空调水管系统之种类与功能.docx
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空调水管系统之种类与功能
空調水側(冰水)系統節能
空調水側(冰水)系統節能
大綱
1、空調水管系統之種類與功用
2、空調水管常用材料、配件與閥表
3、水管之佈置實務與節能
4、水管保溫與節能
5、水管施工注意事項
6、維護保養與節能
1、空調水管之種類與功用
A.種類
1)冰水管(ChilledWaterPiping)
2)冷卻水管(CondensingWaterPiping)
3)排水管(DrainagedPiping)
4)膨脹水管(ExpansionWaterPiping)
5)補給水管(MakeupWaterPiping)
B.各種水管之功用
1)冰水管:
輸送冰水在熱交換器(如空調箱、預冷空調箱或小型送風機)中熱交換造成冷氣之用。
即以冰水泵浦推動冰水至冰水主機(WaterChillerUnit)之冰水器(Chiller)製造冰水,送到熱交換器內完成熱交換造成冷氣,再將冷氣利用風管或直接吹入空調空間,使室溫達到條件理想之冷氣。
2)冷卻水管:
輸送冷卻水到冷凝器(Condenser)冷卻冷凝器之用。
即使用冷卻水泵浦推動冷卻水到冰水主機之冷凝器完成熱交換,復將冷凝器之熱水送到冷卻水塔散熱。
3)排水管:
將冷卻盤管產生之冷凝水與水管路設備(如冷凝器、冰水器、冷卻水塔…等)之水予以排放之用。
4)膨脹水管:
(1)補給冰水用
(2)冰水膨脹用(因水溫不同導致水管內水之體積不同)
(3)排放冰水管內積存空氣用。
5)補給水管:
補充冰水及冷卻水用。
2、空調水管常用材料、配件與閥表
A.水管材料
1)鐵管-鍍鋅白鐵管(GIP)、黑鐵管(BIP)
2)銅管
3)不銹鋼管
4)其他(如ABS管、PVC管、PB管、FRP管…等)
B.水管配件
1)彎頭(Elbow)
2)三通(Tee)
3)由令(Union)
4)卜申(Bushing)
5)法蘭(Flange)
6)大小頭(Reducer)
7)接頭(平接頭、法蘭、快速接頭)
C.閥表
1)閘門閥(GateValve)
2)蝶型閥(ButterflyValve)
3)球型閥(GlobeValve)
4)平衡考克(BalancingCock)
5)逆止閥(CheckValve)
6)過濾器(Strainer)
7)伸縮防震軟管(FlexibleConnecter)
8)溫度計(Thermometer)
9)壓力表(PressureGauge)
10)放氣閥(AirVent)
11)流量開關(FlowSwitch)
12)自動流量平衡閥(Auto.FlowControlValve)
3、水管之佈置實務與節能
A.選擇適宜之水管管徑
1)管徑過小──雖初設費較低,但水流速快,管壁摩擦損失大,水泵浦揚程增加,導致水泵浦運轉電費增加。
2)管徑過大──雖初設費較高,但水流速慢,管壁摩擦損失小,水泵浦揚程減小,導致水泵浦運轉電費降低。
B.減少水管之摩擦損失,降低水泵浦揚程以節能,其主要方法:
1)選擇管壁較光滑之水管材料。
2)水管長度盡量減少。
C.配合空調水量與水管揚程應慎選泵浦馬力數,其馬力數過大則耗能,過小則造成空調水量或水泵浦揚程不足。
有關水泵浦馬力數之計算公式,如下
水量(GPM)x總揚程(呎)x比重 水量(LPM)x總揚程(M)x比重
BHP=─────────────── BHP=──────────────
3960x效率 4560(KG-M/M)x效率
D.冰水定水量(CWV)系統之省能佈置方式
1)依建築物之用途與使用時間區分數個空間區域,由區域泵浦分區供應冰水(如圖一所示)。
2)空氣側設備(如空調箱、預冷空調箱與冷風機)之冰水管路宜採用「逆回水」方式(如圖二所示),其空氣側設備冰水供應平均,達到省能效果。
