組合式空調(diào)機(jī)組底盤漏水探析

朱成余 孫 欣 曾昭榮

（中國機(jī)械工業(yè)第二建設(shè)工程有限公司，湖北 武漢 430056）

空調(diào)機(jī)組通過表冷器對空氣進(jìn)行冷卻降溫去濕，在這個(gè)過程中表冷器表面將會產(chǎn)生大量冷凝水，此冷凝水必須進(jìn)行合理地收集和排除。一般情況下冷凝水被集中收集在設(shè)置于表冷器下的積水盤中，再由積水盤連接管排向一個(gè)開式排水系統(tǒng)。那么如何保證當(dāng)機(jī)組停止運(yùn)行后，冷凝水不會從箱體縫隙排出，造成機(jī)房內(nèi)地面大量積水，從而達(dá)到有效排放呢？這將是本文要闡述的重點(diǎn)。下面根據(jù)工程中所遇到的某些實(shí)例，對空調(diào)機(jī)組底盤漏水現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、解決辦法、改進(jìn)后的效果進(jìn)行簡要論述。

1 工程實(shí)例概況

某國內(nèi)工程項(xiàng)目，車間新建工位送風(fēng)系統(tǒng)。十臺空調(diào)機(jī)組安裝于車間六米平臺。冷凍水由站房統(tǒng)一引來，機(jī)組由混合初效過濾段、表冷擋水段、風(fēng)機(jī)段、送風(fēng)段構(gòu)成，供冷量470kW，風(fēng)量50000m3/h，機(jī)外余壓500pa，冷凍水供水溫度為7℃，回水溫度為17℃。機(jī)組五月下旬制冷運(yùn)行，室外最高溫度34℃，上午九時(shí)開機(jī)，在空調(diào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，有少量水漬從箱體四周縫隙溢出，而當(dāng)下午六點(diǎn)機(jī)組停止運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)有大量冷凝水從箱體四周縫隙排出，造成機(jī)房內(nèi)地面大面積積水，嚴(yán)重影響了機(jī)房的正常運(yùn)行。

2 底盤漏水產(chǎn)生原因及解決辦法

通常臥式組裝式空調(diào)機(jī)組，立式空調(diào)機(jī)組，變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組的表冷器均設(shè)于機(jī)組的吸入段，在機(jī)組正常運(yùn)行中，當(dāng)冷凝水沒被收集在集水盤里，或集水盤的水外溢就會造成機(jī)組底盤漏水。安裝施工過程中形成此現(xiàn)象的原因主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 冷橋、漏風(fēng)

形成原因分析：

1.機(jī)組吊裝方式不正確及安裝的平面位置超過允許偏差，都會造成機(jī)械變形、各處理段密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏風(fēng)。正確的吊裝是在有吊裝標(biāo)識的地方起吊，吊繩的角度要不小于45 度，安裝底座平面要達(dá)到《施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求，其允許偏差為：平面位置±10 mm。

2.空調(diào)機(jī)組各空氣處理段產(chǎn)品有些為散件現(xiàn)場組裝，各段之間連接的密封墊厚度應(yīng)采用6～8 毫米，具有一定彈性的墊片，熱傳導(dǎo)較小的緊固件，確保面板無凝露，防止冷橋。

3.空調(diào)機(jī)組內(nèi)的空氣過濾器、表面冷卻器、加熱器與箱體連接的縫隙沒有密封，內(nèi)部漏風(fēng)，風(fēng)速和檔水系統(tǒng)不合理。[1]因?yàn)楦鱾€(gè)項(xiàng)目工程，空調(diào)器內(nèi)各截面的風(fēng)量、風(fēng)速、壓力等參數(shù)由于受不規(guī)則形狀、通風(fēng)面積、材質(zhì)、溫度、濕度、阻力等多種因素的影響，實(shí)際計(jì)算是個(gè)非常復(fù)雜的工作，通常都是通過實(shí)驗(yàn)取得。不過我們知道，風(fēng)機(jī)安裝在機(jī)箱風(fēng)機(jī)段內(nèi)，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)回風(fēng)經(jīng)過濾段、表冷器及擋水板到達(dá)風(fēng)機(jī)段。當(dāng)風(fēng)壓過大，其動壓（Pd=ρ*V2/2）與靜壓（Pj=P-Pd）克服表冷器上冷凝水的粘滯力時(shí)，就會帶起水滴形成飛水。擋水板就是起降低風(fēng)速達(dá)到設(shè)計(jì)速度（一般為2.5～3.5m/s），并有效實(shí)現(xiàn)汽水分離，把過水量控制在較小的范圍，將絕大多數(shù)水滴收集在集水盤中的作用。如果擋水板的側(cè)邊并沒有與機(jī)箱內(nèi)壁有效連接，由于局部阻力Z=§ρν2/2，通過查表可知玻璃鋼波紋多棱擋水板的阻力系數(shù)§=6.0，如果忽略空氣阻力系數(shù)，那么擋水板進(jìn)出口截面1、2 處的風(fēng)速ν1與出口風(fēng)速ν2之比為ν21=6ν22，擋水板側(cè)邊風(fēng)速ν`1=ν1，截面2 風(fēng)速ν`2接近于截面1 風(fēng)速ν`1，帶出部分冷凝水滴。當(dāng)過截面2 后（假定為截面3），因?yàn)閴毫3=P`3=Pd3+Pj3=P`d3+P`j3，此時(shí)Pd3增加，Pj3減小。P`d3與P`j3則相反，擋水板側(cè)邊帶出的水滴受重力、空氣阻力、紊流的影響墜落。擋水板通過的少量水滴亦會因Pd3的增加致ν3增加，加大落點(diǎn)距離。這都使得部分冷凝水飛濺到集水盤以外。同樣的道理，由于擋水板底邊與集水盤之間存在間隙，使得集水盤內(nèi)的水也會有一部分飛出。這種現(xiàn)象處理方法，只需用一不銹鋼薄板將擋水板與機(jī)箱內(nèi)板之間固定連接，并在與機(jī)箱內(nèi)板交接處用玻璃膠密封，控制風(fēng)道流向全部通過擋水板。擋水板與集水盤之間采取同樣辦法，使得水滴飛濺后受不銹鋼板的阻擋，重新落回集水盤，順著排水管排出?；蛘卟扇≡黾訖n水阻力，如用一種新型檔水材料——濕簾，通過增加擋水板的阻力，避免風(fēng)速過大，控制箱內(nèi)風(fēng)速達(dá)到設(shè)計(jì)速度，有效實(shí)現(xiàn)汽水分離。

