发布时间 : 星期一 文章高海拔地区暖通空调设计中的若干技术问题更新完毕开始阅读36497da7b4daa58da0114af7
5 关于燃烧设备
燃煤锅炉鼓、引风机的风压及配用电机功率的海拔修正是一直受到强调和重视的，但对于目前使用日趋广泛的燃油、燃气设备，包括各种锅炉及直燃型溴化锂吸收式冷热水机组，其海拔修正问题却一直未得到应有的重视。
表4 风机盘管空气处理能力的海拔修正系数
海拔高度 供冷 供热 /m 总热量 显热量 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 0.98 0.95 0.95 0.97 0.91 0.91 0.95 0.86 0.86 0.94 0.82 0.82 0.93 0.78 0.78 0.91 0.74 0.74 上述燃油、燃气设备一般均不需外配鼓、引风机，燃烧所需空气由燃烧
器引入，燃烧室微正压运行。一定出力的设备，当燃料类型确定，燃烧机也选定之后，它在某一段火力上工作时喷出的燃料流量q与引入的空气体积流量就是一定的。这里，设备出力Q(kW)为 Q=a.q.Qydw-b (12) 所需空气量G(kg/s)为 G=c.Qydw-d (13)
式中 Qydw——燃料的应用基低位发热量，kJ/kg； a，b，c，d——计算系数，因燃料而异。 进而可以列出： 标准工况下
(14)
高海拔下
(15)
前已述及，Ls=Lo则Gs＜Go，如果qs=qo，势必导致Qs＜Qo，即高海拔条件
下设备出力不足。这在现场运行中，表现为因空气量偏小而造成的燃烧不完全、冒黑烟，设备的燃烧效率也会随之下降。
因此，无论生产商是否在其产品样本中标明了设备适用的海拔高度(通常是≤1 000 m)，高海拔对设备出力及污染控制的负面影响终究是一个客观存在，不可不认真对待。有关设计文件中应当明确要求生产、供应商：①应为其产品配置具有良好的燃料/空气比调节性能的燃烧机；②某一额定出力的设备一般均有2～3种燃烧机(指同一品牌、系列内)可供选配，应根据当地海拔，按设计热负荷的1.2～1.5倍选用其中裕量充分者，所谓“大马拉小车”在这里恰恰是有必要的；③安装完毕后的试车阶段，应出动适当的人员和装备，以将烟气中的化学不完全燃烧成分控制在0～0.1%为目标，进行精心的现场调节。 6 关于给水设备
以最常用的离心泵为例，工程设计中由于现场条件的限制，经常需要将离心泵安装在水面以上，这里就有一个允许的几何安装高度Hg的确定问题。标准工况(大气压力1 013.25 hPa，20 ℃清水)下的Hg(m)为
(16)
式中 Hb——泵样本提供的允许吸上真空高度，m；
——泵吸入口的速度压头，m；
h1——吸水管段的流动阻力损失，m。
自然，当大气压力及水温不同于标准工况时，Hg将随Hb值的改变而改变，后者的变化为
Hb′=Hb-(10.33-hA)+(0.24-hv) (17)
式中hA——当地大气压，m；
hv——与实际水温相应的汽化压力，m；
假如离心泵输送的不是清水而是其它液体(如油类)，则相关的修正更复杂一些，详见文献［1］，此处不赘。 7 关于空气压缩机与真空泵
不难理解，随着海拔高度的上升和空气密度的减小，空压机与真空泵生产能力的下降比起前面的设备来，将更为直接和明显。
就空压机而言，如设计排气量为Ls，则选用设备的名义排气量就应是
Lx=K.Ls (18)
表5 空压机排气量海拔修正系数K
海拔/m 914 1 219 1 524 1 829 2 134 2 438 2 743 3 048 3 658 K 1.1 1.14 1.17 1.2 1.23 1.26 1.29 1.32 1.37 真空泵的生产厂商一般都在产品样本中列出了产品在不同海拔高度(或大气压力)下的抽气量；如未列出，须向厂商详作咨询。 8 关于电机工作环境
建筑中各类设备大量使用电动机，尤其是异步电机作为原动力。在高海拔地区，也存在着一个由于空气稀薄致使电动机散热困难进而功率降低的问题。为此，有的资料如文献［2］干脆限定“异步电动机使用地点的海拔不超过1 000 m”，这当然是不现实的。但这个问题又的确不能不考虑，原机械工业部就曾为此专门颁布过《电机使用于高海拔地区的技术要求》，规定了不同海拔高度所对应的最高容许环境温度，如表6。 表6 电动机最高容许环境温度
