中央空调水系统常用组成部件.doc

l 中央空调水系统常用组成部件空调水系统常用管材和管径l 管道连接件l 管道保温l 压力表l 温度计l 水流开关(流量控制器)l 除污器和水过滤器l 膨胀水箱l 排气阀l 集气罐l 水泵l 冷却塔l 阀门l 玻璃液位计1，空调水系统常用管材和管径：空调水系统常用的管材是水、煤气输送钢管和无缝钢管。1)、水、煤气输送钢管一般采用碳素软钢制成，俗称熟铁管，它可以分成镀锌管（白铁管）和不镀锌管（黑铁管），按压力分可以分为普通管（公称压力为1Mpa）和加厚管.一般采用公称直径（如DN50）进行表示。2）、无缝钢管：生产检验标准为无缝钢管（YB231-70）。材质一般为普通碳素钢、优质碳素钢。习惯用英文字母D后续外径乘以壁厚表示（如D108x4），常用规格请参见表1。表1 空调水系统中常用的一般无缝钢管规格表(摘自YB231-70)公称直径mm外径mm壁厚mm重量kg/m1015202532405065801001251502002503004005001418253238455776891081331592192733254265303.03.03.03.53.53.53.54.04.04.04.04.56.07.08.09.09.00.8141.111.632.462.983.584.627.108.3810.2612.7317.1531.5445.9262.5492.55105.503）管道内过高的流速会带来很大的压力损失，为此需要控制管内水流速，在一般定流量系统中，管内水流速可以参见下表推荐的值m/s公称直径mm<250>=250吸入管1.01.21.21.6压出管1.52.02.02.52， 管道连接件管道连接方法有螺纹接，法兰接和焊接三种，应按所选管材和最大工作压力选定。当选择与设备（或阀件）相连接的法兰时，应按设备和阀件的公称压力（注：对于空调工程范畴的水管，最大工作压力可以当作公称压力考虑来选择，否则会造成所选择的法兰与设备（或阀件）上的法兰尺寸不相符合的情况。当采用凹凸式或榫槽式法兰连接时，在一般情况下，设备和阀件上的法兰制成凹面或槽面，而配制得法兰制成凸面或榫面。在选用法兰时应优先选用标准法兰 ，非标准法兰是要自行设计的。我国现行法兰技术标准的公称压力（Pg）系列为0.1，0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.4Mpa时，一般应按1.6Mpa等级选用。3， 管道保温为了减少管道的能量损失，防止冷水管道表面结露以及保证进入空调设备和末端空调机组的供水温度，管道及其附件均应采用保温措施，保温层的经济厚度的确定与很多因素有关，如材料的若物理特性，材料和保温结构的投资及其偿还年限、能价（还应包括上涨率因素）、系统的运行小时数等，需要详细计算时可以查阅有关技术资料。一般情况下可以参考表2选用。表2保温层厚度选用参考表冷水管（或热水管）的公称直径Dgmm32405580150200300>300保温层厚度mm聚苯乙烯（自熄型）404545505560606570玻璃棉3540455050 注：其他管道如冷凝水管、室外明装的冷却塔出水管以及膨胀水箱的保温层厚度一般取25mm。目前，空调工程中常用的保温材料及其主要技术特性列于表3。保温结构的设计和施工质量直接影响到保温效果、投资费用和使用寿命，应与重视。管道和设备的保温结构一般由保温层和保护层组成。对于敷设在地沟内的管道和和输送低温水的管道还需加防潮层。管道保温结构的施工应在管道系统试压和涂漆合格后进行。在施工前应先清除管子表面的脏物和铁锈，涂上防锈漆两道，要保护管道外表面的清洁并使其干燥。在冬、雨季进行室外管道施工时应有防冻和防雨的措施。