升溫，當開2臺冷凍水循環(huán)泵時，主樓流量處于390m3/h左右，而裙樓流量也達到將近90m3/h左右，由于裙樓僅為1~4層的供冷，其中2~4層處于裝修施工階段，并未開啟空調(diào)，故裙樓現(xiàn)階段主要負荷來自于一層門廳，經(jīng)計算，一層所使用的立式空氣處理機組額定流量約為15m3/h，遠小于監(jiān)測到的90m3/h，因此懷疑是否2~4層也開啟空調(diào)。最后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2~4層并未開啟空調(diào)，當關閉2~4層空氣處理機組手閥時，空調(diào)冷源操作監(jiān)測系統(tǒng)上裙樓流量降為19m3/h左右。因此，基本可判定2~4層空氣處理機組電動閥工作異常。

2.3冰蓄冷系統(tǒng)電動閥診斷

第1節(jié)中發(fā)現(xiàn)的“在單獨供冷模式下，蓄冰槽進出水溫差達到10℃以上”問題是本次調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的第二個問題。由于冰蓄冷系統(tǒng)未納入空調(diào)冷源操作監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測范圍，所以對于之前出現(xiàn)的冰蓄冷失敗問題我們主要通過手動記錄冰蓄冷系統(tǒng)的相關參數(shù)進行分析。在單獨供冷模式下，由于載冷介質(zhì)乙二醇不經(jīng)過蓄冰槽，直接和板式換熱器進行換熱，所以蓄冰槽進出水流量應為零，顯然，因為沒有和蓄冰槽內(nèi)介質(zhì)進行換熱，故進出水溫差也應為零，但通過記錄蓄冰槽進出水溫度發(fā)現(xiàn)，其溫差竟然達到10℃，同時，也發(fā)現(xiàn)水壓表也有一定讀數(shù)，所以基本可以判定在單獨供冷模式下，有一定量乙二醇泄露流進蓄冰槽內(nèi)，也就是V2調(diào)節(jié)閥可能未關嚴，此閥門問題在下文會繼續(xù)交代。

2.4水系統(tǒng)電動閥診斷

對于上述問題，多半把矛頭直指乙二醇環(huán)路中的電動閥的泄露上，為解決此問題，本次調(diào)試利用JGTUC-2000S型便攜式超聲波流量計對V1~V7電動閥所在管段逐一進行流量測試，最終再根據(jù)測試數(shù)據(jù)對各電動閥進行診斷分析。

2.4.1測試流程

由于該辦公樓采用的是冷水機組和冰蓄冷系統(tǒng)結合的供冷方式，所以和傳統(tǒng)供冷方式不同的是該系統(tǒng)有5種運行模式，分別是：主機單獨供冷、主機蓄冰、主機蓄冰同時供冷、融冰供冷和聯(lián)合供冷。為更好的反映所有電動閥的啟停閉合情況，因此對所有5個運行模式均進行測試，同時，考慮到拆裝流量計和移動設備的復雜性，故沒有分別按5個運行模式逐一對V1~V7電動閥相應管段進行測試，而是以V1~V7電動閥相應管段為測試主體，逐一改變5個不同運行模式，這樣不但節(jié)省拆裝轉(zhuǎn)移設備的時間，也跳出常規(guī)思維，更容易找出問題根源。具體測試流程如下：1）開啟1~2#蓄冰槽和1#制冷機的手閥，同時將乙二醇環(huán)路其他部分（包括乙二醇初級循環(huán)泵B-1、蓄冰時供冷泵B-2和板換）手閥開啟；2）對V1~V7閥門對應管段保溫層進行切割，做好測量準備；3）對使用儀器進行校核，在開啟水泵之前利用流量計進行測試，如測量數(shù)據(jù)為0，暫可判定儀器正常；4）按照規(guī)定正常啟動“主機單獨供冷”模式（冷水機組、冷卻泵、冷卻塔和冷凍泵可不開啟），開啟1#乙二醇初級泵B-1，待系統(tǒng)穩(wěn)定5分鐘后，測量V1閥門管段的流量情況并做好記錄，然后依次調(diào)節(jié)為“融冰供冷”、“聯(lián)合供冷”、“主機蓄冰”和“主機蓄冰同時供冷”（此模式需開啟1#蓄冰時供冷泵B-2，切換模式則關閉此泵，下同），并測量流量；5）參考上述方法，依次對V2~V7閥門對應管段進行測量記錄。6）5種運行模式對應的泵和電動閥的動作情況見表1。

