空调系统冷、热源机房中相关配件的选用方法

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(1.山西大学，山西 太原 030006；2.山西中方森特建筑工程设计研究院，山西 太原 030002)

引言

空调系统冷、热源机房是整个空调系统的心脏部位，其内部系统一般由以下几部分构成：①冷、热源主机；②各种辅助设备；③各种管道；④各种管道配件；⑤电气设备；⑥检控仪表。其中，涉及的管道配件种类及数量繁多，而各种新技术、新产品又层出不穷，因此在选用管道配件时，无论是设计人员还是现场的施工技术人员，往往都会有这样或者那样的困惑。在近些年的工程实践中，我们也发现过很多由于管道配件选用不当而影响系统正常工作的案例。为此，本文对选用管道配件的一些方法予以归纳，供参考。

1 常用的管道配件的分类

在冷、热源机房中，需要选择各种类型的管道配件，如果从功能上区分，有以下几大类：

(1)关断、切换类：包括各类阀门，如闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、浮球阀等。

(2)调节类：各种手动调节阀、手动/自动平衡阀。

(3)水质净化、过滤类：包括除污器、Y型水过滤器、自动/半自动冲洗过滤器、除砂器等。

(4)集气、排气类：包括集气罐、各种自动排气阀等。

(5)运行参数检测类：包括各种温度表、压力表、水位计等。

(6)系统及设备保护类：包括水流开关、安全阀、止回阀等。

(7)其他：如燃气电磁阀、烟囱、蒸汽减压阀、疏水器等。

2 选择管道配件时的共性问题

在选择管道配件时，有以下几个共性问题需要注意。

(1)一定要根据系统的最高工作压力确定管道配件的承压，配件承压不能过高，否则配件费用会成倍增大；若配件承压低于系统的工作压力，系统处于不安全状态。

(2)一定要对所设计的系统有一个清晰的思路，例如哪些设备的管路需要开启/关闭，哪些管路的流量需要调节，哪些运行参数需要监测，哪些设备或者管路工作时需要安全保护等。这一方面需要专业理论知识的支持，更重要的是要经常去已建成并投入使用的冷、热源系统机房参观、调研，掌握系统的运行方式和特点，才能做到合理地配置配件。

(3)要对各种管道配件的外形、尺寸“心中有数”，尤其是大口径的管道配件，不但安装时占用的空间大，还需要一定的操作空间，因此布置时一定要核对尺寸，不能盲目布置。配件的外形、尺寸等参数可以从有关手册、标准图和厂家的技术资料中查到。

(4)常见的管道连接方式有3种：①丝扣连接；②法兰连接；③卡箍连接。选择配件时，其接口应当与管道的连接方式相匹配，特殊情况下可采用相应的转换管件，例如将丝扣连接转为法兰连接的管件。

(5)配件的口径一般与所安装位置的管道管径相同，但调节阀、减压阀、平衡阀、安全阀等阀件要根据介质的温度、流量、压力等参数进行计算方可确定其口径。

(6)DN50及DN50以下的管道配件，如闸阀、截止阀、球阀、水过滤器、自动排气阀等建议采用铜质配件。

3 选择管道配件需要注意的其他问题

(1)调节阀分为手动调节阀和电动调节阀两种。电动调节阀一般是由电气仪表专业根据设计参数进行选型。冷、热源系统中安装手动调节阀的位置一般在：①分水器的各个分支管上，对各支路流量进行调节；②换热器一次水的回水管上，调节换热器的供热量。手动调节阀要选择阀门开度和流量基本为等百分比型的，要根据管道的最大流量值确定调节阀的口径，一般情况下阀的口径要小于所安装管道的管径。