2.2 積水盤無坡或坡度不合理，排水不暢

空調(diào)機(jī)組安裝時(shí)受力不均，固定松動，沒有采取減震措施，運(yùn)行時(shí)振動導(dǎo)致發(fā)生移位，使得排水管引出側(cè)可能位置偏高，形成倒坡，造成排水困難；空調(diào)機(jī)組箱體的水平位置安裝不當(dāng)，尤其是箱內(nèi)裝有積水盤的機(jī)段水平位置安裝傾斜，排水管路口方向位置過高造成積水外排受阻。對于這種情況只需在安裝時(shí)注意，用水平儀校準(zhǔn)機(jī)組底座水平標(biāo)高，保證水平或者適度降低空調(diào)機(jī)組冷凝水管排除口側(cè)標(biāo)高，保證底座高差在允許范圍內(nèi)并在各受力部位分別放置等高橡膠減震墊后固定牢固。

2.3 排水管無水封或高度不合理

組合空調(diào)機(jī)組的表冷器一般都是在負(fù)壓段，其負(fù)壓值是比較大的，機(jī)組在運(yùn)行中，此段壓差較大，表冷器冷凝水的排放是在負(fù)壓狀態(tài)下向大氣排放。機(jī)組的開式排水系統(tǒng)的壓力平衡是由排水管的U 形彎即積水彎頭來調(diào)節(jié)，但是在實(shí)際工程中往往很多人沒有意識到此U 形彎的重要，出現(xiàn)冷凝水排水管線配置不合理，所設(shè)U 形彎高差不夠，導(dǎo)致未能形成必須的水柱高差，使排水系統(tǒng)壓力內(nèi)外不平衡，當(dāng)冷凝水從表冷器表面集聚后流入積水盤，由于積水盤容積有限，水排不出時(shí)空調(diào)機(jī)組箱體內(nèi)就會大量積水；另外，當(dāng)排水管線坡度不夠，甚至有時(shí)還有倒坡情況，均會使集水盤中的冷凝水溢至空調(diào)機(jī)組箱體內(nèi)而導(dǎo)致冷凝水排水不暢，底盤漏水。因此，U 形彎設(shè)計(jì)和安置是否正確合理是保證冷凝水正常排放的關(guān)鍵。為保證冷凝水的順利排放，要在排水管線上設(shè)置一定高度的U 形彎，以使排出的冷凝水在U 形彎中能形成排放所必須的高差，且不致使室外空氣被抽入機(jī)組，而嚴(yán)重影響冷凝水的正常排放。工程中常見的不正確U 形彎如圖1所示。

圖1 不正確的U 形彎設(shè)置

在抽吸式空調(diào)機(jī)組中，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動后，集水盤冷凝水排放處處于負(fù)壓，負(fù)壓值的大小和表冷器前所設(shè)置的初效、中效過濾器以及和表冷器、擋水板的空氣阻力有關(guān)，當(dāng)冷凝水排水管上不設(shè)U 形彎時(shí)，由于空調(diào)機(jī)組內(nèi)負(fù)壓的存在，冷凝水不能正常排出，隨著冷凝水的增多，集水盤中液面會一直增高至H，等于機(jī)組該處的負(fù)壓值，如圖1（a）中所示。當(dāng)超過了集水盤的高度時(shí)，冷凝水便從集水盤溢出至空調(diào)箱。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由于空調(diào)機(jī)組保持負(fù)壓，此時(shí)或會有水滴從空調(diào)箱中滴出。但當(dāng)機(jī)組停止運(yùn)行時(shí)，機(jī)組內(nèi)負(fù)壓消失，貯存于機(jī)組內(nèi)的冷凝水在重力的作用下，會瞬間從空調(diào)箱體四周縫隙溢出，溢出的水量因空調(diào)機(jī)組的大小，及機(jī)組內(nèi)的負(fù)壓值不同而有所差別，該冷凝水量有時(shí)多到驚人的程度。[2]