海拔高度/m 1 000 2 000 3 000 4 000 35 30 25 最高容许环境温度/℃ 40 在此提出这个问题的实际意义在于：高海拔地区暖通空调设计中应重视各类电机的工作环境问题，采取适当措施，使其通风良好，气温保持在表6容许的范围内。当出于现场各种实际因素，电机工作环境温度仍有可能超过规定时，应采用人工降温，而按环境温度每高出1 ℃，电机额定功率降低1%的原则选用较大电机的做法则只能是不得已而为之的下策。这里一个典型的例子是屋顶电梯机房，发热量大，日照强烈，应加强通风，气温过高或使用频繁者应加设分体式空调机。
同样的问题对于目前使用日趋广泛的变频器来说或许影响更大，因为所有变频器都明文规定的使用环境之一便是海拔高度低于1 000 m。设计者不但有责任努力创造通风散热的良好工作环境，还应敦促生产、供应商就高海拔问题采取相应的对策，例如在变频器的外壳上增设换气扇，等等。
9 关于空调新风处理
在文献［4］中，笔者探讨了昆明地区空调新风处理的特殊性，认为在一定条件下，新风可不作集中处理而直接送入风机盘管回风箱，其负荷完全由风机盘管承担。究其原因，是由于当地夏季室外空气湿球温度较低，因而新风的焓值也较低所致。而这样的气候条件，实际上并不仅见于昆明，而是普遍存在于高海拔地区。 表7汇总了仿照文献［4］的基本数据与方法(经订正)对各主要高海拔城市新风不作集中处理时标准间风机盘管空气处理过程的计算结果。
如果同时考虑到以下两个事实：①我国风机盘管产品标准(JB/T 4283-91)所规定的风机盘管全冷量按焓差16.5 kJ/kg确定，并且上市产品的处理焓差大都高于此值；②高档风量大约在600～700 m3/h之间的卧式暗装风机盘管，其长度均小于客房门廊的一般宽度1 200 mm，那么，我们就有足够的理由相信：表7的计算结果支持文献［4］的结论。换言之，文献［4］的结论在高海拔地区有着广泛的适用性。 表7 新风直接送入风机盘管的计算结果 室内焓hn/kJ/kg 新风余热Qw/W 新风余湿Ww/g/h 总余热∑Q/W 总余湿∑W/g/h 热湿比ε 呼和浩银川 西宁 特 54.31 317 250 1 817 450 兰州 拉萨 贵阳 昆明 54.36 57.30 11.43 12.59 573 268 605 346 2 073 1 768 805 546 54.51 58.76 55.94 65.14 11.49 13.16 12.05 15.67 455 416 616 -97 -173 27 301 164 364 -375 -441 -241 室内含湿量dn/g/kg 11.41 1 955 1 403 1 801 1 125 14 536 11 425 187 066 17 812 -866 475 9 271 11 657 43.91 50.37 46.31 57.91 664 636 536 602 651 551 674 679 579 561 713 613 43.01 46.74 658 603 637 634 10.62 10.57 537 534 57.16 58.61 14.15 11.87 送风焓ho(Δt=8 ℃) 44.32 /kJ/kg 送风量Go/kg/h 3 Lo/m/h 换气次数n/h-1 回风量Ln/m3/h 654 626 10.43 526 10.60 10.85 11.32 11.88 56.72 58.30 57.21 63.91 12.81 7.93 10.90 6.00 混合风焓hm/kJ/kg 55.88 过程焓差Δh/kJ/kg 11.56 10 关于通风除湿
受地形、地势和天气系统等诸多因素的影响，高海拔地区另一个显著的气候特征便是空气的含湿量较低，西部和西北部区更是全年都相当干燥。这一特征在某些方面或许不足称道，但对于采用自然或机械通风方式消除游泳馆之类大量散湿场所的余湿则肯定是非常有利的。 文献［5］对通风除湿设计中室外计算参数的确定问题作了颇具深度的研究。在统计大量气象资料的基础上，该文指出：呼和浩特、银川、兰州、昆明等城市通风除湿所需风量不大，不保证时数很小；贵阳则风量稍大，不保证时数稍多。文中未提及的西宁和拉萨的情况是：含湿量更低，通风除湿所需风量更小，不保证时数更少甚至完全保证。在这个问题上，高海拔地区的优势是应该充分认识并加以积极利用的。