保温结构的形式甚多，视选用的保温材料、管径大小和管径的外界环境条件而异。目前，空调工程中水管大多用管壳式保温材料，并采用绑扎式结构，在管壳的外面应包裹油毡玻璃丝布保护层涂抹石棉水泥保护壳。注意：在用矿渣棉或玻璃棉制的管壳作保温层时，宜使用油毡玻璃丝布保护层，而不宜选用石棉水泥保护壳。表3 常用保温材料及其主要技术特性材料名称密度kg/m³导热系数W/(mK)适用温度备注可发性聚苯乙烯塑料板、管壳18250.0410.044-4070此种材料有自熄型和非自熄型两种，订货时需明确指出软质聚氨酯泡沫塑料制品30360.040-2080它可以现场发泡浇注成型，强度较大，但成本也高酚醛树脂矿渣棉管壳1501800.0420.049300难燃、价廉、货源广，施工时刺激皮肤且尘土大岩棉保温管壳1002000.0520.058-268350适应温度范围大，施工容易，但需注意岩棉对人体的危害水泥珍珠岩管壳2504000.0580.087600不燃、不腐蚀、化学稳定性好，且价廉玻璃棉管壳1201500.0350.058250耐腐蚀、耐火、吸水性很小，有良好的化学稳定性。但施工时刺激皮肤聚乙烯高分子架桥发泡体33450.036100难燃、燃烧无毒性、极佳的防水性、优良的耐侯性、加工容易、优良的结构强度管道保温结构的施工方法很多，详细的内容可以参阅施工规范和有关手册。4， 弹簧管压力表：1）、作用：用于测量水系统的压力。了解水系统各处的压力对于判断水系统是否正常十分必要，应该专人每天对于水系统压力表进行抄数。2）、形式：常用为弹簧管压力表，其外形如图一所示。3）、安装方法：A） 压力表的取压口应安装在直管段上，前后5倍管径处不能有弯管、变径、阀门等设备；B） 安装时必须使表盘直于地面，若安装位高于视平线时，应使表盘略向前倾斜，以便观测，推荐按图二所示方法进行安装；C） 应安装在便于观察和维修的起压点，取压管应有足够的长度，避免将弯管式旋塞包在保温结构中；D） 当弹簧管压力表的接头一般为公制螺纹，如与英制螺纹连接时，中间应增加压力表过渡接头；5， 温度计：1)作用：用于测量系统内各点的水温；2) 形式：温度计的形式有很多种，常用的为工业内标式玻璃温度计；3)安装方法：温度计的安装的核心原则是尽量减少温度计与水之间的热阻；A)安装时应确保温度计温饱部分应在管道的中心线上，即温度计的下体长度为管道的半径加温度计的接头的有效长度。在没有接头的具体长度时，可以按如下方法进行估算下体长度：直形温度计 D/2+60(mm); 90°角形温度计 D/2+80(mm); 135°角形温度计 0.7D+70(mm) ;以上估算的下体长度，不包括管子的保温层厚度。B)温度计应插入插座内，插座内应充满机油。C)温度计在水平管段安装和垂直管段安装时，请参见附图三所示。6，水流开关(流量控制器)：1)、作用：中央空调一般以水作为二次换热的介质，合适的水流量是中央空调主机可靠工作的必要保证，不适当的水流量可能导致冷水主机蒸发器结冰、冷凝压力高、压缩机“咬缸”等故障，因此合适的水流检测方法以及检测部件是保证机组只有在系统水流量大于允许的最小水流量下工作，避免空调主机发生故障；应特别注意，一般使用2年以后就需要更换。2)、形式：一般有靶标式和压差式两种，目前我们常用的为靶标式；3）、安装方法：（图四）l 安装前请仔细检查流量控制器，包装应完好，外观应无损伤及变形。l 流量控制器可安装在水平管道或液流方向向上的垂直管道中，但不能安装在液流向下的管道中。当安装在液流向上的管道时，应考虑到重力影响。需要指出的是一般不要在垂直管段上安装。l 流量控制器一定要安装在一段直线管道上，其两边至少有5倍管径的直线行程，同时必须注意管道中液流方向必须与控制器上箭头方向相一致。其接线端子应在易于接线的位置。