主动式冷梁空调系统风系统调适实践

主动式冷梁空调系统具有舒适性高、能耗低、噪声低等显著特点，在欧美等国家和地区已得到普遍应用，而我国主动式冷梁应用案例并不多。同时，主动式冷梁空调系统比常规空调系统复杂，因此，其系统调适方法与常规系统不同。

1 项目概况

项目总建筑面积127760m2，其中地上面积74578m2，地下面积53182m2。该建筑主楼总高70m，地下5层，地上16层，其主要功能为办公及配套设施，其中1层为公共大堂及接待用房，2~3层为餐厅及健身用房，4~16层为办公室及会议室等。该项目4~16层采用独立新风系统，分为内外2个区，内区采用吊顶安装的主动式冷梁末端送风装置，外区采用吊顶式风机盘管。屋顶设置集中新风热回收机组，每层新风机房内设一台新风机组，根据要求单独启停，送风温度现场独立设置、可调节。新风同时作为主动式冷梁末端的一次风，进入内区的冷梁末端设备。

主动式冷梁是一种集制冷、供热和通风功能为一体的空调制冷系统，能够提供良好的室内环境及单独区域的控制，一次风主要用于消除室内湿负荷，同时也可以供热、供冷和保证新风，其送风形式分两种：第一种为室内风经过一次风诱导进入装置内冷盘管，经盘管换热后送回室内；第二种为一次风与室内风混合进入装置内冷盘管，经盘管换热后送回室内。

2 冷梁系统调适

空调系统调适是指通过对空调系统的检查、测试、调整、验证、优化等工作，使空调系统的性能和功能达到设计和使用要求。同时，通过对空调系统的调适，保证空调系统能够高效、稳定运行。调适技术体系已被常规空调项目采用，调适效果显著。

结合主动式冷梁空调系统特点，针对主动式冷梁空调系统建立了调适流程，确定了调适工作内容，主要分为两个阶段：阶段一，对冷梁末端系统进行风平衡调适；阶段二，对主送风系统进行风平衡调适。

2.1 冷梁末端系统风平衡调适分析

冷梁末端风系统，即新风机组至冷梁末端段送风系统。选取项目10层为样本系统，其风系统原理如图1所示，该层设新风机组1台（X–F10–1），额定风量为11000m3/h，系统设计送风静压为580Pa，该层共设置119个冷梁末端，末端风量之和为8740m3/h，系统设计允许漏风率为20%。

图1 10层主动式冷梁风系统原理示意

2.1.1 风量验证

对X–F10–1系统进行新风机组送风量、冷梁末端设备送风量测试，测试结果如图2所示。由图2可知：（1）X–F10–1新风机组实测风量远超设计风量，为设计风量的110%；（2）X–F10–1系统冷梁末端实测风量小于设计风量，为设计风量的80?%。

图2 空调机组及冷梁末端送风量测试结果

分析系统及测试结果发现，该系统可能存在漏风量过大的情况。该系统设计允许漏风率为20%，通过实测风量计算，该系统实际漏风率为41%。通过现场查验，存在风管接缝处密封不严、法兰连接处漏风等问题。处理风管后，再次进行测试，结果如图3所示。由图3可知：（1）X–F10–1新风机组实测风量为12860m3/h，对比调适前降低7%；（2）X–F10–1系统冷梁末端实测风量为8 670m3/h，提高了7%。

图3 调适前后空调机组及冷梁末端送风量测试结果

2.1.2 静压验证

同时对X–F10–1系统进行新风机组送风静压及风系统末端最不利冷梁静压测试，调适前后测试结果如图4所示。

图4 调适前后新风机组及最不利冷梁末端送风静压测试结果

由图4可知：（1）调适后新风机组送风静压升高44Pa；（2）最不利冷梁静压升高14Pa。冷梁运行性能得到进一步提高。

2.1.3 调适分析

冷梁末端系统风系统的诊断分析原理基于风机性能曲线。风机性能曲线是指一定转速和入口条件下流量与风压、流量与轴功率、流量与效率的关系曲线，用来表示风机的主要性能参数，如风量 Q 与风压 P 之间关系的曲线，体现了风机设备的运行趋势。风机特性曲线如图5所示，漏风量过大导致新风机组风量 Q 增加，风机出口静压 P 对应降低，风系统输送能力下降，冷梁末端进口压力过低，送风压力低，导致冷梁末端风量不足。

