空调冷凝水管设计与冷凝水外溢防治

#1冷凝水管设计

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：• 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。• 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（相当于水柱温度）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。注：1）采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。2）采用镀锌钢管时，一般应进行结露验算，通常应设置保温层。• 冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。• 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。• 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。一般情况下，每1kW冷负荷每1h约产生0.4kg左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1kW冷负荷每1h约产生0.8kg冷凝水。

#2冷凝水管径计算

大多数系统未经计算盲目放大管径，坡度也过大，造成安装成本增加，不得不降低吊顶高度。冷凝水量的多少与室内环境的温湿度、室内湿负荷、冷冻水的进出口水温及盘管的结构等因素有关。一般冷冻水的供回水温度为 7 ℃ ~12 ℃。这个温度是低于夏季空气露点温度的。经查找室外设计参数资料我国甘肃、青海、宁夏、新疆平均室外计算相对湿度为 54.5 %、平均室外计算干球温度为25.1 ℃以上；其余省份的平均室外计算相对湿度为 77 %、其中大多数平均室外计算干球温度为 29 ℃以上。此时对应的空气露点温度分别为 15.3 ℃和 24.65 ℃。因此，如果对于空调系统使用是间断性的，室内空气的温湿度趋近于室外空气的温湿度时，再次开启空调运行时，会产生比较大的冷凝水量。冷凝水量计算公式如下：（）ρ（）³式中：
W- 冷凝水量，kg/h ；
G- 盘管循环风量的质量流量， kg/h ；
ρ- 干空气密度， kg/m³ ；
查焓湿图 d1 的值为 19.537 g/kg、 d2 的值为 7.375 g/kg ；密度取 1.2 kg/m³ ；以健身房为例，按设计中常用的风机盘管的风量，在极端条件下的最大冷凝水产生量，计算各种型号的盘管冷凝水量如下表所示。

#3冷凝水管排水量分析

风盘接水盘容积都比较大，排水孔一般为 DN20，内径约 21.3 mm，产生的冷凝水可随时排出，一般不会滞留在接水盘内。排出冷凝水以重力方式自流，并且是在非满管流的情况下进行的。排水管的设计即需要冷凝水及时排出，又要考虑经济性和与装修的配合。风机盘管冷凝水管排水管径的设计选择原则如下：a）冷凝水管的设计一定要及时排出冷凝水，因此按非满管流设计选取管径。在计算时取管内的充满度为 0.25。b）冷凝水管已经位于盘管最低点，设计时还要有一定坡度，一般排水管坡度不宜小于 1%，但冷凝水管路较长时有可能降低吊顶净高，因此，计算时取 3‰的冷凝水管敷设坡度。c）冷凝水管可采用钢管或 PPR 塑料管，钢管的粗糙系数为 0.012、塑料管粗糙系数为 0.009。由于冷凝水管道生锈和生长细菌都可能影响到管道的阻力系数，在计算中，取管道的粗糙系数为0.015。冷凝水量计算公式如下各种管径的管道排水量

#4根据冷量估算冷凝水管径

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；冷量管径冷量管径


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，不推荐使用。2）立管的公称直径，就与水平干管的直径相同。根据之前计算选取的冷凝水管管径与冷量的关系如下，供参考。

#5凝结水外溢分析

风机盘管凝结水外溢是夏季的常见故障，一般是由于与风机盘管凝结水盘所连接的凝结水管路阻塞造成的。由于风机盘管夏季在湿工况下运行，换热盘管表面的灰尘和细小纤维会被凝结水冲下，沉积在凝结水盘中，而导致细菌繁殖，生成胶状污物，渐渐堵塞凝结水管。风机盘管凝结水外溢有设备制造、工程设计、施工及运行管理几方面的原因。风机盘管是半成品，须与其他厂商的控制器和电动水阀配套才能处理空气，因此很少有人从整体上考虑风机盘管的设计，例如风机盘管长期使用后会有凝结水管路阻塞导致凝结水外溢的潜在危险，自身却没有自控报警的功能。目前，仅在产品说明书中强调积尘和杂物会阻塞凝结水管路，应注意及时清除，并没有具体自控措施来防止凝结水的外溢，把责任推卸给了维护人员，而人工维护和保养必然会存在疏漏之处，因此采用风机盘管的集中空调系统运行若干年后，凝结水外溢的故障时常发生，维护时往往只能是哪儿漏修哪儿，工作比较被动。在工程设计时，宾馆饭店客房的风机盘管与卫生间的距离短，排水坡度容易实现，而对于采用风机盘管作末端装置的大型公共建筑集中空调系统而言，凝结水管路的水平距离过长、弯头过多，加上层高低，排水坡度不易实现，因此许多建筑物的风机盘管凝结水管路系统本身就存在一定的先天不足。空调系统施工时，风机盘管的凝结水盘倾斜度安装得不够，凝结水管路长而支架少，不能保证管道刚度，凝结水管路施工时坡度不够等都会造成系统运行时凝结水排放不畅。另外，凝结水管施工时未设清扫口会导致使用时凝结水主管无法清洗。运行维护人员未定期对所有风机盘管和凝结水管路进行全面清洗，同样会造成风机盘管的凝结水外溢。理论上，风机盘管的凝结水盘每年夏季使用前应清洗一次，运行 2～3 个月后再清洗一次。许多大型写字楼的空调内区从 3 月开始运行到 12 月结束，电气设备机房则全年供冷，这样风机盘管的凝结水管路一年就需要清洗 3～4 次才可能不堵塞。由于风机盘管暗装于吊顶内，清洗作业很不方便，同时风机盘管清洗时还必须保证吊顶内外各种设备完好无损，且不能影响室内人员的正常办公，因此要真正实现所有风机盘管的定期清洗难度较大。

#6防治措施

由于风机盘管及空调水系统管路都在写字楼办公区的吊顶上，存在漏水隐患。因此建议在空调设计和二次装修设计时应尽量使系统布置在房间端头，最大限度地留出没有水患的安全使用空间。运行维护人员应坚持定期对所有风机盘管的凝结水盘和凝结水主管进行检查和清洗。风机盘管空调系统的维护工作量比 VAV 系统要大许多，应安排足够的维保人员。

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