中央空调系统的组成及风量均布措施

中央空调系统的组成及风量均布措施

张连杰1 刘宝祎2 郭静3 高山4 畅斌5

海洋石油工程股份有限公司，天津， 300452

摘要：海洋石油生活楼是为海上员工提供休息的场所，也被誉为是员工“海上的家”，借鉴大型建筑物采用的中央空调系统，生活楼采用海上中央空调集中调节的方式，力求为员工提供舒适的空间环境。但在生活楼建造过程中，风管过长造成布风器处风量不均，无法发挥中央空调的全部作用，本文作者有多年的生活楼建造经验，积累了大量的现场施工经验，提出几点改进措施，并在实际应用中取得了良好的效果。

关键词：中央空调，风量均布，改进措施

1. 前言

海洋石油平台生活楼，是采油平台的配套设施，主要为海上采油员工提供吃住的场所，生活楼内包括了厨房、冷库、洗衣房、办公室、医务室、健身室、淋浴间、住人房间等；根据容纳人数的不同，生活楼会设计为三层或四层的结构形态。中央空调主机一般设置在最上一层的屋顶，通过竖井风管将风量分配至各层。在风量传递过程中，风量呈递减状态，为达到风管末端出风口的风量满足使用要求，必须在风道设计中增加缓解风量减少和风量均布的设计，使中央空调的功用发挥到最佳状态，同时也避免了风量的浪费，提高空调系统的综合性能。

2. 风量调节原理及风量均布措施

2.1 风量调节原理及方法

根据流体力学，风管的阻力与通过风量的平方成正比，即

²

S=62^-10 ( )⁴

其中： -风管阻力，Pa; L-通过风管的风量，m³/h; S-风管阻力特性系数；

，kg/ m³ , ；l-管段长度，m;

d-管段直径，m; 局部阻力系数。

S值是与空气的性质、风管的直径、长度、摩擦和局部阻力系数有关的一个比例常数。对同一风管，如只改变风量，其他条件不变，则S值基本不变。系统流量的调整就是根据这一原理进行的。

通常在生活楼设计的详细设计阶段，工程师会根据此公式，对中央空调进行选型，初步保证各个房间的风量平衡。为了验证设计的有效性，在项目建造后期的调试阶段，对各个风口的风量进行检测，常用的方法有流量等比分配法、基准风口调整法、逐段分支调整法等。

2.2 中央空调系统的组成及在分量均布方面的作用

2.2.1 中央空调系统

根据《船舶设计手册》，空调舱室区域内应保持正压，热平衡送风量以满足新鲜空气量的送风量。海上生活楼采用的中央空调系统，该系统分为供风系统和回风系统。供风系统将制冷或加热后的空气送到室内，而回风口则将室内污浊的空气吸回去，两者形成一整个空气循环，新鲜空气量与总送风量之比为新风比，一般新风比不应小于50%，最低40%。一般空调主机设置在屋顶宽敞处，鉴于海上高盐、高湿的工作环境，中央空调系统在防腐、防风雨和防爆方面均高于民用空调的标准。生活楼中央空调的配置基本为3套机组，运行方式为2用1备。单台机组功率、风量、静压的选择与生活楼的规模有关。

2.2.2静压箱

从中央空调出风口处，就会连接静压箱，静压箱是送风系统减少动压，增加静压、稳定气流和减少气流振动的一种必要的配件，它可以使送风效果更加理想，是一种既能允许气流通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。生活楼中央空调系统采用的静压箱按照消声分类，属于阻式消声器，即通过箱体内部安装了吸音材料来降低噪音，达到均压出风，减少动压损失，使风吹得更远。由于海面高湿、高盐分的使用条件，静压箱使用的材质为3.0mm厚不锈钢板（SS316L）, 外表面喷涂RAL9006漆作为防腐保护。

静压箱是空调系统中必要的一个设备，通过静压箱能够使风量更加平稳、使送风口达到均匀送风的效果。做为传统的送风设施一部分，静压箱能够为各分支管路提供均匀的压力，从理论上说静压箱内部压力处处相等，均匀分配风量，降低噪音，将风量送达生活楼的各个房间，为整个空调系统风量均布起着至关重要的作用。

2.2.3 风管系统

中央空调风管系统分为室外系统和室内系统，室外风管系统附件采用3.0mm厚不锈钢板（SS316L），室内风管系统采用1.2mm厚镀锌板。风管系统完成安装后，表面应使用保温橡塑棉进行保温，并使用0.5mm的镀锌板进行外皮保护。风管及附件连接处应使用跨接线进行静电排除。

风管系统由风管、弯头、三通等组成，由于风管系统支路众多，需要通过三通在生活楼的每一层进行风量分配，三通的设计就要考虑风量分配的问题。工程师在设计三通的过程中，增加了导流板的设计，合理分配各支管的风量。导流板一般设置在三通内部，根据每层所需流量，通过计算确定挡流板的具体位置。导流板能够有效分流风量，保证支管的风量分配充足。导流板的设置应迎着气流方向，采用与风管相同的材质。

在生活楼每层的风管由主管和支管构成，主管设置在走廊天花板的上方，通过穿舱件将各个支管引入不同的房间，尤其是最末端的房间，风量衰减的最为明显。此种情况下，可以在主风管内部设置分风板进行风量的分流。根据出风口位置的不同，分风板的位置也进行了调整，并通过铆钉与风管进行连接后，接口涂硅胶密封，以达到风量均布的效果。

2.2.4 布风器和散流器

目前，海洋石油平台中央空调风管采用的是管道式布风口形式，即集送风管道、静压箱、保温材料、风口和风闸为一体的气流分布装置，气体出口一般设置顶式布风器或方形可调散流器，顶式布风器常用于住人房间、厨房、餐厅、健身房、更衣间、会议室、医务室等，方形散流器通常用于卫生间、洗衣机间、淋浴房等处。它们均安装在房间的天花板上。

根据人机工程学的要求，在有人房间一般设置可调节散流器，使用者可根据自身对风量的要求进行调节，操作简单、方便，调节效果明显，即满足了使用要求，又不造成能源浪费。

2.2.5 风闸

根据风量平衡原理，当末端风管的风量达不到设计要求时，可通过调节风管始端的风闸调节阀，增大或减少改段风管的总风量，起到了风量合理分配的作用。在风闸处应设置检修门，以便日常的维护和调节使用。

3、小结

中央空调作为生活楼的重要设备，风量均布已越来越得到业主的关注。从中央空调系统的总体出发，分不同组成部位进行有效的改进，达到风量均布，降低噪音，提高设备使用率的目的，在设计和建造过程中需要不断创新，既要考虑到使用者的舒适感，也要兼顾能源的充分利用，降低浪费，使海洋石油生活楼平台成为员工的“海上绿色家园”。