空调水系统的设计与施工技术

2022-09-11

近年来, 随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高, 在建筑空调安装过程中, 设备的选择是及其安装是个有效的控制途径。

1 水泵选择与安装

在设计空调水系统时应进行必要的水力计算, 根据设计流量计算出在该流量下管路的阻力, 以确保选用水泵的扬程合理。在对流量和扬程乘以一定的安全裕量后, 进行水泵的选择。有些设计人员未进行设计计算, 认为扬程大一些保险, 导致所选择的水泵不能满足要求, 或者造成运行费用增加, 甚至水泵不能正常工作。

一般工程项目中配置的冷水机组都在2至4台之间, 对于规模很大的工程项目, 甚至需要5台以上的冷水机组并联工作。制冷站内的主机与水泵的匹配一般来说是一机对一泵, 以保证冷水机组的水流量及正常运行, 因此, 目前我国空调水系统大多为有2台或2台以上水泵并联的定流量系统或一次泵变流量系统。空调设计时, 都是按最大负荷情况来进行设备选择以保证最不利情况时的需要。在循环水泵采用并联运行方式时, 选择水泵一定要按管路特性与水泵并联特性曲线进行选型计算。选型时, 除应注意水泵在设计工况时的性能参数外, 还应关注水泵的特性曲线, 尽量选择特性曲线陡的水泵并联工作。

很多空调设计都是冬夏两用的, 即随着季节的变化, 为盘管供应冷水或热水。冬季热负荷一般比夏季冷负荷小, 且空调水系统供回水温差夏季一般取5℃, 冬季取10℃, 根据空调水系统循环流量计算公式G=0.86Q/ΔT (式中Q为空调负荷KW, ΔT为水系统温差℃, G为水系统循环流量m3/h) , 则夏季空调循环水流量将是冬季的2~3倍。所以水泵应根据夏季工况参数选型。

水泵安装时, 其进出水口均应安装金属软接或橡胶软接, 以减小振动对管路的影响, 并保护水泵。重量大于300kg的水泵应安装惯性基础和减震器。惯性基础一般用型钢框架内填混凝土 (C30) 制作。惯性基础的重量一般为水泵自重的1.5~2倍。减震器应根据惯性基础重量和水泵重量并考虑水泵的动载荷选取。此外还应在水泵惯性基础上安装水平限位装置。

水泵出口声响异常, 一般是系统阻力太大, 导致系统缺水来引起的。

解决方法:

(1) 再开启一台水泵。运行两台水泵时, 异响消失。

(2) 适当关小泵出口阀门, 异响消失。

(3) 泵前过滤器太脏, 吸不上水, 拆洗过滤器。

(4) 系统排气, 减小系统阻力。

2 冷冻水系统设计与施工

(1) 系统冷冻水 (或盐水) 流量估算0.14L/S~0.2 0 L/S (0.2 5 L/S~0.4 0 L/S) /冷吨。1RT=3516.91W。

(2) 冷冻水系统的补水量 (膨胀水箱) 。

水箱容积计算:Vb=a△t Vsm3

式中:Vb为膨胀水箱有效容积 (即从信号管到溢流管之间高差内的容积) (m3) ;a为水的体积膨胀系数, a=0.0006L/℃;△t为最大的水温变化值 (℃) ;Vs为系统内的水容量m3, 即系统中管道和设备内总容水量。

(3) 冷冻水系统流速规定。

DN100及以上管道:2.0m/s~3.0m/s

DN80~DN100管道:1.0m/s~2.0m/s

DN40~DN80管道:1.0m/s左右

DN40以下管道:1.0m/s以下

无论如何, 冷冻水系统管路的流速不应大于3.0m/s。

系统运行时或刚开机时, 水中不可避免混有空气, 所以系统管路上应根据管径安装自动放气阀。特别要注意立管顶端最易积聚空气, 阻碍冷冻水正常流动, 必须安装自动放气阀。为便于维修, 在过滤器及控制阀处应设置旁通管, 在水泵的进出口处, 系统最低点和局部低点应设排水阀。