l 安装及接线时，请注意以下事项：绝对禁止扳手碰撞流量控制器底板，导致流量控制器变形失效。为避免触电及损害设备，在接线或进行调试时，应切断电源。接线时，绝对禁止调节除微动开关接线端子、接地螺丝外的其他螺丝。并应注意，微动开关接线时不能用力过猛，否则将使微动开关本身位置位移，导致流量控制器失效。接地必须使用专用接地螺丝，不能随意拆卸安装螺钉，否则将导致控制器变形失效。控制器出厂前已设定为最小流量值，不得调到低于出厂设定值，否则可能造成开关失效。安装结束后，请通过按动流量控制器杠杆数次来检查，一旦发现杠杆回复时没有“咔嗒”时，顺时针旋转调节螺丝直到回复时有“咔嗒”声。控制器的靶片不能与管道内壁及管道中其他节流器相接触，否则容易导致控制器不能正常复位。4） 水流开关调试：应观察三个工作周期，确定控制器和与之连接的系统运转正常，并及时盖上控制器外壳。 A>5D调整螺丝图四7 除污器和水过滤器：1)作用：为防止水管系统阻塞和保证各类设备和阀件的正常功能，在管路中应安装除污器和水过滤器，用以清除和过滤水中的杂物和粘混水垢。一般，除污器和水过滤器安装在水泵的吸入管和机组进水口的水过滤器：水过滤器规格为1620目/in的不锈钢或铜丝网。其它如供暖系统上的减压阀和自动排气阀等小通径阀件前的管路上都应安装。2）形式：工程上常用的除污器有立式直通式，卧式直通式和卧式角通式几种，可视现场安装条件选用。3）安装：l 除污器和水过滤器的型号都是按照连接管的管径选定的。连接管的管径应该与干管的管径相同。l 在选定除污器和水过滤器时应重视它们的耐压要求和安装检验的场地要求。l 除污器和水过滤器的前后，应该设置闸阀，供它们在定期检修时与水系统切断之用（平时处于全开状态）；l 安装时必须注意水流方向；l 在系统运转和清洗管路的初期，宜把其中的滤芯卸下，以免损坏。l 水管冲洗后折下过滤网清洗干净，并检查如有破损，应以更换。8 膨胀水箱 1）作用：当空调水系统采用闭式环路循环时，为给于系统中存水因温度变化而引起的体积膨胀余地并有利于系统内空气地排除，应该在管路系统上连接膨胀水箱，同时在许多水系统中，膨胀水箱还兼做定压水箱用。 2）安装：为保证膨胀水箱的作用，必须重视它与系统的正确连接。在机械循环系统中，膨胀水箱应该接在水泵的吸入侧，而且装置的标高至少要高出水管系统最高点1m。 膨胀水箱的配管（图五）主要包括膨胀管、信号管、补给水管（有手动和自动控制）、溢流管、排污管等。箱体应该保温并加盖板，盖板上连接的透气管一般可以选用公称直径为100mm的钢管制作。当膨胀水箱兼用于供冷和供暖两种工况时，特别要重视膨胀水箱的安置条件，以防冬季供暖时因水箱内的水结冰造成箱体结构破坏，甚至酿成事故。图五工程上另一种做法是在膨胀水箱上再接出一根循环管，如图图五B中虚线所示。在水系统中，循环管与膨胀管要接在同一条管路上，其连接点之间应保持一定距离（见图五）。使膨胀水箱中的水在两连接点压差的作用下处于缓慢流动状态，这样做是可以避免结冰现象出现的，循环管和膨胀管的连接点间距可以从阻力计算确定，一般可以取1.53.0m。要注意的是，这种连接循环管的做法，在夏季使用时会增加系统的无效冷量损失。3）膨胀水箱的容积：由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定的，可以用下式计算确定： Vp=t m³ （7.24）式中 Vp-膨胀水箱有效容积（即由信号管到溢流管之间高差内的容积，见图7.36），m³；-水的体积膨胀系数，=0。0006，1/；t-最大的水温变化值，；-系统内的水容量，m³，即系统中管道和设备内存水量的总和。系统的水容量可以在设计完成后，从各管路和设备逐个计算求得。也可以参考表四所提供的数据来确定。表四是15个办公楼建筑得统计值。