2.4.2測試結果

按照上述測試流程，最終記錄測試結果見表2。根據(jù)2表測試結果，得出以下結論：1）所有運行模式，總流量均在180~210m3/h，遠低于水泵250m3/h的額定流量，這也導致制冷系統(tǒng)制冷效果差和無法蓄冰現(xiàn)象的產(chǎn)生。2）V1和V2調(diào)節(jié)閥有6%~8%的泄漏率，整體動作正常，泄漏率高于設計規(guī)定的2%；3）V7關斷閥在每個運行模式下均有8~10m3/h的泄露；4）在“主機蓄冰同時供冷”運行模式下，V5和V6調(diào)節(jié)閥均測出70m3/h的流量，但實際情況為V5關閉，V6開啟（預測情況為V5開啟和V6關閉）。

2.5循環(huán)泵止回閥診斷

經(jīng)過上述診斷方法，在調(diào)試過程中基本發(fā)現(xiàn)大部分電動閥動作不到位或異常問題，而總流量始終小于循環(huán)泵額定流量的問題經(jīng)推斷應為循環(huán)泵止回閥泄露導致，當僅開啟部分循環(huán)泵時，可能在各循環(huán)泵間形成小的環(huán)流，從而影響整體流量，為驗證該想法，因此制定一套測試方法。

2.5.1測試流程

該測試僅需開啟不同數(shù)量的乙二醇循環(huán)泵，查看不同測點間的流量即可做出準確判定。

2.5.2測試結果

按照上述測試流程，最終記錄測試結果見表3。根據(jù)表3測試數(shù)據(jù)，可得出如下結論：1）根據(jù)3#測點數(shù)據(jù)可知，在其未開啟時仍有一定流量，顯然說明止回閥有一定泄露，導致其他泵出水流量有部分分流進來。同樣，這種情況也會出現(xiàn)在其他3臺乙二醇循環(huán)泵上，這也是總流量比額定流量要小的原因之一；2）根據(jù)1#測點數(shù)據(jù)可知，總流量并未隨著開啟的乙二醇循環(huán)泵的臺數(shù)增加而線性增加，除開實測管段較短，且有彎段，給超聲波流量計帶來的一定誤差，這數(shù)據(jù)也表示4臺乙二醇循環(huán)泵回流現(xiàn)象明顯。

3總結

在實際應用過程中，往往由于施工疏忽與不到位和部分部件的質(zhì)量問題，閥門的閥位于反饋信號不一致、電動閥桿不能達到很好的自鎖性能和電動閥門控制觸點對應不準確的情況時有發(fā)生，從而導致關閉的閥門有滲漏現(xiàn)象，這在一定程度上影響了制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)效率，所以對中央空調(diào)水系統(tǒng)進行必要的診斷調(diào)試很有必要，不但能有效提高整個系統(tǒng)的綜合效率，降低空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗，也能使整個空調(diào)系統(tǒng)處于最優(yōu)運行方式，給人帶來更好的舒適感。這次工作所取得的結論如下：1）電動調(diào)節(jié)閥、止回閥會產(chǎn)生泄漏，泄漏量可能超過10%；2）閥門的泄漏對系統(tǒng)的運行產(chǎn)生明顯的影響，降低制冷（熱）能力，增加能耗；3）越是復雜的系統(tǒng)，如冰蓄冷系統(tǒng)，閥門泄漏對系統(tǒng)運行的影響越大；4）在制冷系統(tǒng)運行前進行調(diào)試很有必要，很大程度上能減少對后期運行效果的影響。

參考文獻

[1]姬鵬先，黃勇軍，張亞東.手持式超聲波流量計在中央空調(diào)水系統(tǒng)中的應用[J].制冷與空調(diào)，2006(1):69–70

[2]關野.電動閥門常見的問題及產(chǎn)生原因[J].科技與企業(yè)，2013(23):397

作者：楊雷；吳銀光 單位：中南建筑設計院股份有限公司