空调系统介绍

圖示:氧濃淡電池腐蝕
圖示:全面酸性腐蝕
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水垢
水垢(Scale)
硬質水垢之結晶 如碳酸鈣(CaCO3)、硫酸鈣(CaSO4)、或 矽酸鎂(MgSio3)等，經濃縮超過飽和溶解 度而結晶沈澱。
圖示硬質水垢
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淤泥
淤泥(Fouling) 軟質不定形物
如積泥(Mud)、細砂、氧化鐵、磷 酸鈣、黏泥等沈積物。 軟質沈積物之產生源自水中懸浮 固體(即不溶解固形物)之沈澱，一 般容易發生在水流較慢之處(流速 低於1m/sec)，例如水通管外熱交 換器，熱交換器出口管端及管板 之容易附著淤泥。
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抽風式MAU外氣空調箱
抽風式外氣空調箱的送風機置於盤管下游，以抽氣方式吸取外氣，
此方式相對於鼓風式是較節能之配置方式，因其風車本身之發熱量 可代替部份加熱盤管能量，但空調箱內部壓力低於大氣壓力，因此 箱殼之氣密要求較高，且因為負壓設計除濕盤管之排水較不易排放。
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MAU箱殼
(1) MAU箱殼： 原則上每一區段之箱殼應為緊密無縫框架，雙面
第 二 道 冷 盤 管
第 二 道 熱 盤 管
袋 式 濾 網
HEPA
MAU外氣空調箱通常是依據功能要求來設置MAU箱殼、風機、冰水盤管、熱水盤管(或 電熱器)、空氣過濾器(初級、中級、高級三級過濾)、加溼器、空氣混合箱、送回風及旁 通風門
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鼓風式MAU外氣空調箱
鼓風式外氣空調箱的送風機置於盤管上游，以鼓風方式將外氣吹出空 調箱，此方式風車本身之發熱量會造成冷卻盤管之熱負荷，且以台灣 氣候而言夏季佔多數，因比容關係於冷卻盤管前風車風量將較大，其 優點則是空調箱內壓力大於大氣壓因此無洩露問題 。
圖示淤泥沈積物
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微生物產生污染物
微生物產生污染物(Microbiological Contamination)
熱帶氣候，溫度及濕度均高，冷卻水中微生物繁殖頗為快 速。 在冷卻水系統發現的微生一般可分為： 一.細菌(Bacteria) 細菌是冷卻水系統中最主要的問題，可分為四種好氣性的 黏泥製造者，惡氣性的腐蝕菌，鐵沈積菌和硝化菌。 二.黴菌(Fungi) 黴菌生長於木頭部份，使木頭腐敗。黴菌和酵母菌沈積 物通常存在冷卻循環水中含有高濃度有機碳的地方， 避免黴菌造成冷卻水塔木頭的腐敗，紅木因其抗菌性， 是一個最佳的選擇。 三.藻類(Algae) 藻類之生長需要陽光，故常發在冷卻水塔曝光處及散水 盤上，其造成障礙除腐化木質，影響散水效果外，小 者增加冷卻水之濁度，大者可能阻塞管路。
0.7mm厚以上之鍍鋅鋼板構造，總厚度不小於50公 厘(2吋)，內嵌玻璃纖維保溫棉(密度不小於48kg/m3) 或PE保溫材；能耐3000Pa風壓而不產生彎曲漏風， 組合時須使用螺栓，螺帽及墊圈等加以組合，整個 結構體必須符合氣密要求，零件須易於替換，易於 日後維修；內部表面要保持絕對平滑，連接零件不 能阻擋氣流的順暢，且容易清潔，避免可能有水汽 凝結，防止銹蝕；在箱殼組合內的任何零件，日後 任何時候均可分解移出，以利日後維修。 26
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冷卻水塔
一般常見空調系統的設備概要圖
冷卻水輸送管
冰水主機
LED微電 腦PID溫 度控制器 冷卻水循 環幫浦
冰水一次 幫浦
冰水二次 幫浦
LED微電腦 PID溫濕度 控制器
鍋爐
電動二通閥
冰 水 輸 送 管
比例式 電動閥
AHU空調箱
冰 水 回 水 管
蒸 氣 控 制 閥
溫濕度 感測器
蒸汽輸運管
蒸 汽 冷 凝 水 輸 送 管
圖示:硫酸還原菌造成之腐蝕
圖示:黴菌
圖示藻類(肉眼視之)
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硬度
硬度是由水中溶解許多多價的陽離子所構成，
但最主要為鈣及鎂，其餘為鍶、鋇、鋁、鐵、 錳等多價離子。水中總硬度的存在，亦受其 他因素的影響，如pH值、總鹼度等。 水中硬 度通常以每公升水中含有多少毫克碳酸鈣 (mg/L as CaCO3) 表示。
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腐蝕
