中央空調冷凍水管保冷層最小厚度的確定-1.1

1、PAGE PAGE 7中央空調冷凍水管保冷層最小厚度的確定 梁斯麒（廣州市機電安裝有限公司，廣州 510000）摘要：中央空調冷凍水系統(tǒng)均要進行保冷施工，保冷層厚度不夠會造成不必要的冷量損失，厚度太厚則浪費材料、管線空間。在工程實際中，關于保冷層厚度的選取常常根據工程技術人員的經驗選取，缺乏充分的依據，出現問題找不到解決辦法。針對南方潮濕地區(qū)工程實際當中遇到的關于冷凍水管保冷層厚度的問題，通過對比分析幾個典型大型工程，查閱相關文獻資料和規(guī)范，結合具體工程實例，為工程實際中保冷層厚度的確定提供參考。關鍵詞：廣東地區(qū)，保冷層厚度；發(fā)泡橡塑制品；防結露；焓濕圖 0.引言本人在工程實際中發(fā)現很多廣東地

2、區(qū)的中央空調冷凍水系統(tǒng)的保冷層設計不夠規(guī)范（查閱文獻【1】【13】），引用出處較多，施工單位出于各種原因的考慮，經常出現保冷層厚度沒有完全符合設計要求，在中央空調在調試階段經常出現結露現象，因此產生了糾紛。筆者在廣州某工程中，就遇到中央空調在調試階段發(fā)現冷凍水管保冷層外表面大面積結露的問題。經過查閱相關文獻，參考文獻113均有相關說明，但是沒有一本文獻系統(tǒng)說明了中央空調冷凍水系統(tǒng)保冷層厚度的最小厚度計算原理以及選用方法；把計算原理結合工程實際進行說明，則更少。本文的計算依據主要根據通風與空調工程設計規(guī)范GB 50738-2011【13】的相關條文；工程實例來源于筆者參加的工程建設項目。如果業(yè)主

3、、設計人員和施工方沒有對保冷層厚度的選擇從原理上理解，給問題的解決帶來不利因數。希望通過本文的重新梳理，為日后工程實踐中解決中央空調冷凍水系統(tǒng)最小保冷層厚度的相關問題提供參考。1.工程常見做法關于保冷層的厚度，工程中常見的做法是，根據以往經驗取值，鮮少有人通過計算確定。本文以筆者工作中遇到的三個大型工程進行對比分析：1.1廣州市越秀區(qū)某工程關于冷凍水管的保溫設計說明如下：*水管的保溫1、水管必須在水壓試驗后方可保溫。冷凍水管，冷凝水管保溫等做法等詳見國標98T902【11】，采用難燃B級發(fā)泡閉孔橡膠保溫材料保溫。2、橡膠保溫材料具體技術規(guī)格、參數如下：（1）導熱系數K0.033w/m2 （0）

4、（2）濕阻因子7000（3）、真空吸水率5%（4）、具有NFTC產品質量跟蹤認證（5）、難燃B級的檢測符合國標GB8624/GB8627【14】【16】的要求3、冷凍水管、熱水管、冷凝水管保溫材料，厚度見下表：名稱場合DN15-DN32DN40-DN65DN80-DN100DN125DN150冷凍水管空調房間2535404245非空調房間324550冷凍水泵等設備-50冷凝水管-191.2廣州市南沙區(qū)某工程關于冷凍水管的保溫設計說明如下：*管道絕熱: 在上述工作完成后,冷凍水管.冷凝水管需作絕熱處理。本工程選用：閉孔發(fā)泡橡塑保溫管殼或板材1、導保溫熱系數0.033W/m.K(0C時),0.03

5、5W/(m.K) ；2、真空吸水率6%, 壓縮回彈率80% ；3、氧指數39%,燃燒性能為難燃B1級(需有國家防火建筑材料質量監(jiān)督檢驗中心NFTC認證)。其它參數還應符合 GB/T17794-1999【15】的要求，管殼與管壁之間用膠水粘貼，在管殼的接縫處必須密實，并用同樣材料薄板材加膠水粘貼,不得有泄漏空氣的隱患。絕熱層厚度要求見下表：冷凍水管冷凝水管管徑DN15至DN25DN32至DN80DN100至DN150DN150至DN500大于DN500全部厚度mm空調空間252532383823非空調空間3540455057261.3 廣州市白云區(qū)某大型工程關于冷凍水管的保冷層設計說明：*管道絕