图5 风机特性曲线

通过以上分析，较低的漏风量是保证主动式冷梁空调系统高效、稳定运行的基础。漏风量过大不仅会影响整个系统的运行，还会造成能源的浪费。

2.2 主送风系统风平衡调适分析

主送风系统，即屋顶新风热回收机组至各层新风机组入口处。该项目屋顶设置集中新风热回收机组，通过屋顶送风管段及送风竖井将新风输送至各楼层新风空调机组入口。

2.2.1 风量验证

调适前后测试结果如图6、图7所示。通过整体统计分析，各新风机组调适后实测送风量降低，新风热回收机组总送风量与各层新风机组送风量总和差值减小。 

图6 各楼层新风机组调适前后送风量

图7 调适前后新风热回收机组及各层新风机组总风量

2.2.2 屋顶设置集中新风热回收机组

该项目屋顶设置集中新风热回收机组，对调适前 后屋顶送风管段（屋顶新风热回收机组出口至建筑内新风竖井入口处）各静压测点进行了测试，测点位置如图8所示，测试结果如图9所示。由图9可知，主送风管的各段静压相比调适之前有较大提高，已接近设计理论线，特别是屋顶送风管（E）及建筑内新风竖井的最高处（I）的静压值均有较大提高。

图8 主送风管静压测试点示意

图9 主送风管调适前后送风静压

对各层新风机组进风及送风静压分别进行了相应测试，测试结果如图10所示，各层新风机组的进风及送风静压值均明显提升。

图10 各层新风机组调适前后进口及送风静压

2.2.3 调适分析

通过调适结果分析可知，主动式冷梁空调系统主送风系统的诊断分析原理基于管路损失性能曲线。管路性能曲线即管道损失随管道流量的变化曲线（ P = S Q 2）。通过管道损失特性曲线可知，屋顶新风热回收机组与各层新风机组送风量之和的差值减小，对应的主送风系统的管路损失降低，屋顶热回收机组出口及建筑内新风竖井内送风静压均提升，由此新风机组进口静压提升，对应出口静压相应提升。

3 调适效果及措施建议

3.1 调适效果

对主动式冷梁末端风系统及主送风系统风进行平衡调适，调适前后各层冷梁末端总风量测试结果如图11所示，其系统的送风性能明显提升。

图11 各层调适前后冷梁末端总风量

良好的送风性能不仅可以有效预防冷梁结露，还可以提高室内环境热舒适性，同时可降低空调运行能耗，实现建筑节能。

3.2 措施建议

针对主动式冷梁空调系统及实际调适过程中测试结果及综合分析，对主动式冷梁空调风系统工程提出以下建议。

（1）在设计阶段，建议明确规定风管的系统漏风率或系统送风压力。同时，在考虑风系统漏风量的前提下，预留一定余量，以保证新风机组设计送风量大于冷梁末端设计总送风量。（2）在施工阶段，施工单位需在风管安装过程中，严把质量关，将漏风量控制在规定允许范围内。（3）基于主动式冷梁空调系统高标准、高舒适的需求，建议引入专业团队对设计、施工、验收和运行管理各个环节进行技术管理。（4）加强对物业运行人员的技术培训工作。主动式冷梁空调系统进入我国时间较短，技术复杂，对物业运行人员的技术要求较高。通过培训，可使运行人员熟悉系统特点，为运行稳定打下基础。（5）系统运行后建议进行再调适工作，使得系统满足各个工况的自适应运行，并根据运行实际情况及时调整运行策略，以保证系统运行的可持续性。

4 结束语

随着高端建筑室内环境要求的提升，主动式冷梁空调系统得到了推广与应用。主动式冷梁空调风系统调适方法可以为类似项目的设计施工及调适提供参考，以实现主动式冷梁空调系统的高效、稳定、节能运行。