淺談空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計與施工

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簡介：本文結(jié)合工程施工實(shí)際，對設(shè)備間面積及層高與管路布置，空調(diào)水系統(tǒng)的水泵設(shè)計與選型，冷凍水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)設(shè)計做了簡要的闡述。對中央空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計與施工有一定的參考價值。

      關(guān)鍵字：設(shè)備布置水泵冷卻塔流量流速   近年來，本人相繼參加了臺積電，德州儀器及龍騰光電幾個大型電子廠房空調(diào)水系統(tǒng)的二次設(shè)計及施工。我總結(jié)了一些空調(diào)水系統(tǒng)施工和設(shè)計的切身體會，或是經(jīng)驗(yàn)或是教訓(xùn)，還有一些是自己想到的和看到的，一起列在這里，請大家指正。一．設(shè)備間面積及層高與管路布置原則隨著智能建筑及建筑功能的發(fā)展，設(shè)備布置所需的空間越來越受限制了。設(shè)備間的管路管線只有認(rèn)真合理的進(jìn)行空間管理，才能節(jié)省空間，并避免不必要的返工。設(shè)備層布置原則：20層以內(nèi)的高層建筑：宜在上部或下部設(shè)一個設(shè)備層30層以內(nèi)的高層建筑：宜在上部和下部設(shè)兩個設(shè)備層30層以上超高層建筑：宜在上、中、下分別設(shè)設(shè)備層生產(chǎn)廠房宜在其周邊輔房內(nèi)設(shè)空調(diào)設(shè)備，冷水機(jī)組及鍋爐房等設(shè)備宜設(shè)在獨(dú)立的建筑內(nèi)。設(shè)備層內(nèi)管道布置原則：離地h≤2.0m　布置空調(diào)設(shè)備，水泵等h=2.5~3.0m　布置冷、熱水管道h=3.6~4.6m　布置空調(diào)通風(fēng)管道h〉4.6m布置電線電纜設(shè)備層層高概略：建筑面積（m2）設(shè)備層層高（m）建筑面積（m2）設(shè)備層層高（m）10004.0150005.530004.5200006.050004.5250006.0100005.0300006.5在實(shí)際施工中往往因?yàn)闄C(jī)房空間不夠或管線布置不合理，導(dǎo)致沒有空調(diào)水閥組的安裝位置，閥門裝設(shè)過高，不便操作。二．水泵選擇與安裝在設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)時應(yīng)進(jìn)行必要的水力計算，根據(jù)設(shè)計流量計算出在該流量下管路的阻力，以確保選用水泵的揚(yáng)程合理。在對流量和揚(yáng)程乘以一定的安全裕量后，進(jìn)行水泵的選擇。有些設(shè)計人員未進(jìn)行設(shè)計計算，認(rèn)為揚(yáng)程大一些保險，導(dǎo)致所選擇的水泵不能滿足要求，或者造成運(yùn)行費(fèi)用增加，甚至水泵不能正常工作。一般工程項(xiàng)目中配置的冷水機(jī)組都在2至4臺之間，對于規(guī)模很大的工程項(xiàng)目，甚至需要5臺以上的冷水機(jī)組并聯(lián)工作。制冷站內(nèi)的主機(jī)與水泵的匹配一般來說是一機(jī)對一泵，以保證冷水機(jī)組的水流量及正常運(yùn)行，因此，目前我國空調(diào)水系統(tǒng)大多為有2臺或2臺以上水泵并聯(lián)的定流量系統(tǒng)或一次泵變流量系統(tǒng)?？照{(diào)設(shè)計時，都是按最大負(fù)荷情況來進(jìn)行設(shè)備選擇以保證最不利情況時的需要。在循環(huán)水泵采用并聯(lián)運(yùn)行方式時，選擇水泵一定要按管路特性與水泵并聯(lián)特性曲線進(jìn)行選型計算。選型時，除應(yīng)注意水泵在設(shè)計工況時的性能參數(shù)外，還應(yīng)關(guān)注水泵的特性曲線，盡量選擇特性曲線陡的水泵并聯(lián)工作。運(yùn)行人員應(yīng)注意工況轉(zhuǎn)換時對閥門的調(diào)節(jié)。很多空調(diào)設(shè)計都是冬夏兩用的，即隨著季節(jié)的變化，為盤管供應(yīng)冷水或熱水。冬季熱負(fù)荷一般比夏季冷負(fù)荷小，且空調(diào)水系統(tǒng)供回水溫差夏季一般取5℃，冬季取10℃，根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)循環(huán)流量計算公式G=0.86Q/ΔT（式中Q為空調(diào)負(fù)荷KW，ΔT為水系統(tǒng)溫差℃，G為水系統(tǒng)循環(huán)流量m3/h），則夏季空調(diào)循環(huán)水流量將是冬季的2-3倍。