3)空氣側設備採用三通控制閥配合室內感溫器,控制冰水管進入冷卻盤管以節省能源(如圖三及圖四所示)。
E.冰水變水量(VWV)系統之佈置方式
1)應用多台二次冰水泵浦之變水量方式(如圖五所示)。
按空調空間冷氣負載的需要調節空調箱或冷風機的冰水量,藉冰水送水管之壓力來控制二次泵浦之運轉台數,當空調空間冷氣負載減少時,冰水需要量也減少,則二次泵浦之運轉台數可減少以節省電費。
2)應用冰水區域泵浦之變水量方式(如圖六所示)。
按空調空間冷氣負載的需要調節空調箱或冷風機的冰水量,藉冰水管之壓力由變頻方式控制冰水區域泵浦之冰水量以節約能源。
3)應用冰水變水量系統時,其冰水宜採用「直接回水」方式(如圖七所示),並且各台空氣側之空調箱、預冷空調箱與冷風機需配合採用二通自動控制閥(如圖八及圖九所示)以節約能源。
F.應將冰水管路中積存之空氣予以排放,可避免氣堵而維持冷卻盤管之熱交換以節省能源,其空氣排放方式如下:
1)在平面冰水管之最高處設置放氣閥予以排氣。
2)在冰水管適當位置佈置排氣裝置(如微氣泡補捉器或氣泡排放閥)將冰水管內之空氣予以排除。
G.佈置下列水管裝置以利節能
1)在水管適當位置佈置水雜質分離器,將水中雜質去除,避免雜質堵在過濾器內,否則將會減少泵浦水量及增加泵浦揚程。
2)設置水質處理設施,避免水質產生「結垢及沉澱」、「腐蝕」或「有機物生長」,以利節約能源。
H.空調設備之水管應正確連接以利節能,空調主要設備之水管連接方式如下:
1)空調主機(如圖十)
2)冷卻水塔(如圖十一)
3)水泵浦(如圖十二)
4)空調箱(如圖三與圖八)
5)冷風機(如圖四與圖九)
4、水管保溫與節能
A.冰水管需保溫之原因
1)節約能源──因冰水管常在溫度7℃至12℃間,若冰水管未保溫,由於管外之熱侵入,將提升管內冰水溫度,增長主機運轉時間,造成耗能。
2)避免冰水管外產生結露──由於冰水溫度低於室內空氣之霧點溫度,若冰水管未保溫,則室內空氣將冷凝附著於冰水管外形成結露,故冰水管需要保溫。
B.冰水管未保溫或保溫不良造成的其他缺點:
1)因結露滴水造成建築天花板污損。
2)冰水管外表因結露與空氣灰塵接觸而受污染。
3)若室內冰水管結露將影響空調空間的溫濕度準確性。
C.應慎選保溫材料,水管保溫材料需具備下列特性:
1)具隔熱性。
2)具隔濕性。
5、水管施工注意事項
水管施工時,應注意下列事項,以利節約能源:
A.水管宜平整施工盡量避免按裝不必要之彎頭(如圖十三),也要留意三通流向其裝置是否恰當(如圖十四),否則將增加泵浦揚程,導致耗能。
B.水管施工應盡量避免高低起伏,若有高低起伏之需要時,在其最高位置設置放氣閥,以利排氣並減少耗能。
C.水管施工時其水管路徑應盡量減短,可減少管路摩損而節能。
D.開放式膨脹水箱與冰水回水管應正確按裝(如圖十五),可將冰水管內累積之空氣容易排除,而增加冰水在熱交換器之熱交換效果獲得節能。
E.水管施工應保留水管與空調設備之保養維護空間,可容易保養維護水管設施獲得節能。
F.水管保溫按裝正確可以節能,一般水管保溫施工注意事項主要如下:
1)保溫材料之接縫處保溫施工應注意氣密(如圖十六)。
2)水管在吊支架(如圖十七)及閥表保溫施工應注意氣密性。
6、維護保養與節能
A.定期清洗或檢視過濾器──若雜物堵住過濾器將造成水泵浦揚程增加,因而耗能,電量相對增加。
B.定期檢驗水質及保養水質處理設施──水質的好壞直接影響空調熱交換效果,與節約能源關係甚大。
C.定期檢視冰水管之保溫有無破損;如有損傷則容易發生冷凝現象與保冷失敗,增加主機運轉時間,故有破損時應立刻予以修補。
D.水管與水管配件如有腐蝕、銹蝕,甚至發生漏水時,應予檢修或汰舊換新,可減少耗能。
E.溫度計與壓力錶計之數據極易判斷空調效果,故應經常檢視是否動作正常,若動作不正常應予檢修或更換。
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