中央空调系统部分典型问题分析与建议

中央空调系统部分典型问题分析与建议
摘要：本文中央空调系统指的是以螺杆机和离心机作为冷源的空调水系统，介
绍了中央空调系统安装的常见问题，中央空调系统运行中存在的问题，最后提出
了中央空调系统建设应当以空调机房的整体能耗水平为考核目标。

关键词：中央空调系统、安装、运行、能耗
1、引言
中央空调系统的组成复杂，一般由冷水机组、冷冻水泵、水处理设备、补水泵、冷却塔、冷却水泵、管网及空调末端系统、凝结水系统等组成[1]。

中央空调
系统全生命周期包括设计、施工、调试、运行、维护，由于工程特性，很容易导
致在施工和调试环节效果不佳。

目前建筑物内的空调系统存在很多问题。

这些问
题不仅使建筑物室内环境恶化，影响工作效率，同时还大量浪费能源，需要引起
重视[2]。

近7年来，作者一直从事中央空调系统节能改造、运行管理、售后相关
工作，发现中央空调系统安装过程和运行过程中一些常见问题并对其中1个案例
进行分析总结，希望对未来的空调系统安装、调试、运行提供帮助。

2、中央空调系统安装常见问题
1）水系统管道堵塞
很多中央空调系统现场施工管理不够规范，会导致在安装及焊接管子的过程
中焊渣遗留在内部、也时有发生遗忘毛巾、抹布甚至衣服之类杂物在管子内部，
而且管子安装完成不进行保压、冲洗，从而给未来正常运行带来隐患，也影响使
用效果，比如风机盘管制冷效果不佳、冷却水流量偏小、水泵漏水等问题。

如果
要解决上述问题，需要加强现场管理及培训；水泵等设备前面安装Y型过滤器，
避免杂质损坏密封或叶轮；在管路低处、水泵端安装排污口，便于排污或放水。

2）主机房冷凝水
夏季走访很多项目时，发现主机房内管道和地面到处是冷凝水，尤其是冰蓄
冷系统的乙二醇管路。

由于常规制冷过程管路里的送水温度在7℃左右，如果施
工过程选用的保温材料达不到设计要求或者施工时管路里存在空气就会导致管路
上产生冷凝水。

另外部分地下室特别潮湿，像蓄冰系统温度在0℃也容易产生冷
凝水，因此需要做好排风，让室内处于相对干燥状态。

3）水系统管道内存有空气
由于管路最高处没有设置自动排气阀，导致管路内存在空气，空气换热效果
差将严重影响制冷效果，使得末端得不到冷量。

因此，施工时注意不要遗漏自动
排气阀安装，施工位置应当在主机房管路的最高处，同时在主要竖管或者末端高
处也要安装，方便迅速及时排除空气。

4）自控系统问题
现场的中央空调自控系统很大一部分存在瘫痪或者半自动化状态，有些电脑
上可以开个泵或者要多开一台冷却塔由于程序锁死一键启停，得先起主机再关主
机的操作。

也发现现场有电动阀但是线都没有连接，传感器安装位置不对等问题。

导致自控系统不适用或者用个1年就弃用了。

也就催生节能改造公司对空调群控
的改造节能。

分析可能原因有：设计院暖通工程师和弱电工程师就空调自控系统
实现要求不够细致或没有具体自控图纸；施工或集成单位不懂自控系统或暖通工艺，更加不可能做好细致调试；业主节约成本，减少了自控系统的配置。

5）空调末端滴水
供水温度过低导致末端湿度较大的部分会产生冷凝水；风机盘管回风管道没
做也容易产生冷凝水；凝结水管缺少坡度，空调系统的凝结水无法顺利排出；冷
冻水管道和阀门保温不佳，容易产生冷凝水；风机盘管出风口附近有新风进入也
容易产生冷凝水。

主要还是需要在施工过程中，按照规范要求施工。

3、中央空调系统运行中存在的问题
中央空调系统包含的设备种类多、管线长、自动化程度高，其运行操作、维
护保养要综合运用热工、流体、暖通空调、制冷、机械、电工电子、自动控制等
多方面的知识和技能。