所以水泵應(yīng)根據(jù)夏季工況參數(shù)選型。水泵安裝時，其進(jìn)出水口均應(yīng)安裝金屬軟接或橡膠軟接，以減小振動對管路的影響，并保護(hù)水泵。重量大于300kg的水泵應(yīng)安裝慣性基礎(chǔ)和減震器。慣性基礎(chǔ)一般用型鋼框架內(nèi)填混凝土（C30）制作。慣性基礎(chǔ)的重量一般為水泵自重的1.5—2倍。減震器應(yīng)根據(jù)慣性基礎(chǔ)重量和水泵重量并考慮水泵的動載荷選取。此外還應(yīng)在水泵慣性基礎(chǔ)上安裝水平限位裝置。水泵出口聲響異常，一般是系統(tǒng)阻力太大，導(dǎo)致系統(tǒng)缺水來引起的。解決方法：1.再開啟一臺水泵。運(yùn)行兩臺水泵時，異響消失。2.適當(dāng)關(guān)小泵出口閥門，異響消失。3．泵前過濾器太臟，吸不上水，拆洗過濾器。4．系統(tǒng)排氣，減小系統(tǒng)阻力。三．冷凍水系統(tǒng)設(shè)計與施工1．系統(tǒng)冷凍水（或鹽水）流量估算0.14~0.20L/S(0.25~0.40L/S)/冷噸。1RT=3516.91W。2．冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水量（膨脹水箱）水箱容積計算:Vb=a△tVsm3Vb—膨脹水箱有效容積（即從信號管到溢流管之間高差內(nèi)的容積）m3   a—水的體積膨脹系數(shù)，a=0.0006L/℃   △t—最大的水溫變化值℃   Vs—系統(tǒng)內(nèi)的水容量m3，即系統(tǒng)中管道和設(shè)備內(nèi)總?cè)菟?．冷凍水系統(tǒng)流速規(guī)定DN100及以上管道：2.0m/s~3.0m/sDN80~DN100管道：1.0m/s~2.0m/sDN40~DN80管道：1.0m/s左右DN40以下管道：1.0m/s以下無論如何，冷凍水系統(tǒng)管路的流速不應(yīng)大于3.0m/s。系統(tǒng)運(yùn)行時或剛開機(jī)時，水中不可避免混有空氣，所以系統(tǒng)管路上應(yīng)根據(jù)管徑安裝自動放氣閥。特別要注意立管頂端最易積聚空氣，阻礙冷凍水正常流動，必須安裝自動放氣閥。為便于維修，在過濾器及控制閥處應(yīng)設(shè)置旁通管，在水泵的進(jìn)出口處，系統(tǒng)最低點(diǎn)和局部低點(diǎn)應(yīng)設(shè)排水閥。生產(chǎn)廠房內(nèi)冷凍水系統(tǒng)如果系統(tǒng)較大，末端設(shè)備較多時，建議采用同程式系統(tǒng)。既可以避免安裝多級平衡閥，節(jié)約成本，又容易達(dá)到水力平衡。冷凍水系統(tǒng)管路多采用焊接，焊渣等雜物非常容易掉到管道內(nèi)，堵塞過濾器或盤管。所以安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行管路清洗，清洗時應(yīng)敲打管路，除去附著在管內(nèi)壁的焊渣等雜物。系統(tǒng)初次運(yùn)行一周后應(yīng)清洗過濾器?？照{(diào)水管路焊接應(yīng)該用氬弧焊打底，電焊蓋面。因?yàn)闅寤『复虻撞粫霈F(xiàn)焊渣，且焊縫致密，不易滲漏。冷凍水系統(tǒng)初次運(yùn)行時，應(yīng)先打開供水閥，待系統(tǒng)充滿水后，再打開回水閥，以利于去除管路的雜質(zhì)，防止進(jìn)入盤管。四．冷卻水系統(tǒng)設(shè)計與施工制冷機(jī)冷卻水量估算表活塞式制冷機(jī)(t/kw)0.215離心式制冷機(jī)(t/kw)0.258吸收式制冷機(jī)(t/kw)0.3螺桿式制冷機(jī)(t/kw)0.193~0.322冷卻塔的選擇：1.現(xiàn)在一般中央空調(diào)工程使用較多的是低噪聲或超低噪聲型玻璃鋼逆流式冷卻塔，其國產(chǎn)品的代號一般為DBNL-水量數(shù)（m3/h）。如DBNL3-100型表示水量為100m3/h，第三次改型設(shè)計的超低噪聲玻璃鋼逆流式冷卻塔。即：水量數(shù)（m3/h）=（主機(jī)制冷量+壓縮機(jī)輸入功率）÷3.1652.初先的冷卻塔的名義流量應(yīng)滿足冷水機(jī)組要求的冷卻水量，同時塔的進(jìn)水和出水溫度應(yīng)分別與冷水機(jī)組冷凝器的出水和進(jìn)水溫度相一致。再根據(jù)設(shè)計地室外空氣的濕球溫度，查產(chǎn)品樣本給出的塔熱工性能曲線或說明，校核塔的實(shí)際流量是否仍不小于冷水機(jī)要求的冷卻水量。3.校核所選塔的結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)行重量是否適合現(xiàn)場安裝條件4.