在工程實(shí)際中還常會看到如圖1（b）（c）所示的不正確的U 形彎設(shè)置。圖（c）中，U 形彎進(jìn)出水口兩端高度相同，當(dāng)風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行以后，空調(diào)機(jī)組內(nèi)處于負(fù)壓，集水盤中的冷凝水位會逐漸增高，同樣會形成和機(jī)組內(nèi)負(fù)壓值相同的液位高度H，造成和不設(shè)U 形彎相同的后果。而在圖（b）中，集水盤出水口與U 形彎排水口高差僅35mm，當(dāng)機(jī)箱內(nèi)全靜壓Pj ≥35mmH2O時(shí)，冷凝水就不會外流，集水盤中的冷凝水位逐漸升高，直到與機(jī)箱外大氣壓平衡。此過程中如果液面高度大于集水盤邊高，亦會造成冷凝水外溢的后果。

正確的U 形彎設(shè)置如圖2，當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，U形彎中兩邊水柱高度相同為A，其中B=2A。之所以B要等于2A，是為了避免風(fēng)機(jī)啟動時(shí)，機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而抽空U 形管中的液柱，破壞U 形管中的水封。風(fēng)機(jī)啟動運(yùn)行以后，U 形彎中的兩邊水柱會立即形成高差，高差大小隨空調(diào)機(jī)組內(nèi)負(fù)壓值而定。隨著冷凝水的增多，U形管開始排水，U形彎中水封高度就演變成圖2（c）所示形式，兩邊水柱高差為C，C 值的大小為空調(diào)機(jī)組中冷凝水排放點(diǎn)的負(fù)壓值。圖2（c）中所示的從集水盤排水表面到U 形管排水表面的距離D 大于U 形彎中水柱高度C（C 水柱高度等于機(jī)組內(nèi)之負(fù)壓值）所以集水盤中的冷凝水不會聚積，冷凝下來的冷凝水將不斷排除，杜絕了冷凝水從集水盤溢出至空調(diào)箱的可能性，保證了冷凝水排放順利通暢。U 形管中水柱高差C 值應(yīng)為空調(diào)機(jī)組內(nèi)的設(shè)計(jì)負(fù)壓值，D 值應(yīng)為機(jī)組可能達(dá)到的最不利的負(fù)壓值，通常取D=2C，這是考慮空調(diào)機(jī)組內(nèi)初效、中效過濾器會隨著使用時(shí)間增長而阻力增加，也考慮當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際阻力小于設(shè)計(jì)阻力時(shí)，會使通過空調(diào)機(jī)的風(fēng)量大于設(shè)計(jì)風(fēng)量，則冷凝水排水點(diǎn)的負(fù)壓值會超過設(shè)計(jì)負(fù)壓值，故U 形彎正確設(shè)計(jì)應(yīng)為A=D，B=2A=4C。對于適舒性大型臥式空調(diào)機(jī)組，機(jī)內(nèi)負(fù)壓值建議C 取600Pa，推薦水封高度B ≥240mm。[3]對于凈化新風(fēng)空調(diào)機(jī)組，由于表冷器前設(shè)置初、中效過濾器，表冷器排數(shù)較多，阻力較大，機(jī)內(nèi)負(fù)壓值建議C取1000Pa，推B ≥400mm。不過在機(jī)組說明書中，一般都給有水封的尺寸，通常為A=D=P/10+20mm，P 為負(fù)壓值。這樣的安裝尺寸當(dāng)然也是可以的，只是安全系數(shù)較低。

圖2 正確的U 形彎設(shè)置

另外，工程施工中可將U 形彎排水口處的彎頭改為三通，上端蓋一可活動端帽。這樣當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，工作人員取下檢查帽，通過觀察U 形彎內(nèi)冷凝水面高低就可估算壓差是否超過限定，判斷排水是否正常。避免直到漏水才發(fā)現(xiàn)故障的后果。

3 結(jié)語

筆者在從事空調(diào)施工的實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)空調(diào)機(jī)組冷凝水排放問題已成為空調(diào)行業(yè)的通病、多發(fā)病。究其緣由，主要是施工人員對此類問題重視不夠，排水的機(jī)理更為模糊，由此導(dǎo)致的后果認(rèn)識不足，致使機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)冷凝水排水不暢、底盤漏水等問題。因此，施工人員應(yīng)認(rèn)真對待，從而提高施工質(zhì)量。