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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