組合式空調機組底盤漏水探析

朱成余 孫 欣 曾昭榮

（中國機械工業第二建設工程有限公司，湖北 武漢 430056）

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

1 工程實例概況

某國內工程項目，車間新建工位送風系統。十臺空調機組安裝于車間六米平臺。冷凍水由站房統一引來，機組由混合初效過濾段、表冷擋水段、風機段、送風段構成，供冷量470kW，風量50000m3/h，機外余壓500pa，冷凍水供水溫度為7℃，回水溫度為17℃。機組五月下旬制冷運行，室外最高溫度34℃，上午九時開機，在空調機組運行時，有少量水漬從箱體四周縫隙溢出，而當下午六點機組停止運行后，發現有大量冷凝水從箱體四周縫隙排出，造成機房內地面大面積積水，嚴重影響了機房的正常運行。

2 底盤漏水產生原因及解決辦法

通常臥式組裝式空調機組，立式空調機組，變風量空調機組的表冷器均設于機組的吸入段，在機組正常運行中，當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組底盤漏水。安裝施工過程中形成此現象的原因主要有以下幾個方面：

2.1 冷橋、漏風

形成原因分析：

1.機組吊裝方式不正確及安裝的平面位置超過允許偏差，都會造成機械變形、各處理段密封不嚴導致漏風。正確的吊裝是在有吊裝標識的地方起吊，吊繩的角度要不小于45 度，安裝底座平面要達到《施工及驗收規范》的要求，其允許偏差為：平面位置±10 mm。

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

3.空調機組內的空氣過濾器、表面冷卻器、加熱器與箱體連接的縫隙沒有密封，內部漏風，風速和檔水系統不合理。[1]因為各個項目工程，空調器內各截面的風量、風速、壓力等參數由于受不規則形狀、通風面積、材質、溫度、濕度、阻力等多種因素的影響，實際計算是個非常復雜的工作，通常都是通過實驗取得。不過我們知道，風機安裝在機箱風機段內，當風機運行時回風經過濾段、表冷器及擋水板到達風機段。當風壓過大，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，就會帶起水滴形成飛水。擋水板就是起降低風速達到設計速度（一般為2.5～3.5m/s），并有效實現汽水分離，把過水量控制在較小的范圍，將絕大多數水滴收集在集水盤中的作用。如果擋水板的側邊并沒有與機箱內壁有效連接，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§=6.0，如果忽略空氣阻力系數，那么擋水板進出口截面1、2 處的風速ν1與出口風速ν2之比為ν21=6ν22，擋水板側邊風速ν`1=ν1，截面2 風速ν`2接近于截面1 風速ν`1，帶出部分冷凝水滴。當過截面2 后（假定為截面3），因為壓力P3=P`3=Pd3+Pj3=P`d3+P`j3，此時Pd3增加，Pj3減小。P`d3與P`j3則相反，擋水板側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，使得集水盤內的水也會有一部分飛出。這種現象處理方法，只需用一不銹鋼薄板將擋水板與機箱內板之間固定連接，并在與機箱內板交接處用玻璃膠密封，控制風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。或者采取增加檔水阻力，如用一種新型檔水材料——濕簾，通過增加擋水板的阻力，避免風速過大，控制箱內風速達到設計速度，有效實現汽水分離。

2.2 積水盤無坡或坡度不合理，排水不暢

空調機組安裝時受力不均，固定松動，沒有采取減震措施，運行時振動導致發生移位，使得排水管引出側可能位置偏高，形成倒坡，造成排水困難；空調機組箱體的水平位置安裝不當，尤其是箱內裝有積水盤的機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注意，用水平儀校準機組底座水平標高，保證水平或者適度降低空調機組冷凝水管排除口側標高，保證底座高差在允許范圍內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