6、熱：在上述工作完成后，冷凍水管，冷凝水管需做絕熱處理。本工程選用：（1）、閉孔發(fā)泡橡塑導熱系數：0.0345W/m.K(20C時),濕阻因子：1.5x103（國標GB/T 17794）氧指數37真空吸水率10%(重量百分率,需有國家玻璃纖維產品質量監(jiān)督檢驗中心出具的綜合性能檢驗報告),燃燒性能達到GB8624【15】難燃B1級中的B級（需有國家防火建筑材料質量監(jiān)督檢驗中心出具的安全性能型式檢驗報告），煙密度小于等于50，其它參數還應符合柔性泡沫橡塑制品GB/T17794【14】的要求。管殼（或板材）與管壁之間用膠水粘貼，在管殼的接縫處必須密實，并用3mm厚同樣材料薄板材加難燃膠水粘貼，不得有泄

7、漏空氣的隱患。（2）絕熱層厚度：（冷凍水供水溫度為7C時）冷凍水管冷凝水管、膨脹管管徑DN15-DN25DN32-DN100DN125-DN350DN400全部室內厚度mm3240445025室外厚度mm4050646428管溝厚度mm6480881001.4對比結果：1、通過對比可知，上述三個工程實例采用的冷凍水管保溫材料一致，材料的性能要求基本一樣，但是表述有所不同，對比結果如下表所示：工程實例選用材料導熱系數濕阻因子真空吸水率壓縮回彈率燃燒性能等級氧指數1柔性泡沫橡塑絕熱制品K0.033w/m2 （0）70005%-符合國標GB8624/GB8627-2柔性泡沫橡塑絕熱制品0.033W/

8、m.K(0C時),0.035W/(m.K) ；-6%80%有NFTC認證,符合 【15】要求39%3柔性泡沫橡塑絕熱制品0.0345W/m.K(20C時)1.5x103（【14】）10%-滿足GB8624【15】難燃B1級中的B級，有NFTC認證,符合 【14】要求372、對應同一尺寸的冷凍水管，保溫層厚度的要求均有所不同，沒有統(tǒng)一標準。3、相反，對應同一保冷層厚度，管徑分級的范圍均有所不同；例如：工程實例1是DN15-DN32，工程實例2則是DN15至DN25，沒有統(tǒng)一標準。4、冷凍水管的使用場合，工程實例3使用“室內”、“室外”和“管溝”的表述，符合現行規(guī)范要求；但是實際工程中，工程實例1

9、和工程實例2是工程實際當中采用較多的表述。5、工程實例1要求冷凍水管，冷凝水管保溫等做法詳見國標98T902【11】，經查閱國標98T902【11】，該標準是管道和設備保冷【11】，98T902【11】是圖冊，但是98T902【11】中并沒有找到有關于“發(fā)泡橡塑”材料的相關數據。2.保冷層厚度考慮因數根據實用供熱空調設計手冊（第二版）【17】，在管道與設備的表面進行保冷主要為了滿足以下三個方面的需要：首先是為了滿足用戶使用的需要，防止管道或設備內介質溫度的過度升高；其次是為了節(jié)約能源，減少冷量損失，降低產品成本，提高經濟效益；再次是為了改善工作環(huán)境，保護操作人員的安全，避免凍傷等。2.1設置保