腐蝕的原因大致可分為四種： 1.點蝕 氧氣所引起腐蝕呈點蝕(Pitting)狀 態，易有愈鑽愈深之傾向，若未 有效抑制，可能穿透管壁，造成 穿孔。 2.流電腐蝕 不同金屬接合處，因金屬電位不 同，產生流電腐蝕(Galvanic Corrosion)，如銅管和碳鋼管板 (Tube Sheet)的接合處，碳鋼管板
MAU空氣過濾器
(2)MAU空氣過濾器：
依照設計需求，安裝不同等級之空氣過濾網，並提供必要之
框架，以裝設空氣過濾網；初級過濾器採用50mm初級過濾 器，由多層的網目製造而成，每層以正確的角度彼此交換疊 列，使空氣通過網目多次改變方向，以達到過濾的效果；濾 網須堅固的過濾材料，在氣流和塵重下，不會壓縮變形和崩 潰，並且保持它的高效能；鋁質濾網須含鋁質層片狀的網目， 不混合樹脂類的黏著劑及不會燃燒。袋式中級過濾器必須是 高效率，以不織布所製的袋裝形成，高效率袋裝過濾器的效 率必須測試標準達80-85%(捕集效率)空調箱必須具備固持袋 狀過濾器的框架。高效率過濾器最初壓損於10 mm Aq以下 ， 補集效率：99.997%，濾網材質為玻璃纖維紙。
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冷卻水塔的種類
一.自然通風式:
設計上依賴自然力量，利用內外空氣密度差，促使空氣 移動經過水塔內達到散熱。基本上可分三類(1)大氣通風式(2)煙囪通風式 (3)雙曲線通風式。 優點:可節省風車運轉成本。 缺點:體積大、建造成本高、易受天氣影響效率不穩定。
二.機械通風式:
設計上依賴風車力量，促使空氣移動經過水塔內達到散 熱。基本上可分二類(1)押入通風式(2)吸入通風式，而吸入通風式又可分 逆流式與直交流式(最為廣泛使用)。 優點:效率較穩定、建造成本較低、風量可依設計而定。 缺點:需風車運轉成本。
圖示:點蝕
常發生嚴重腐蝕現象。
圖示:不同金屬的接觸面腐蝕
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腐蝕
3.氧濃淡電池腐蝕 沈澱物上下界面因溶存氧 濃度不同形成氧濃淡電 池(Oxygen Concentration Cell),而於 沈積物下方發生嚴重之 腐蝕現象。 4.酸性腐蝕 若水呈酸性時，陰極反應 則成為：2e- + 2H+ → H2 此即金屬直接與酸反 應所造成的全面腐蝕。
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計算冷卻水質化驗
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水質與水垢生成關係
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常見的空調設備之二空調箱
空調箱 顧名思義就是空氣調節箱子 調節所需的溫度 濕度 清淨度。 用於不同地方 就會有人變更它的稱呼 以方便識別功用。 MAU外氣空調箱:又稱恆溫恆濕空調箱，依室內需求將空氣在箱子內作清淨度 處理及冷卻、加濕、加熱調節，所以構造最複雜體積也最大 PAH預冷空調箱:一般處理外氣的箱子稱為預冷空調箱,差別在於只做冷卻 不含 加熱加濕 也很少會有高效率網,主要為了先行冷卻室外空氣。 AHU空調箱:又稱循環空調箱，一般回風含有外氣與室內回風,空調常使用 的送風設備之一,與 FAN COIL(小型送風機)差別在於有新鮮空氣 及初級濾器對人比較健康。 FAN COIL(小型送風機):單純室內冷卻送風設備,空調常使用的送風設備之一, 因為無外氣,故一般會搭配預冷空調箱一起規劃。
空調系統介紹
目 錄
壹、空調系統的五個循環 貳、一般常見空調系統設備 参、一般常用空調公式
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壹、五個循環
室 內 氣室 循內 環空 冰 水 循 環
冷 媒 循 環
冷 卻 水 循 環
室 外 空 氣 循 環
室 外
空調系統依特性可以劃分成下列五個循環系統 一.室內空氣循環 二.冰水循環
三.冷媒循環
四.冷卻水循環 五.室外空氣循環
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冷卻水塔構造及維護重點
冷卻水塔之基Βιβλιοθήκη Baidu結構及維護重點
1.風扇馬達及減速器(季測電流量，加潤滑劑) 2.風扇葉片(月清除積垢) 3.散水槽(週清除散水孔積物) 4.散熱材(半年清洗一次) 5.擋水器(半年清洗一次) 6.腳架 7.下部水槽(月清除積垢) 8.出水管(口) (週清洗濾網積物) 9.維修門 10.扶梯(防銹) 11.底座 12.入口順板(半年清洗一次) 13.吊網(防銹) 14.入水管(防銹)
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MAU外氣空調箱
MAU是潔淨室的溫濕度及潔淨度調節控制的