簡要經(jīng)驗(yàn)值計算公式：設(shè)備總冷量（KW）×856（大卡）÷3000×(1.2～1.3)=冷卻塔水流量冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量包括：1蒸發(fā)損失2漂水損失3排污損失4泄水損失建議冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量取為循環(huán)水量的1—1.6%,電制冷、水質(zhì)好時，取小值，溴化鋰吸收式制冷、水質(zhì)差時，取大值。冷卻水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的問題1．多臺冷卻塔并聯(lián)時，冷卻塔進(jìn)水管路應(yīng)設(shè)置平衡閥或電動控制閥，平衡管路阻力。2．冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)較差時，應(yīng)設(shè)計旁濾系統(tǒng)，過濾冷卻水。3．在有結(jié)凍危險的地區(qū)，冷卻塔間歇運(yùn)行時，為防止冷卻塔水池結(jié)冰，應(yīng)設(shè)加熱管線。室外冷卻水管應(yīng)保溫。冷卻塔漂水過大是施工調(diào)試中經(jīng)常遇到的問題。其主要原因是冷卻水量超過額定流量。調(diào)節(jié)冷凝器進(jìn)出水閥門，觀察出水壓力表，把壓差控制在額定范圍內(nèi)（一般壓差為0.08MPa左右），一般就可以解決問題。如果不行，再去查看布水器噴口噴射角度是否過于朝下，調(diào)節(jié)冷卻塔布水器的噴射角度，使其稍有傾斜（15度）。五．冷凝水系統(tǒng)設(shè)計與施工通常，可以根據(jù)機(jī)組的冷負(fù)荷Q（KW）按下列數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱直徑。Q≤7kWDN＝20mmQ＝7.1～17.6kWDN＝25mmQ＝101～176kWDN＝40mmQ＝177～598kWDN＝50mmQ＝599～1055kWDN＝80mmQ＝1056～1512kWDN＝100mmQ＝1513～12462kWDN＝125mmQ12462kWDN＝150mm注：1.DN＝15mm的管道，不推薦使用。2.立管的公稱直徑，就與水平干管的直徑相同。3.冷凝水管的公稱直徑DN（mm），應(yīng)根據(jù)通過冷凝水的流量計算確定   風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、整體式空調(diào)器、組合式空調(diào)機(jī)組等運(yùn)行過程中產(chǎn)生的冷凝水，必須及時予以排走。排放冷凝水管道的設(shè)計，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1.沿水流方向，水平管道應(yīng)保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位。2.當(dāng)冷凝水盤位于機(jī)組負(fù)壓區(qū)段時，凝水盤的出水口處必須設(shè)置水封，水封的高度應(yīng)比凝水盤處的負(fù)壓（相當(dāng)于水柱高度）大50％左右。水封的出口，應(yīng)與大氣相通。為了防止冷凝水管道表面產(chǎn)生結(jié)露，必須進(jìn)行防結(jié)露驗(yàn)算。3.冷凝水立管的頂部，應(yīng)設(shè)計通向大氣的透氣管。4.設(shè)計和布置冷凝水管路時，必須認(rèn)真考慮定期沖洗的可能性，并應(yīng)設(shè)計安排必要的設(shè)施。5.大型電子廠房的MAU機(jī)組,AHU機(jī)組因冷凝水量大，應(yīng)考慮回收?；厮睦淠梢宰鰹槔鋮s塔的補(bǔ)水。冷凝水施工中，管道安裝一定注意不能倒坡。很多情況都是因?yàn)榈蛊率估淠荒苷Ｅ欧?，?dǎo)致凝水盤處溢水。安裝時存水彎的高度應(yīng)符合設(shè)計要求，否則冷凝水不能排出。冷凝水管在吊頂上敷設(shè)時，應(yīng)認(rèn)真保溫，防止結(jié)露。四．冷卻水系統(tǒng)設(shè)計與施工制冷機(jī)冷卻水量估算表活塞式制冷機(jī)(t/kw)0.215離心式制冷機(jī)(t/kw)0.258吸收式制冷機(jī)(t/kw)0.3螺桿式制冷機(jī)(t/kw)0.193~0.322冷卻塔的選擇：1.現(xiàn)在一般中央空調(diào)工程使用較多的是低噪聲或超低噪聲型玻璃鋼逆流式冷卻塔，其國產(chǎn)品的代號一般為DBNL-水量數(shù)（m3/h）。如DBNL3-100型表示水量為100m3/h，第三次改型設(shè)計的超低噪聲玻璃鋼逆流式冷卻塔。