摘要：本文結(jié)合工程施工實際，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)鍵詞：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，冷水機組及鍋爐房等設(shè)備宜設(shè)在獨立的建筑內(nèi)。
設(shè)備層內(nèi)管道布置原則：離地 h≤2.0 m 布置空調(diào)設(shè)備，水泵等
h=2.5~3.0 m 布置冷、熱水管道
h=3.6~4.6 m 布置空調(diào)通風(fēng)管道
h 〉4.6 m 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） |
|
1000 |
4.0 |
15000 |
5.5 |
|
3000 |
4.5 |
20000 |
6.0 |
|
5000 |
4.5 |
25000 |
6.0 |
|
10000 |
5.0 |
30000 |
6.5 |
在實際施工中往往因為機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程合理。在對流量和揚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，或者造成運行費用增加，甚至水泵不能正常工作。
一般工程項目中配置的冷水機組都在2至4臺之間，對于規(guī)模很大的工程項目，甚至需要5臺以上的冷水機組并聯(lián)工作。制冷站內(nèi)的主機與水泵的匹配一般來說是一機對一泵，以保證冷水機組的水流量及正常運行，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)的補水量（膨脹水箱）
水箱容積計算: Vb=a△tVs m3
Vb—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=0.0006 L/℃
△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?/P>
3．冷凍水系統(tǒng)流速規(guī)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
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)運行時或剛開機時，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)最低點和局部低點應(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。因為氬弧焊打底不會出現(xiàn)焊渣，且焊縫致密，不易滲漏。
冷凍水系統(tǒng)初次運行時，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
制冷機冷卻水量估算表
|
活塞式制冷機(t/kw) |
0.215 |
|
離心式制冷機(t/kw) |
0.258 |
|
吸收式制冷機(t/kw) |
0.3 |
|
制冷機(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100 m3/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）=（主機制冷量+壓縮機輸入功率）÷3.165
2. 初先的冷卻塔的名義流量應(yīng)滿足冷水機組要求的冷卻水量，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，校核塔的實際流量是否仍不小于冷水機要求的冷卻水量。
3. 校核所選塔的結(jié)構(gòu)尺寸、運行重量是否適合現(xiàn)場安裝條件
4. 簡要經(jīng)驗值計算公式：
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)的補水量取為循環(huán)水量的1—1.6%,電制冷、水質(zhì)好時，取小值，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≤7kW |
DN＝20mm |
|
|
Q＝7.1～17.6kW |
DN＝25mm |
|
|
Q＝101～176kW |
DN＝40mm |
|
|
Q＝177～598kW |
DN＝50mm |
|
|
Q＝599～1055kW |
DN＝80mm |
|
|
Q＝1056～1512kW |
DN＝100mm |
|
|
Q＝1513～12462kW |
DN＝125mm |
|
|
Q>12462kW |
DN＝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)機盤管機組、整體式空調(diào)器、組合式空調(diào)機組等運行過程中產(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：
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機組,AHU機組因冷凝水量大，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。很多情況都是因為倒坡使冷凝水不能正常排放，導(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。
通風(fēng)設(shè)備網(wǎng)：http://m.boshiwj.com