生产厂房内冷冻水系统如果系统较大, 末端设备较多时, 建议采用同程式系统。既可以避免安装多级平衡阀, 节约成本, 又容易达到水力平衡。

冷冻水系统管路多采用焊接, 焊渣等杂物非常容易掉到管道内, 堵塞过滤器或盘管。所以安装完成后, 应进行管路清洗, 清洗时应敲打管路, 除去附着在管内壁的焊渣等杂物。系统初次运行一周后应清洗过滤器。空调水管路焊接应该用氩弧焊打底, 电焊盖面。因为氩弧焊打底不会出现焊渣, 且焊缝致密, 不易渗漏。

冷冻水系统初次运行时, 应先打开供水阀, 待系统充满水后, 再打开回水阀, 以利于去除管路的杂质, 防止进入盘管。

3 冷却水系统设计与施工

制冷机冷却水量估算表 (表1) 。

冷却塔的选择。

冷却水系统形式主要有两种:水泵前置式和水泵后置式, 如图1、2图。确定时要考虑水系统的承压能力。水系统的承压能力最大的地方是水泵出口, 如图中的A点, 系统承压有以下三种情况:系统停止运行时, 水泵出口压力为系统静水压力h=Z;系统瞬时启动, 但动压尚未形成时, 水泵出口压力为系统静水压力和水泵全压之和h=Z+HP;正常运行时, 水泵出口压力为该点静水压力与水泵静压之和h=Z+HP-v2/2g。冷水机组冷凝器耐压, 目前国产机组一般为981KPa。水泵壳体的耐压取决于轴封的形式, 水泵吸入侧压力在981KPa以上时, 要使用机械密封。

冷却水系统设计应注意的问题。

(1) 多台冷却塔并联时, 冷却塔进水管路应设置平衡阀或电动控制阀, 平衡管路阻力。

(2) 冷却水系统水质较差时, 应设计旁滤系统, 过滤冷却水。

(3) 在有结冻危险的地区, 冷却塔间歇运行时, 为防止冷却塔水池结冰, 应设加热管线。室外冷却水管应保温。

冷却塔漂水过大是施工调试中经常遇到的问题。其主要原因是冷却水量超过额定流量。调节冷凝器进出水阀门, 观察出水压力表, 把压差控制在额定范围内 (一般压差为0.08MPa左右) , 一般就可以解决问题。如果不行, 再去查看布水器喷口喷射角度是否过于朝下, 调节冷却塔布水器的喷射角度, 使其稍有倾斜 (15度) 。

4 冷凝水系统设计与施工

通常, 可以根据机组的冷负荷Q (KW) 按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径。

Q≤7kW DN=20mm Q=7.1~17.6 kW DN=25 m m

Q=101~176 kW DN=40 mm Q=177~598 k W DN=50 mm

Q=599~1055kW DN=80mm Q=1056~1512kW DN=100mm

Q=1513~12462kW DN=125mm Q>12462 kW DN=150 mm

注: (1) DN=15mm的管道, 不推荐使用。 (2) 立管的公称直径, 就与水平干管的直径相同。 (3) 冷凝水管的公称直径DN (mm) , 应根据通过冷凝水的流量计算确定风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水, 必须及时予以排走。排放冷凝水管道的设计, 应注意以下事项。

(1) 沿水流方向, 水平管道应保持不小于千分之一的坡度;且不允许有积水部位。

(2) 当冷凝水盘位于机组负压区段时, 凝水盘的出水口处必须设置水封, 水封的高度应比凝水盘处的负压 (相当于水柱高度) 大50%左右。水封的出口, 应与大气相通。为了防止冷凝水管道表面产生结露, 必须进行防结露验算。

(3) 冷凝水立管的顶部, 应设计通向大气的透气管。

(4) 设计和布置冷凝水管路时, 必须认真考虑定期冲洗的可能性, 并应设计安排必要的设施。

(5) 回水的冷凝水可以做为冷却塔的补水。

冷凝水施工中, 管道安装一定注意不能倒坡。很多情况都是因为倒坡使冷凝水不能正常排放, 导致凝水盘处溢水。安装时存水弯的高度应符合设计要求, 否则冷凝水不能排出。

冷凝水管在吊顶上敷设时, 应认真保温, 防止结露。