(2)电磁阀和电动蝶阀属于通断型阀门，没有调节能力。安装在冷水机组的进出口、冷却塔的进出口的电动阀门一般为电动蝶阀。

(3)沿水流方向，调节阀、电磁阀、平衡阀等阀门前应设置保护阀门，在阀门长期关闭时将保护阀门也关闭。

(4)Y型水过滤器应尽可能布置在水平管道上，滤网抽出端开口向下安装。

(5)水源热泵机组水源侧总进水管上应安装除砂器，除砂器后应安装自动或半自动清洗的水过滤器。

(6)水流开关一定要布置在水平管道上，且水流开关前后的直管段长度应≮3D(D为管道外径)。

(7)安全阀、减压阀等要根据流体参数进行选型，不能简单地按照管径确定其口径。

(8)安全阀的出口应接管，一般接至软水箱或接至室外的安全地点。安全阀的出口接管上不得设置任何阀门。

(9)系统或管道的最高点要设置排气装置，小型系统一般在管道最高点设置自动排气阀即可。

(10)多台水泵并联时，水泵出口应设止回阀，一般采用旋启式止回阀。

(11)浮球阀、自动排气阀前应设置关断的阀门，以便于检修及更换。

(12)压力表的量程应该按照所测量处的工作压力值确定，工作压力示数值在量程的2/3处较合适。压力表的表盘直径应在100 mm以上。

(13)温度计一般采用水银温度计或酒精温度计，温度计的量程应按照所测量处的工作温度值确定，工作温度值在量程的2/3处较合适。

(14)水箱上应设置水位计，水位计宜采用厚壁的有机玻璃管制作。

(15)高位膨胀水箱上要安装水位传感器或水位控制装置，以控制补水水泵的运行及停止。

(16)安装在管道上的自控系统的各种传感器，要根据自控系统的设计要求及管道走向、流向等确定具体位置，但一定要布置在直管段上，其前后应尽可能保持一定的直线距离。

(17)直燃机组燃气管道上的阀门及配件，由燃气专业设计单位选择。

(18)直燃机组的烟道设计根据厂家提供的技术资料中的要求进行。烟道的最底端应设管径≥DN32的泄水管，并设铜截止阀。

4 冷、热源系统常见的新型管道配件

目前，新型管道配件越来越多地应用于冷、热源系统中，使得系统更加安全、高效地运行，维护、管理及维修变得较为简单。以下简要介绍一下常见的新型配件。

4.1 大排气量的自动排气阀

大型系统或者管径在DN150及DN150以上时，排气装置宜采用集气罐与自动排气阀结合的形式，以利于更好地收集管路中的气体并及时排出。也可以使用大排气量的自动排气阀来实现这一功能。大排气量自动排气阀的材质应为黄铜，排气控制零件一般为浮球。

4.2 微泡排气阀

冷、热源系统在运行中，虽然按规定安装了排气装置，但往往还会出现管路水流噪声高、个别部位出现气堵等现象，即使操作人员不断地手动排气，问题依然存在。其原因是由于系统中的一部分气体是以气泡形式存在，并未完全从水中析出成为气体。这些气泡随着水流在管道中流动，且流速较快，集气罐和普通的自动排气阀无法捕捉和收集它们。尤其是在冷水机组、换热机组的进出口管道、系统主管道上尤为明显。

微泡排气阀综合利用多项物理原理，有效地使气泡从水中分离并积聚在排气舱内，并最终通过自动排气阀排出。微泡排气阀的口径从DN15至DN150，可以满足一般系统的要求。该阀有水平安装和垂直安装两种类型，应用于冷水管路上的阀门可选用带保温壳的产品，以防止表面结露。

4.3 可以在线排污的除污器

以往的除污器或Y型过滤器在排污或清洗滤网时，需要关闭前后的阀门、打开旁通阀门才可以操作。但未设旁通阀门时，只能停机操作。而在线排污的除污器在系统正常运行时，可打开下部的泄水球阀排出杂质及污物。这种排污器除实现了在线排污外，其独特的构造和滤网可以有效地捕捉直径50 μm以下的杂质；大容积的污物沉淀舱可以有效地收集杂质，对正常水流几乎无影响(而Y型过滤器往往会被污物完全堵塞)；与普通过滤器相比，清洗和补水的频率更低。应用于冷水管路上的除污器可选用带保温壳的产品，以防止表面结露。除污器上部接口可以安装自动排气阀。

4.4 微泡排气排污一体阀

该阀门将微泡排气阀与除污器结合在一起，实现了系统自动排气和在线除污两大功能。其最大特点是减少了管道配件的数量，节约了管道空间，可加快安装速度，方便运行及维护。

4.5 自动补水阀

在小型冷、热源系统以及风冷热泵机组系统中，其补水方式可以采用自动补水阀取代补水泵及补水定压机组等设备。自动补水阀由平衡阀座的减压阀、进水过滤器、截止阀及止回阀组成，安装在系统的补水管上(一般在循环水泵吸入口前)，自动将系统压力维持在设定值，并且保证系统压力低于设定值或者缺水时水不会倒流。

自动补水阀可以根据要求设定系统的压力值，阀件本身附带压力表，方便观察。

采用自动补水阀系统的缺点是自动补水阀只能定压和补水，对系统中水容积的变化无法处理，需要另行配置膨胀罐等设备。

4.6 干簧管式水流开关

对于安装在DN32及DN32以下管道上的水流开关，在安装水流开关处的管道管径宜为DN40～DN50,才能保证水流开关的正常动作。干簧管式水流开关的工作原理与拨片式水流开关不同，适用于小管径(DN15、DN20)的管道，直接安装即可。

5 结语

在实际工作中，往往可供选择的产品很多，但如何选择到合适的产品绝非易事。这需要仔细阅读技术资料，了解产品特点、使用范围、技术规格参数以及外形尺寸、安装方式等。了解的信息越多，对各种管道配件的认识和理解就越充分，就能得心应手地选择最适合的产品。