10、冷的基本原則（1）低于常溫的設備與管道，需要減少介質或載冷介質在生產過程中冷損失者；（2）位防止冷介質或載冷介質在生產和輸送過程氣化者；（3）為防止0以上，常溫以下的設備或管道的外表面凝露者；（4）與低溫設備或低溫管道相連的，表面易凝露或凍結的附件及管道。2.2保冷材料的選擇原則（1）保冷材料應是閉孔、憎水、不燃、難燃或阻燃材料，其氧指數小于30，室內使用時應不低于32；（2）吸水率及含水率低，其質量分數分別不大于3.3%和1%；（3）材料應是無毒、無味、不腐爛，在低溫下能長期使用；（4）應具有良好的化學穩(wěn)定性，對設備與管道無腐蝕使用；當遭受火災時，不至于大量逸散有毒氣體，應符合GB/T 86

11、27 煙密度等級（SDR）不大于75；（5）保冷材料的允許使用溫度應低于在正常操作情況下管道介質的最低溫度；（6）材料的導熱系數要小，常溫下，泡沫塑料及其制品的導熱系數應不大于0.0442W/(mK)（7）材料密度要低，泡沫塑料及其制品不應大于60kg/m3 ,但應具有一定的機械強度，有機硬質成型制品的抗壓強度不應小于0.15MPa，無機硬質成型制品的抗壓強度不應小于0.3MPa；（8）在不穩(wěn)定導熱的情況下，仍能保持熱物理與機械性能。2.3主要輔助材料的選擇原則（1）防潮層材料的抗蒸汽滲透性要好，防潮、防水能力強，其吸水率不大于1%，具有不燃、難燃或阻燃性能，室內使用時的氧指數不小于32,；安

12、全使用溫度范圍大，軟化溫度不低于65，夏季不起泡，不流淌；冬季不開裂，不脫落。（2）保護層材料應是防水、防潮、抗大氣腐蝕性好，強度高，壽命長，具有不燃、難燃或阻燃性能，室內使用時應為不燃或難燃材料。（3）膠粘劑、密封劑應在使用的低溫范圍內保持粘結性能，粘結強度在常溫下應大于0.15MPa，易固化，對保冷層材料不溶解，對金屬壁無腐蝕，密封性能好。（4）需要保冷的碳鋼和鐵素體合金管道、設備及其附件的外表面，在清凈后應刷防銹涂料。有色金屬及非金屬材料的保冷管道、設備及其附件的外表面，在清潔后不需防銹涂料。2.4保冷厚度計算原則（1）為減少冷量損失，并防止外表面冷凝的保冷工程，應按“經濟厚度”的方法計

13、算保冷厚度，并以熱平衡法校核其外表面溫度，該溫度應高于環(huán)境空氣的露點溫度，否則須加厚重新計算，直至滿足要求。（2）為防止外表面凝露以及防凍傷需計算最外層的表面溫度時，應采用表面溫度法計算保冷層厚度。該溫度應高于環(huán)境空氣的露點溫度，否則須加厚重新計算。（3）工藝上要求控制冷損失量時，按滿足冷損失要求進行計算，并以熱平衡法校核其外表面溫度，該溫度應高于環(huán)境露點溫度，否則須加厚重新計算，直至滿足要求。（4）以滿足介質輸送時允許溫升的條件，按熱平衡方法計算。2.5保冷材料選擇常用的保冷材料有：聚苯乙烯泡塑制品、硬質聚氨酯泡塑制品、發(fā)泡橡塑制品、酚醛泡沫制品等，本文在1.1、1.2、1.3所舉的工程實例

14、中，均選用了發(fā)泡橡塑制品，沒有特殊說明，后面所有公式以及圖表均適用于發(fā)泡橡塑制品.3.保冷層厚度計算方法根據民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范GB50736-2012【13】：1、 設備和管道的保溫層厚度應按現行國家標準設備及管道絕熱設計導則GB/T 8175【12】中經濟厚度方法計算確定，亦可按本規(guī)范附錄K選用。必要時也可按允許表面熱損失法或允許溫降法計算確定。2、設備與管道的保冷層厚度應按下列原則計算確定：（1）供冷或冷熱共用時，應按現行國家標準設備及管道絕熱設計導則GB/T 8175【12】中經濟厚度和防止表面結露的保冷層厚度方法計算，并取厚值和防止表面結露的保冷厚度方法計算，并取厚值，

