CNS 2056 G3030 中國國家標準
輕級鋼管(LIGHT CLASS)
CNS 6445 G3127 中國國家標準
CNS 6445 配管用碳鋼鋼管之尺度、重量及尺度許可差
水管保溫厚度計算
決定保溫管之厚度,由溫度之相對安全性,能源之經濟性,材料費用等因素決定。
其中溫度之相對安全性,為如何決定表面溫度
以下之材料厚度,其方法入下所述︰
D1,D2 ︰保溫材料之內外徑 ( m )
λ ︰保溫材料之熱傳導率 ( Kcal / m‧h‧℃ )
α ︰保溫材料向外氣熱傳之表面傳熱率 ( Kcal / m‧h‧℃ )θi ︰管內流體溫度℃
θs ︰保溫材表面之溫度℃
θ0 ︰管內流體溫度℃
為簡化繁瑣的計算方式,以下提供管路保溫經濟厚度
開放式膨脹水箱容量計算
開放式膨脹水箱,主要在空調管路應用功能,是為讓因溫度變化而使管內水收縮膨脹所產生之水體積有地方容納,因此如何計算其體積膨脹量,必須先算出配管系統中所有管路之內體積與機器設備水容積,在查得其運轉前溫度之比體積,與運轉後溫度比體積,兩者之差即得其膨脹量。
例如 有一冰水系統,其全部管路體積 + 機器設備體積為30m^3,空調運轉前水溫為 20 ℃,其比體積為0.0010017 m/ Kg,運轉後其水溫度為 5 ℃ ,比體積為 0.001 m/ Kg,故其冰水膨脹量為︰
管路全部容積為30m^3,其單位重量為 30m^3x 1000 Kg / m= 30000 Kg
膨脹量 = 30000 Kg ( 0.0010017 - 0.001 ) m/ Kg = 51L
由上例可知,在台灣使用之冰水系統,其因溫差並非很大,故其膨脹量非常地小,但如使用在熱水系統或嚴寒之地區,其膨脹量即非常地大。
何謂淨正吸入頭NPSH
水在一溫度下具有一定之飽和壓力時,會使水蒸發成水蒸氣,而在泵浦吸入端至葉輪間會存在一壓力損失,因此NPSH 為必需維持水流入泵浦內,以克服泵浦內部壓力損失所需的吸入壓力稱之。
泵浦所需 NPSH 值如不足,即會使水在泵浦吸入口蒸發,而形成氣泡,這些氣泡送到泵浦出口時,因壓力昇高,使氣泡崩潰,造成泵浦內部震動,發出低隆隆的噪音,更使葉輪表面形成麻點或侵蝕的機械損害。
空調密閉冰水系統配管方式可分為直接回水配管與逆回水配管。
其配管方式如下圖︰
在密閉冰水系統,進入空調箱或室內送風機冰水盤管的冰水流量如果減少,那樣即會影響該空調設備應有的設計冷卻能力,因此如何確保在每一個空調設備皆能獲得正確設計冰水流量,即為配管設計最重要的課題。
為確保每一各空調箱設備有一定設計水量,必須先確保每一設備管路壓力損失一樣,如此即可使每一回路設計水量均衡。
每一回路設備管路壓力損失包含盤管壓力損與管路等效壓力損( 含管路彎頭、三通、閥件壓力損 ),因此假設每回路空調盤管壓力損皆一樣時,在直接回水配管法中,回路 A 接近進出水管,即其配管管路最短,其管路等效壓力損即最小,而回路 D 離進出水管最遠,即其從進
水至出水,其配管管路最長,其管路等效壓力損即最大,如此配管系統即會產生大量冰水流入回路 A,而使最末端回路 D 無法達到應有的設計水量,導致回路 D 空調設備無法發揮應有的功能,為改善直接回水配管法的缺失,因而發展出逆回水配管法,藉以改善上述的缺點。
逆回水的配管法中,可由上圖看出回路A、B、C 與回路 D 之配管長度是一樣的,其管路壓力損失皆一樣,因此使各回路皆可獲得均衡設計水量。
理論上,設計逆回水配管法可使各回路空調設備獲得均衡的設計水量,但實務上是如此嗎 ? 答案是否定的,因為一開始我們即假設各回路空調設備盤管壓降是一樣,而逆回水配管法能造就相同的每一回路管路等效壓力損,但在實務設計每一回路空調設備盤管壓力降是無法一樣的,因此縱然利用逆回水配管法造就相同的管路等效壓力損。
但每一回路因空調設備壓力降不同,而使每一回路總壓力損失不同,因而使系統流量不均衡。
因此建議在密閉管路設計中,以採直接回水配管法,再加上平衡閥的適當安裝,以得正常設計水量為上策,切勿再任意設計逆回水配管,以免畫蛇添足,增添困擾。
有一空調電力盤配置圖如下:
a.查表得3 ø 380 V 電動機之全載電流值如下:
20HP為30.1A,75HP為107.1A,
15HP為23.2A,30HP為45.2A
b.由下式得電熱器電流值:
20000W=√3 ×380 V × I
I = 30.4 A
c.計算1 ~ 5 回路無熔絲開關之安全電流,以選用NFB規格:
NFB安全電流=空調設備負載電流 ×1.5
冰水泵20HP安全電流=30.1×1.5 =45.2A,NFB 跳脫電流AT用
50A,框架電流AF為50A
冷卻水泵75HP安全電流=
107.1 ×1.5 = 160.7A,NFB 跳脫電流AT用175A,框架電流AF為225A
空調箱風車15HP安全電流
=23.2 ×1.5 = 34.8A,NFB 跳脫電流AT用40A,框架電流AF為50A
排氣風車30HP安全電流=
45.2 ×1.5 =67.8A,NFB 跳脫電流
AT用75A,框架電流AF為100A
電熱器20KW安全電流=
30.4A ×1.5 =45.6A,NFB 跳脫電流
AT用50A,框架電流AF為50A
d.計算配電盤main NFB之safety current,以選用NFB規格:
配電盤所有 1 ~ 5 回路最
大回路負載安全電流加上其它回路負載電流即該NFB之安全電流。
配電盤 1 ~ 5 回路最大回
路負載為冷卻水泵75HP,107.1A,
故:
NFB安全電流 =107.1
×1.5+30.1+ 23.2+ 45.2+ 30.4=289.6 A
因此NFB跳脫電流AT選用
300A,框架電流AF選用400A
e.計算1 ~ 5 回路之導線規格與電導管尺寸及接地線規格:
導線安全電流=空調設備負載電流 ×1.25,如選用 PVC 配管
60℃導線, 再查PVC 配管60℃導線
安
培容量表得導線線徑。
冰水泵20HP安全電流=30.1×1.25 =37.6 A ,查表得14mm²線
徑
冷卻水泵75HP安全電流=
107.1 ×1.25 =133.8 A,查表得
80mm² 3條
空調箱風車15HP安全電流=
23.2 ×1.25 =29 A,查表得8mm² 3
條
排氣風車30HP安全電流=
45.2 ×1.25 = 56.5 A,查表得
22mm² 3條
電熱器20KW安全電流=30.4
A ×1.25 =38 A,查表得14mm² 3條
冷卻水泵75HP Y—△線徑安全電流=107.1/√3 ×1.25 =
77.4 A,查表得50mm² 6條
f.計算1 ~ 5 回路之電導管尺寸: 冰水泵20HP線徑為14mm² 3
條,加上接地線共 4 條導線,查導
線管選定表得管徑為31mm
冷卻水泵75HP線徑為80mm²
3 條,加上接地線共
4 條導線,查
導線管選定表得管徑為63mm
空調箱風車15HP線徑為8mm²
3 條,加上接地線共
4 條導線,查
導線管選定表得管徑為31mm
排氣風車30HP線徑為22mm²
3 條,加上接地線共
4 條導線,查
導線管選定表得管徑為39mm
電熱器20KW線徑為14mm² 3
條,加上接地線共 4 條導線,查導
線管選定表得管徑為31mm
冷卻水泵75HP Y—△線徑為50mm² 6 條,加上接地線共 7 條導
線,查導線管選定表得管徑為75mm g.計算1 ~ 5 回路之接地線徑:
查接地線徑表即可得接地線徑規格
冰水泵20HP,NFB AT 為
50A ,查表得接地線徑為 5.5mm²
冷卻水泵75HP,NFB AT 為
175A ,查表得接地線徑為 14mm²
空調箱風車15HP,NFB AT
為 40A ,查表得接地線徑為 5.5mm² 排氣風車30HP,NFB AT 為
75A ,查表得接地線徑為 8mm²
電熱器20KW,NFB AT 為
50A ,查表得接地線徑為 5.5mm²
配電盤主NFB AT 為300A,
查表得接地線徑為 22mm²
h.計算配電盤供應電源導線線徑: 配電盤所有 1 ~ 5 回路最
大回路負載安全電流加上其它回路負載電流即該電源電導線之安全電流 配電盤安全電流=107.1
×1.25+30.1 + 23.2+ 45.2+30.4=262.7 A,查表得
250mm² 3條。