空调设计教育训练

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1、空调教育训练" 教學單元1空調用鋼管種類及規格2空調系統標稱冷卻水量與冰水量如何決定3直接回水配管與逆回水配管設計法則4如何選擇空調水管尺寸5水管保溫厚度計算6開放式膨脹水箱容量計算7何謂淨正吸入頭NPSH8何謂水錐效應9何謂水泵系統揚程10水泵性能定律11何謂管件壓力損失等效長度空調用鋼管種類及規格管的種類可區分為鋼管、鑄鐵管、非金屬管等，空調配管常用管材為鋼管，而鋼管為了防止腐蝕，在管之裡外均鍍上鋅者，稱之為鍍鋅鋼管，未鍍鋅者稱為黑鋼管。鋼管又分為有縫鋼管與無縫鋼管二種。空調水配管常用有縫鋼管，而無縫鋼管則使用在冷媒配管中較多。目前常用鋼管規格可分為中國CNS及美國標準，其標準內

2、容如下︰1.CNS2056G3030低压有缝钢管2.CNS6445G3127配管用碳钢钢管3.CNS2606C4060电线用钢管4.CNS4178G3098高压有缝钢管5.美规ASTMA536.BSM&B国内钢管厂自订规格B级管7.BSA-1国内钢管厂自订规格A级管●空調系統標稱冷卻水量與冰水量如何決定假設有一空調主機，其冷凍能力為1USRT(3024Kcal/Hr)，因一般市售冰水器入水溫度為12℃，而出水溫度7℃，其溫差5℃時，流入該冰水器之冰水流量可由下列公式計算得之熱量H(Kcal/Hr)=60X流量Q(L/min)X水比熱X進出水溫度差(℃)3024Kcal/Hr=60XQ

3、(L/min)X1X(12-7)℃　　　　　→Q≒10L/min因此當冷凍能力為1USRT時，而流入熱交換器之進出水溫度為5℃時，其每1USRT所需冰水量為10L/min。在冷凝器冷卻水量因冷凝器能力為冰水器能力+壓縮機壓縮功，一般壓縮機壓縮功為冰水器冷凍能力之25~30％，故市售空調箱主機冷凝器能力為3024Kcal/Hr+3024Kcal/HrX30％=3931Kcal/Hr，其冷凝器進出水溫度為32℃/37℃，溫度差為5℃，故其冷卻水量為︰　　3931Kcal/Hr=60XQ(L/min)X1X(37-32)℃　　　　　→Q≒13L/min　　因此當空調主機1USRT冷凍能力時

4、，其冷凝器所需之冷卻水量為13L/min。　　當非標準市售空調主機規格時，不同壓縮機壓縮功與進出水溫度差，即得不同流量，因此需重新計算設計流量。直接回水配管與逆回水配管設計法則空調密閉冰水系統配管方式可分為直接回水配管與逆回水配管。其配管方式如下圖︰在密閉冰水系統，進入空調箱或室內送風機冰水盤管的冰水流量如果減少，那樣即會影響該空調設備應有的設計冷卻能力，因此如何確保在每一個空調設備皆能獲得正確設計冰水流量，即為配管設計最重要的課題。　　為確保每一各空調箱設備有一定設計水量，必須先確保每一設備管路壓力損失一樣，如此即可使每一回路設計水量均衡。每一回路設備管路壓力損失包含盤管壓力損與管

5、路等效壓力損(含管路彎頭、三通、閥件壓力損)，因此假設每回路空調盤管壓力損皆一樣時，在直接回水配管法中，回路A接近進出水管，即其配管管路最短，其管路等效壓力損即最小，而回路D離進出水管最遠，即其從進水至出水，其配管管路最長，其管路等效壓力損即最大，如此配管系統即會產生大量冰水流入回路A，而使最末端回路D無法達到應有的設計水量，導致回路D空調設備無法發揮應有的功能，為改善直接回水配管法的缺失，因而發展出逆回水配管法，藉以改善上述的缺點。逆回水的配管法中，可由上圖看出回路A、B、C與回路D之配管長度是一樣的，其管路壓力損失皆一樣，因此使各回路皆可獲得均衡設計水量。　　理論上，設計逆回水配

6、管法可使各回路空調設備獲得均衡的設計水量，但實務上是如此嗎?答案是否定的，因為一開始我們即假設各回路空調設備盤管壓降是一樣，而逆回水配管法能造就相同的每一回路管路等效壓力損，但在實務設計每一回路空調設備盤管壓力降是無法一樣的，因此縱然利用逆回水配管法造就相同的管路等效壓力損。但每一回路因空調設備壓力降不同，而使每一回路總壓力損失不同，因而使系統流量不均衡。　　因此建議在密閉管路設計中，以採逆回水配管，再加上平衡閥的適當安裝。如何選擇空調水管尺寸流體在管內流動時，因為粘度會造成與管壁之摩擦力，因而產生能量之損失，此時單位重量流體所損失之能量稱為損失水頭，或管路壓力降。　　一般直管之摩擦

7、損失水頭h常用下列公式來計算︰　λ︰摩擦損失係數　　l︰管之長度　d︰管之內徑　　V︰管內平均流速由上式得之︰摩擦損失水頭與流速V之平方及管之長度L成正比，與管之直徑成正比，與管壓力大小無關。而管內面粗糙度所造成之影響程度定為摩擦損失係數λ，因冷卻管路為開放系統，管壁因而容易結垢，而冰水管路為密閉系統，管壁不易結垢﹔因此冷卻管路之摩擦損失係數λ值比冰水管路為大。　　空調水管尺寸選擇中，我們常用摩擦損失水頭線圖來選擇管徑　　　1.開放冷卻水管摩擦損失水頭線圖