15、或按規(guī)范【13】附錄K選用；（2）冷凝水管應按設備及管道絕熱設計導則GB/T 8175【12】中防止表面結露保冷厚度方法計算確定，或按規(guī)范【13】附錄K選用。4.工程實例分析4.1根據規(guī)范，重新選擇最小厚度限于篇幅，本文不采用公式一一進行計算對比，而是按規(guī)范附錄K【13】選用，公式計算對比留待后續(xù)文章繼續(xù)討論。本文以工程實例1.1為例，按照規(guī)范要求重新選用保溫層厚度：名稱場合DN25DN32-DN50DN70-DN150-DN200冷凍水管空調房間252832-40非空調房間3245-50冷凍水泵等設備-冷凝水管-19-保溫層厚度的選擇已經考慮最不利因數。通過對比原來的保溫層厚度要求，按照規(guī)范

16、選擇的保溫層厚度明顯要小于設計要求，也就是說1.1工程實例中的保冷層厚度，完全滿足要求。但是，該工程在中央空調系統(tǒng)聯(lián)機試運行階段，冷凍水管表面出現多處，大面積結露。制冷工班班長以為保溫層厚度不夠，對部分管道加倍加厚保溫，問題仍然沒有解決。有施工人員提出有可能是相對濕度過大，但是沒有實際證據。4.2溫濕度測量：為了進一步查找工程大面積結露的原因，筆者對幾個典型位置的冷凍水管道進行溫濕度的測量，測量結果如下表所示：位置冷凍機房-2層地下室-1層空調機房14層空調機房14層空調機房2室外空氣參數環(huán)境干球溫度24.826.126.826.226.626保冷層表面溫度23.423.42525.525.2

17、相對濕度82%97.50%96.80%97%85%79%在上述5個位置中，冷凍機房和4層空調機房2冷凍水管保冷層表面沒有結露，其余三個地方結露，通過表格數據可以明顯看到，結露的三個地方相對濕度明顯過大。4.3查焓濕圖：通過查焓濕圖，各個地方的露點溫度如下表所示：位置冷凍機房-2層地下室-1層空調機房14層空調機房14層空調機房2室外空氣參數露點溫度21.525.626.525.62422.6通過對比很明顯知道，冷凍機房和4層空調機房2冷凍水管的保冷層表面溫度露點溫度(23.421.5, 25.224)，所以，不結露。4.4原因分析得到以上數據，最小厚度滿足要求，結露原因肯定與相對濕度過大有關。

18、通過現場觀察，得到以下結論1、冷凍水管保冷層結露的地下室或機房均有積水，沒有及時排出。2、冷凍水管保冷層結露的地下室或機房均是封閉空間，由于通風設備已經移交建設方，但是由于工程還沒有投入使用，通風設備在試運行前一個星期沒有運行。3、工程試運行時間是5月份，正值廣州多雨，潮濕天氣。5解決措施運行通風設備，重新測量典型地點溫濕度；所有地方冷凍水管保冷層表面溫度環(huán)境露點溫度。經過觀察，沒有出現大面積結露，結露問題解決，順利通過驗收。6結語本文選取的三個大型工程，一個是廣州市最繁華地段的商業(yè)建筑工程，一個是某區(qū)政府行政中心辦公建筑，一個是機場航站樓工程，具有代表性。此外，廣東地區(qū)潮濕氣候對冷凍水管的保溫層厚度的確定及其性能有直接影響；通過上述分析，我們知道：中央空調冷凍水管保溫層最小厚度的確定在工程實際中是一個簡單而普遍的問題，但是具體實施起來仍然會出現各種問題。本文的出發(fā)點是通過分析具體問題，為解決工程常見問題提供參考方法。7、參考文獻1 GB 8175 87 設備及管道保溫設計導則2 GBJ 126 89 工業(yè)設備及管道絕熱工程施工及驗收規(guī)范3 GB 4272 92 設備及管道保溫技術通則4 GB 50185 93 工業(yè)設備及管道絕熱工程質量檢驗評定標準5 GB/ T 15586 1995 設備及管道保冷設計導則6 GB/ T 16617 1995 設備及管道保冷效果的測試