表四 系统内的水容量 l/m² 建筑面积全空气方式与机组结合使用方式供冷时0.400.550.701.30供暖时1.252.001.201.90注：与机组结合使用得方式是指诱导机组或风机盘管机组与空气系统相结合得方式，表中供暖时得数值是指使用热水锅炉得情况：当使用热交换器时可以取供冷时得数值。9 排气阀1） 作用：用于排出水系统中的空气；2） 形式：一般有自动式和手动式；3） 安装：应安装于系统最高点；10 集气罐1） 作用：为是水系统运行正常，及时排除系统内的空气是很重要的。2） 形式：通常的做法是在管路上装置集气罐，集气罐一般是用公称直径100150mm的短的钢管制成的。它与系统的连接方法可见图7.38所示。集气罐的放气管可选用公称直径为15mm的钢管制作。放气管上应安装放气阀，供系统充水时和运行时定期放气之用。为保证集气罐的排放空气功能，它的安装高度必须低于膨胀水箱。 图六3）安装：集气罐与系统管路的连接，由于立式集气罐容纳的空气比卧式的多，所以在大多数情况下都选用立式集气罐；只在干管距顶棚的距离很小不能设置立式集气罐时，才使用卧式集气罐。10, 水泵1）作用：是把机械能（电能）转化为流经其内部流体的压力能和动能的流体机械。2)形式：水泵型式的选择与水管系统的特点、安装条件、运行调节要求和经济性等有关。就空调系统而言，使用比转数在30150的离心水泵最为合适，因为它在流量和压头的变化特性上容易满足空调系统的使用需要。在常用的离心水泵中，根据对流量和压头的不同要求，可以分别选用单级泵和多级泵。除此，离心水泵还有单吸还有双吸之分，在相同流量和压头的运行条件下，从吸水性能、消除轴向不平衡力和运行效率方面比较，双吸泵均优于单吸泵，在流量较大时更明显；然而，双吸泵结构复杂，且一次投资较大。表四 空调工程中常用的高效节能型水泵系列结构系列流量范围扬程范围取代的系列l/skPam单级、单吸、悬臂式IS1.751116.34004912265125BA单级、双吸、中开式S38.95611402020989311095SH单吸、多级、分段式TSWA4.1753.115191165286516.8292TSW3） 水泵选择选择水泵所依据的流量L和压头(或扬程)P如下确定： 或 式中 设计的最大流量，或 1. 1或1.2附加系数，当水泵单台工作时取1.1；两台并联工作时取1.2。 ，kPa 式中 管网最不利环路总阻力计算值，kPa；11.2附加系数。3） 安装：水泵应安装于水平面上，必须做好防震处理；在水泵的吸入管和压出管上应分别设置进口阀和出口阀，以利关断用。对于进口阀，在通常情况下，它是全开的，因此，最好用低廉的、流动阻力小的闸阀。在水泵有吸水高度的开式系统中，此阀绝对不能作调节用，否则水泵有产生气蚀的危险。对于出口阀，除了水泵在检修时的关断作用外，它还应该有调节流量的作用。因此，出口阀还需要较好的调节特性，而且要稳定可靠的结构。对空调水系统而言，采用截止阀或蝶阀，从技术经济上看被认为是比较合理的，因为这种阀门在系统启动时能缓缓打开，可以防止因水快速流动而造成整个管路系统发生颤振现象。水泵的出水管上还应安装有压力表和温度计，以利检测。要注意，它们应该被安装在便于观察和维修的位置上，并注意周围对其测量的准确度有影响的环境条件。如果水泵从低位水箱吸水，那么在吸水管上还应安装真空表。11，冷却塔1）作用：冷却塔的作用是使水在塔内与空气进行热湿交换而得到降温。近年来，为了减低城市供水管网的负荷，空调工程中制冷系统冷凝器用的冷却水基本上都是采用冷却塔处理而循环使用的。2)形式：冷却塔多为开放式并配用风机，使空气与待处理的冷却水强制对流，以提高水的降温效果。塔内装有高密度的亲水性填充材料。常用的冷却塔有逆流型和直交流型两种（见图7.3.9）。 