即：水量數(shù)（m3/h）=（主機(jī)制冷量+壓縮機(jī)輸入功率）÷3.1652.初先的冷卻塔的名義流量應(yīng)滿足冷水機(jī)組要求的冷卻水量，同時塔的進(jìn)水和出水溫度應(yīng)分別與冷水機(jī)組冷凝器的出水和進(jìn)水溫度相一致。再根據(jù)設(shè)計地室外空氣的濕球溫度，查產(chǎn)品樣本給出的塔熱工性能曲線或說明，校核塔的實(shí)際流量是否仍不小于冷水機(jī)要求的冷卻水量。3.校核所選塔的結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)行重量是否適合現(xiàn)場安裝條件4.簡要經(jīng)驗(yàn)值計算公式：設(shè)備總冷量（KW）×856（大卡）÷3000×(1.2～1.3)=冷卻塔水流量冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量包括：1蒸發(fā)損失2漂水損失3排污損失4泄水損失建議冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量取為循環(huán)水量的1—1.6%,電制冷、水質(zhì)好時，取小值，溴化鋰吸收式制冷、水質(zhì)差時，取大值。冷卻水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的問題1．多臺冷卻塔并聯(lián)時，冷卻塔進(jìn)水管路應(yīng)設(shè)置平衡閥或電動控制閥，平衡管路阻力。2．冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)較差時，應(yīng)設(shè)計旁濾系統(tǒng)，過濾冷卻水。3．在有結(jié)凍危險的地區(qū)，冷卻塔間歇運(yùn)行時，為防止冷卻塔水池結(jié)冰，應(yīng)設(shè)加熱管線。室外冷卻水管應(yīng)保溫。冷卻塔漂水過大是施工調(diào)試中經(jīng)常遇到的問題。其主要原因是冷卻水量超過額定流量。調(diào)節(jié)冷凝器進(jìn)出水閥門，觀察出水壓力表，把壓差控制在額定范圍內(nèi)（一般壓差為0.08MPa左右），一般就可以解決問題。如果不行，再去查看布水器噴口噴射角度是否過于朝下，調(diào)節(jié)冷卻塔布水器的噴射角度，使其稍有傾斜（15度）。五．冷凝水系統(tǒng)設(shè)計與施工通常，可以根據(jù)機(jī)組的冷負(fù)荷Q（KW）按下列數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱直徑。Q≤7kWDN＝20mmQ＝7.1～17.6kWDN＝25mmQ＝101～176kWDN＝40mmQ＝177～598kWDN＝50mmQ＝599～1055kWDN＝80mmQ＝1056～1512kWDN＝100mmQ＝1513～12462kWDN＝125mmQ>12462kWDN＝150mm注：1.DN＝15mm的管道，不推薦使用。2.立管的公稱直徑，就與水平干管的直徑相同。3.冷凝水管的公稱直徑DN（mm），應(yīng)根據(jù)通過冷凝水的流量計算確定   風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、整體式空調(diào)器、組合式空調(diào)機(jī)組等運(yùn)行過程中產(chǎn)生的冷凝水，必須及時予以排走。排放冷凝水管道的設(shè)計，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1.沿水流方向，水平管道應(yīng)保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水部位。2.當(dāng)冷凝水盤位于機(jī)組負(fù)壓區(qū)段時，凝水盤的出水口處必須設(shè)置水封，水封的高度應(yīng)比凝水盤處的負(fù)壓（相當(dāng)于水柱高度）大50％左右。水封的出口，應(yīng)與大氣相通。為了防止冷凝水管道表面產(chǎn)生結(jié)露，必須進(jìn)行防結(jié)露驗(yàn)算。3.冷凝水立管的頂部，應(yīng)設(shè)計通向大氣的透氣管。4.設(shè)計和布置冷凝水管路時，必須認(rèn)真考慮定期沖洗的可能性，并應(yīng)設(shè)計安排必要的設(shè)施。5.大型電子廠房的MAU機(jī)組,AHU機(jī)組因冷凝水量大，應(yīng)考慮回收?；厮睦淠梢宰鰹槔鋮s塔的補(bǔ)水。冷凝水施工中，管道安裝一定注意不能倒坡。很多情況都是因?yàn)榈蛊率估淠荒苷Ｅ欧?，?dǎo)致凝水盤處溢水。安裝時存水彎的高度應(yīng)符合設(shè)計要求，否則冷凝水不能排出。冷凝水管在吊頂上敷設(shè)時，應(yīng)認(rèn)真保溫，防止結(jié)露。