令人厌烦的空调机组冷凝水滴漏
上海四方空调净化工程公司 陈心良 王鲁平
上海美维电子有限公司 成丕亮
[摘要]文对空调机组的排放、U形弯设置的原理作了详细的说明、以及在工程实践中由于U形弯设置不当和凝结水管
管径过小和排水坡度不足而引起空调机组凝结水排水不畅的工程实例。
[主题词]空调机组、凝结水、U形弯、排放
1.概述
空气通过空调机组表冷器进行冷却降温去湿，会使表冷器表面产生大量冷凝水，此冷凝水必须有效地收集和排除。冷凝水是被收集在设置于表冷器下的集水盘，再由集水盘接管排向一个开式排水系统。通常卧式组装式空调机组，立式空调机组，变风量空调机组的表冷器均设于机组的吸入段(见图-1)，在机组运行中，表冷器冷凝水的排放点处于负压，为保证冷凝水的有效排放，要在排水管线上设置一定高度的U形弯，以使排出冷凝水在U形弯中能形成排放冷凝水所必须的高差原动力，且不致使室外空气被抽入机组，而严重影响冷凝水的正常排放。这是一个极其简单及明白的道理。但是在实际工程中往往由于部分设计人员和安装施工人员对于空调机组冷凝水的排放原理缺乏深入的了解，致使工程实践中出现大量冷凝水排水管线配置不合理，所设U形弯高差不够，而导致未能形成必须的水柱高差;再有排水管线坡度不够,有时还有反坡和抬高情况，均会使集水盘中的冷凝水溢至空调机组而导致冷凝水排水不畅，这样在空调机组运行时，冷凝水会从箱体四周滴出，而当机组停止运行后，大量贮存于空调机组箱体中的冷凝水便会倾刻从箱体缝隙排出，造成机房内地面大量积水。而对装于吊顶上的机组，冷凝水滴漏问题则更为严重，倾刻间会有大量冷凝水通过吊顶落入室内，会导致吊顶损坏，室内机器设备、办公用具受湿，引起财产损失，而业主则埋怨不已。
2.抽吸式空调机组中表冷器冷凝水排放原理
抽吸式空调机组是指表冷器设于负压段的机组。表冷器冷凝水的排放是在负压状态下向大气排放。 U形弯设计和安置是否正确合理是保证冷凝水正常排放的关键。工程中常见的U形弯设置叙述有如下几种形式：
2.1.冷凝水排水不设U形弯(见图-2)
在抽吸式空调机组中，当风机启动后，表冷器冷凝水排放处处于负压，负压值的大小和表冷器前所设置的初效、中效过滤器以及和表冷器的空气阻力有关，当凝水排水管上不设U形弯时，则由于空调机组内负压的存在，冷凝水不能正常排出，随着冷凝水的增多，集水盘中液面会一直增至高H，等于机组该处的负压值，当超过了集水盘的高度时。冷凝水便从集水盘溢出至空调箱。在机组运行时，由于空调机组保持负压，此时会有水滴从空调箱中滴出。但到机组停止运行时，则机组内负压消失，贮存于机组内的冷凝水在重力的作用下，会瞬间从空调箱箱体四周缝隙处泄出，泄出的水量依空调机组的大小，及机组内的负压值大小而定，该冷凝水量有时达到惊人的程度。
冷凝水排水管不设U形弯，在机组启动时，室外空气还会通过排水管反抽入机组，通过集水盘液面还会产生鼓泡现象。
2.2.不正确的U形弯配置
在工程实际中还常会看到如图-3所示的不正确的U形弯设置。
图3a和图3b中，示出了常见的不正确的U形弯设置，U形弯进出水口两端高度相同，当风机投入运行以后，空调机组内处于负压，集水盘中的冷凝水位会逐渐增高，同样会形成和机组内负压值相同的液位高度H，在形成H高水位过程中，水会从集水盘中溢出至空调机组内，当风机停止运行以后，贮存于空调箱内的冷凝水就会倾刻从空调箱四周缝隙排出，造成和不设U形弯相同的后果。
2.3.正确的U形弯配置
图4a、4b、4c，示出了在抽吸式空调机组中正确的U形弯设置，图中示出了在风机停止、启动和运行过程中U形弯中水柱高度的演变情况
2.3.1.风机停止工况
当风机停止运行时，U形弯中两边水柱高度相同为A，其中B=2A。之所以B要等于2A，是为了避免风机启动时，机组内产生负压，而抽空U形管中的液柱，破坏U形管中的水封.