a) 逆流型 b) 直交流型图7.39 冷却塔的型式3)选择：空调中常用的逆流式水膜型填充物冷却塔的热工计算是一个比较复杂的问题，表示其热工特性的重要参数以焓为基准的总容积传热系数与填充料的材质特性、冷却塔的结构形式、淋水密度、水气比、塔断面风速等许多因素有关。因此，在工程中使用时一般都按市售产品的样本提供的热工性能数据进行选择。在选择冷却塔的型号和规格前，首先应根据工程设计资料计算需要的冷却水量W。计算公式如下：W=式中 冷却塔排走的热量，KW; 对于压缩式制冷机，取制冷机负荷的1.3倍左右； 对于吸收式制冷机，取制冷机负荷的2.5倍左右。 水的比热，KJ/kg C。常温时c4.1868KJ/kg C。 冷却塔的进出水温差，C; 对于压缩式制冷机，取45C； 对于吸收式制冷机，取69C。然后，根据W值从产品样本选择型号和规格。当设计条件与制造厂提供的产品性能表所列条件不同时，应考虑按设计条件予以修正。4） 安装： 复核所选冷却塔的结构尺寸（指占地面积和高度）是否适合现场的安装条件； 要根据冷却塔的运行重量核算冷却塔安装位置的楼板（或屋面板）结构的承受能力； 同时要重视所选冷却塔在运行时的噪音水平，使满足环境噪音要求。 冷却塔的安装位置应选在不受日照之处，空气要流畅且不能受污染（指热、废气和尘埃等）。 当冷却塔采用有叶窗围挡时，则百叶窗的开口面积要取得足够大，以便使空气有小于2m/s的速度流经百叶格。 机械通风式冷却塔在运行时难免会有水滴飞溅现象，在冷却塔选址时也要注意。5）注意事项：因为冷却水在塔内处理过程中不断蒸发，因此水循环系统需要不断补给水。冷却塔补给水管的管经选择时应考虑高架水箱水位的高度，根据可资利用的压头进行配管设计。补给水量可根据产品样本提供的数据确定，一般，可取冷却塔循环水量的13%。保持冷却水系统的水质是一个极为重要的问题。由于冷却水系统与大气相通，空气中的污染物如尘土，杂物，细菌，可溶性固体等随时都有可能进入循环水系统，使微生物大量繁殖，造成生物粘泥，与此同时，如果系统的补给水未经软化处理，在冷却塔中蒸发的那部分水的盐分将滞留在冷却水系统中，所以随着蒸发过程的进行，循环冷却水的溶解盐类不断被浓缩，因此水的浓度不断升高；此外，还有水中的溶解氧作用，使金属管道接垢，腐蚀。由于以上的原因，水系统的流通断面会不断减小，换热器的热效率会降低，系统的输配能力降低，能耗增加，最终还可能发生水流堵塞现象，甚至发生事故。所以要重视冷却水的水处理问题。冷冻水系统因为多为闭式循环，不与大气接触，而且水温低，所以结构和粘泥不严重，但是因为补给水阀件，管道接口和水泵轴封漏气等原因会给循环水带入溶解氧，所以电化学腐蚀情况也存在，因此也要重视水处理问题。下列冷却水水质控制指标可供工程管理参考：pH值：6.58.5；浑浊度：最大容许含量<=200mg/l碳酸盐硬度：830度（指德国度）如果现场不具备上述条件，为了改善水质指标可以采用下述简易方法，即调节冷却塔底池的排污阀在某一开度，使维持连续少量的排水，借以使冷却水系统内的水硬度保持在极限值以下。补给水量可以从水系统的水量平衡和盐度平衡进行计算。请借阅有关工业冷却水处理技术资料。12，阀门:安装平直，阀门手柄严禁朝下；以阀座为基准，采用低进高出安装方向；注意介质流动方向，防止装反;13玻璃液位计：由一副针形阀和一根玻璃管组成，在针形阀内有金属小球，以防止玻璃管突然破裂，能在容器内介质的压力下（一般不小于0.2Mpa）自动阻塞通道，不致使液体流失，阀体上的丝堵用来清理通道或兼作排液用，该液位计的工作压力在1.6Mpa,工作温度在80100，液位计阀以螺纹或法兰与容器相连接，安装时应以校核，使其两端液位计阀接口对中，液位计阀门与玻璃管采用锁母填料函的连接方式，一般以石棉绳作填料。