組合空調機組的表冷器一般都是在負壓段，其負壓值是比較大的，機組在運行中，此段壓差較大，表冷器冷凝水的排放是在負壓狀態下向大氣排放。機組的開式排水系統的壓力平衡是由排水管的U 形彎即積水彎頭來調節，但是在實際工程中往往很多人沒有意識到此U 形彎的重要，出現冷凝水排水管線配置不合理，所設U 形彎高差不夠，導致未能形成必須的水柱高差，使排水系統壓力內外不平衡，當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，水排不出時空調機組箱體內就會大量積水；另外，當排水管線坡度不夠，甚至有時還有倒坡情況，均會使集水盤中的冷凝水溢至空調機組箱體內而導致冷凝水排水不暢，底盤漏水。因此，U 形彎設計和安置是否正確合理是保證冷凝水正常排放的關鍵。為保證冷凝水的順利排放，要在排水管線上設置一定高度的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組，而嚴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 形彎設置

在抽吸式空調機組中，當風機啟動后，集水盤冷凝水排放處處于負壓，負壓值的大小和表冷器前所設置的初效、中效過濾器以及和表冷器、擋水板的空氣阻力有關，當冷凝水排水管上不設U 形彎時，由于空調機組內負壓的存在，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，等于機組該處的負壓值，如圖1（a）中所示。當超過了集水盤的高度時，冷凝水便從集水盤溢出至空調箱。在機組運行時，由于空調機組保持負壓，此時或會有水滴從空調箱中滴出。但當機組停止運行時，機組內負壓消失，貯存于機組內的冷凝水在重力的作用下，會瞬間從空調箱體四周縫隙溢出，溢出的水量因空調機組的大小，及機組內的負壓值不同而有所差別，該冷凝水量有時多到驚人的程度。[2]

在工程實際中還常會看到如圖1（b）（c）所示的不正確的U 形彎設置。圖（c）中，U 形彎進出水口兩端高度相同，當風機投入運行以后，空調機組內處于負壓，集水盤中的冷凝水位會逐漸增高，同樣會形成和機組內負壓值相同的液位高度H，造成和不設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，當機箱內全靜壓Pj ≥35mmH2O時，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 形彎設置如圖2，當風機停止運行時，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，是為了避免風機啟動時，機組內產生負壓，而抽空U 形管中的液柱，破壞U 形管中的水封。風機啟動運行以后，U 形彎中的兩邊水柱會立即形成高差，高差大小隨空調機組內負壓值而定。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 值的大小為空調機組中冷凝水排放點的負壓值。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 水柱高度等于機組內之負壓值）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 值應為空調機組內的設計負壓值，D 值應為機組可能達到的最不利的負壓值，通常取D=2C，這是考慮空調機組內初效、中效過濾器會隨著使用時間增長而阻力增加，也考慮當空調系統實際阻力小于設計阻力時，會使通過空調機的風量大于設計風量，則冷凝水排水點的負壓值會超過設計負壓值，故U 形彎正確設計應為A=D，B=2A=4C。對于適舒性大型臥式空調機組，機內負壓值建議C 取600Pa，推薦水封高度B ≥240mm。[3]對于凈化新風空調機組，由于表冷器前設置初、中效過濾器，表冷器排數較多，阻力較大，機內負壓值建議C取1000Pa，推B ≥400mm。不過在機組說明書中，一般都給有水封的尺寸，通常為A=D=P/10+20mm，P 為負壓值。這樣的安裝尺寸當然也是可以的，只是安全系數較低。

圖2 正確的U 形彎設置

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。這樣當機組運行時，工作人員取下檢查帽，通過觀察U 形彎內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。避免直到漏水才發現故障的后果。

3 結語

筆者在從事空調施工的實踐中，發現空調機組冷凝水排放問題已成為空調行業的通病、多發病。究其緣由，主要是施工人員對此類問題重視不夠，排水的機理更為模糊，由此導致的后果認識不足，致使機組實際運行中出現冷凝水排水不暢、底盤漏水等問題。因此，施工人員應認真對待，從而提高施工質量。