2.3.2.风机启动工况
风机启动运行以后，U形弯中的两边水柱会立即形成高差，高差大小随空调机组内负压值而定。随着冷凝水的增多，U形管开始排水，U形弯中水封高度就演变成图4C所示形式，两边水柱高差为C，C值的大小为空调机组中冷凝水排放点的负压值
2.3.3.风机正常运行工况
图4C示出了抽吸式机组正确配置U形管的冷凝水排放工况，图中所示的从集水盘排水表面到U形管排水表面的距离D大于U形弯中水柱高度C（C水柱高度等于机组内之负压值）所以集水盘中的冷凝水不会聚积，冷凝下来的冷凝水将不断排除，杜绝了冷凝水从集水盘溢出至空调箱的可能性，保证了冷凝水排放顺利通畅。
U形管中水柱高差C值应为空调机组内的设计负压值，D值应为机组可能达到的最不利的负压值，通常取D=2C，这是考虑空调机组内初效、中效过滤器会随着使用时间增长而阻力增加，也考虑当空调系统实际阻力小于设计阻力时，会使通过空调机的风量大于设计风量，则冷凝水排水点的负压值会超过设计负压值，故U形弯正确设计应为A=D，B=2A=4C。
对于适舒性大型卧式空调机组，机内负压值建议C取600Pa，推荐水封高度B≥240mm。 对于净化新风空调机组，由于表冷器前设置初、中效过滤器，表冷器排数较多，阻 力较大，机内负压值建议C取1000Pa，推荐B≥400mm。
3.冷凝水管排水坡度
冷凝水的正常排放除U形弯设置要正确外，凝结水管的排放坡度是至关重要的。凝结水管的坡度应大于0.5%,且决不允许在凝结水管中形成反坡和下塌，防止产生第2个U形弯，凝结水排放总管应大于DN32.
4.工程实例
实例1：上海某大型电子厂房，二楼办公室，食堂部分，空调系统采用新风加风机盘管系统，新风机组为法国CIAT产品，风量6000m3/h,机组吊于吊顶内，冷冻水供水温度为7℃，回水温度为12℃，空调机组表冷器冷凝水排放处设U形弯。
新风机组正式投入运行为7月上旬，恰好为上海出霉，高温潮湿天气，室外气温为36℃，已超过设计参数。新风机组从上午9时开机运行，4小时以后，中午停机，此时突然从空调机组下的吊顶处倾泻出30～40Kg的冷凝水，其当时景象，如突然倾盆暴雨，致使吊顶损坏，室内物品受损。笔者恰好亲临现场，当即查看冷凝水U形弯做法，发现是U形弯安装不正确而出了问题（见图-5）。
U形弯高度B是400mm，但是两端高差仅为35mm，如此U形弯安装必然导致集水盘冷凝水外溢至空调机组，引起停机后的凝水排泄事故，后立即将U形弯改装，改装后使B=2A.再开机运行，冷凝水排放通畅正常。
按此事故教训，对该工程30台装于吊顶内的新风机组和变风量机组的排水U形弯进行检查，发现有将近1/3的U形弯做法不符合要求。存在不同程度的冷凝水外溢情况。
实例2：某大型电厂，送风空调机组为全新风直流式机组，风量80000m3/h，风机压力1800Pa，表冷器为10排，表冷器前设有初、中效过滤器，冷冻水供水温度7℃，回水温度12℃，空调机组基础为200mm砖基础，设计已在冷凝水排放处设U形弯(见图-6)。
系统在夏季7月份投入运行后，发现整个空调箱内积水高度达到80～100mm，在机组运行时，空调箱四周冷凝水外滴，而当机组停止以后，箱体内冷凝水瞬间从四周缝隙排出，造成机房内大面积积水，经检查发现初、中效过滤器在试运转期间也已变脏，实际阻力已大大超过设计阻力，在表冷器前所测机内负压达1000Pa，说明U形弯水封高度不足以将冷凝水正常排出，而从集水盘溢至空调机内。 后将楼板打洞，U形管改放于楼板之下，U形弯高差改装为》400mm，排水立即畅通。 实例3：东北某药厂净化车间，空调机组采用立式双风机空调机组，空调机采用上海某空调机厂产品，表冷器为六排，冷凝水排放由该厂自带所谓冷凝水排水器，如图-7，外形为一方盒，此排水器实为U形弯的做法变形，冷凝水排水器进出口高差仅为35mm。
立式空调器投产运行以后，冷凝水不能正常排水，空调机内出现积水现象，停机后冷凝水外溢，后将所谓排水器拆除，改装成高度H=150mmU形弯，冷凝水排放立即通畅。 实例4: 上海某工程，吊顶内设有三台变风量机组，每台风量为4000m3/h,机组凝结水出水管径DN20,U形弯设置正确(见图-8).机组运行后产生凝结水滴漏，经检查发现三台机组的凝结水总管仅为DN20,且排水总管无坡度。后将总管改为DN32,坡度加大到大于1%，凝结水排放立即正常。
5.结论
从笔者从事空调设计和施工几十年的实践中，发现空调机组冷凝水排放已成为空调行业的常见病，多发病。究其原由，主要是设计人员对冷凝水排放重视不够，对此而造成的后果认识不足。设计人员在设计图中对U形弯高差做法不给予明确规定，施工安装人员则对U形存水弯排水的机理更为模糊，对保证排水管坡度的重要性认识不足，致使 工程实际中，冷凝水排水不畅，问题层出不穷。实有引起空调界同仁重视的必要。