因此，即使施工规范，由于设计问题、保养问题、或者年
限久了都会产生运行问题。

1）系统运行故障
系统运行故障除了管网漏水、电动阀门打不开、断电等问题，绝大部分问题
会引起主机运行故障，通过主机故障分析进而查找问题。

常见的有主机高压报警，内部传感器故障、冷凝器脏堵换热效果差；由系统外部引起的故障原因有冷却塔
效果不佳（没开或冷却效果不足）；冷却泵或者管路引起的流量偏小。

如果是冷
却塔问题，可能原因是冷却塔风机皮带松了，冷却塔维护不好导致散热效果差等
原因。

如果是冷却泵问题，阻力过大导致流量不足或者水泵水流量过大导致电机
过载跳闸。

主机自身故障包括水流开关问题、低压报警问题、油压报警、电路板故障；
而主机的喘振则是比较严重也是较为复杂的故障问题，下面案例详细分析。

2）制冷效果不佳
使用人员经常会报修空调末端制冷或制热效果不佳，如果平常使用都正常偶
尔发生的，首先要检查制冷主机及各水泵是否正常运行，分水器出水温度是否在
合理范围一般7-10℃。

然后，如果是空调机组则要检查风阀、水阀是否故障，可
以通过摸管路看冷水是否畅通判断，或者风机的皮带不紧及脱落。

如果是风机盘管，则检查电子阀是否不动作或者滤网堵塞。

3）节能运行问题
中央空调系统设计院设计负荷依据夏季最热天估算，而且留有安全系数，所
以在常规运行期间不会满负荷运行，合理的运行管理制度及执行会影响节能效果。

对于主机房来说，如果没有好的自控系统及运行策略，对人员的要求高，比如通
过外界天气大致估算负荷，开几台机组效率高、冷却泵、冷却塔频率选择，冷却
塔台数，回水温度一致性等寻求较高的系统COP。

对于末端空调机组，满足室内
舒适度的基础上，通过焓差等控制算法充分利用新风、回热，可以实现节能运行。

4）水力不平衡问题
中央空调水系统由多个环路组成，由于环路长度不一、管径也不相同，再加
上实际使用情况即并非同时全部使用等特点，比较容易产生水力不平衡的问题，
进而导致末端容易出现冷热不均问题。

运行过程可以简化参考回水温度一致性来
判断水力平衡问题，比如某医院出水温度7℃，门诊支路、净化支路、住院部支
路分别是15℃、12℃、10℃，可以看出门诊相对实际需求流量不足，住院部实际
流量相对偏大，导致局部可能存在冷热不均。

另外3个支路在集水器中混合温度
可能12℃左右或者14℃左右，会影响主机输出需求可能偏离实际节能运行。

如
果每个支路上装有电动阀执行元件可以根据温度反馈实时调整开度实现回水温度
趋于一致。

5）冷却水泵、冷冻水泵容量选型偏大
在中央空调系统中，冷冻水泵、冷却水泵常设计成并联运行模式，总流量会
较单台运行之和少；或者阻力计算偏差大，导致扬程设计过大。

因此，单台水泵容量选型按最大负荷选取甚至留有余量。

但实际空调系统大部分时间在部分负荷运行，发现主机进出口温度在2～3℃，说明流量过大浪费了输送能耗，《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）中规定了输送能效比。

由于理论上水泵功率跟频率的3次方成正比，工程中在保证最不利末端需求情况下，经常根据主机进出口温差5℃来调整水泵运行频率（30-50Hz之间）从而实现水泵节能。

4、结论
一个好的中央空调系统项目离不开合理的设计，并且要求施工规范且负责，自控系统符合节能、自动化管理要求，按照设计要求进行调试，有完善的维护保养、巡查、运行管理制度。

而实际的工程项目大多综合能效不高，投入运行后遗留大量问题甚至找不到对应负责人处理。

作者以为，中央空调系统建设应当以空调机房的整体能耗水平为考核目标，由系统集成商或者安装总包方负责，美国制冷与空调工程师学会（ASHRAE）提出“冷水机房全年综合能效”即机房
COP>4.14kW/kW的机房统称为高效机房，新建机房一般要求达到COP>5kW/kW；比如现在的预制化一体机房不仅节约面积，而且完全可以达到COP=5的目标，并且基本实现全自动运行。

对于业主而言，在开始调试时，运维团队必须介入，避免基建人员跟运维人员脱节导致后续大量的问题堆积。

参考文献：
[1]中央空调水系统常见问题的分析与解决方案. 李昊价值工程 2017。