設備。 其主要構造: 1.箱殼 2.冷盤管 3.熱盤管或電熱器 4.加濕器 5.空氣過濾器 6.風車與傳動裝置
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典型式MAU外氣空調箱構造
初 級 濾 網
中 級 濾 網 風 車 第 一 道 冷 盤 管 第 一 道 熱 盤 管
加 濕 器
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空調系統循環裝置
冰水管 送風 冷 空調箱 蒸 卻 冰 室 送 發 盤 水 內 風 器 管 泵 回風 機 冰水主機 冷卻水管 冷 凝 器 冷 卻 水 泵 散 熱 材 冷卻水塔 冷 卻 風 車 排散熱量 室 外 外氣
壓 縮 機
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貳、一般常見空調系統的設備
1.冷卻水塔(自然通風式、機械通風式) 2.冰水式冷凍空調主機(往復式、螺旋式、離心式、吸收式) 3.循環幫浦(冷卻水循環泵浦、冰水循環泵浦) 4.管路(冷卻水循環管路、冰水循環管路、蒸汽管路、冷凝水排水管路、冷卻水給水管 路、膨漲水箱給水管路、加濕器給水管路、冷媒循環管路、) 5.空調箱(MAU、 PAH、 AHU、 FAN COIL) 6.控制閥(電動二通閥、電動三通閥、比例式電動二通閥、比例式電動三通 閥、蒸氣控制閥) 7.感測器(溫度感測器、濕度感測器、溫濕度感測器) 8.控制器(電子式溫控器、微電腦溫控器、 LED微電腦PID溫度控制器 LED微電腦PID溫濕度控制器) 9.加濕器(鍋爐蒸氣加濕器、電熱蒸氣加濕器、噴水霧式加濕器) 10.加熱器(電熱器、熱盤管) 11.風車(離心式、軸流式、透浦式) 12.鍋爐 13.PAG(水冷式箱型冷氣機、氣冷式箱型冷氣機)
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冷卻水處理方法
化學處理方法:
化學處理方法是以加入化學藥劑達到抑制與平衡。 主要藥劑有冷卻水處理劑、防垢劑、防腐蝕劑、殺 菌劑、滅藻劑、分散劑、氯碇、加酸鹼。
機械處理方法:
旁流過濾器(如沙濾塔)、底部定時定量自動排放器。
物理處理方法: 臭氧處理器、頻率震盪活化器
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冷卻水質化驗項目及控制範圍
項 PH M鹼性度 ppm 鈣硬度Ca.H ppm as CaCO3 含鐵T.Fe ppm as Fe 餘氯 OC1¯ ppm as OC1¯ 微生物（細菌敷） 導電度 μs/cm 磷酸鹽(TP) ppm as PO4 濁度Turbidity NTU 總固型物( T.D.S ) 總硬度T.ll ppm as CaCO3 二氧化矽SiO2 ppm as SiO2 目 控制範圍 冷卻水 7.5~8.5 500 500 0.5↓ 1↓ 5× 105 Max 2000 4~6 Max 20 2500↓ 700↓ Max 150
水冷式箱型冷氣機
MAU空調箱 電動二通閥
送風機 電子式 溫控器 微電腦 溫控器
隱掛式送風機
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常見空調設備之一冷卻水塔
方型直交流式冷卻塔
冷卻水塔的原理:
是以水作媒體，透過水的蒸發原
理，將挾帶熱量的冷卻水在塔內先 分散細化或用噴灑，利用散熱材 特性增加受熱與蒸發面積，再經 風扇吸入冷空氣，讓水與空氣在 塔內進行熱交換，使蒸發熱量傳 遞給空氣並散入大氣中。 冷卻水塔出入水溫通常設計 5.5~6.5℃，設計外氣濕球溫度與 冷卻水塔出水溫一般約在3℃以下。
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退伍軍人症
退伍軍人症為一種嚴重致命的肺炎型態。已
知的退伍軍人菌 (Legionnaire's Disease Bacterium , LDB)有 30 多種，暴露在此種細 菌而感染的人數低於 5%，但感染此症而死 亡的比例卻高達15%左右，在美國每年有超 過 25,000人感染此症。在商用／工業用的冷 卻水塔中普遍存在，許多退伍軍人症的爆發 常因不能有效控制冷卻水塔中的細菌所引起。
方型直交流式冷卻塔
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冷卻水的影響
1.鑑於水質及空氣污染日益嚴重，冷卻水塔與空氣進行熱交換 過程中，吸入空氣中的灰塵與一些物質，及水量蒸發導致濃 縮倍數增加，使用一段時間後，冷卻水系統將產生腐蝕、結 垢、淤泥、微生物堵塞管路，造成散熱不良等問題；另外冷 卻水環境十分適合退伍軍人菌生長影響管理人員身體健康。 2.冷卻水水溫每升1℃會造成空調主機耗電量增加2%。 3.冷凝器管壁結垢每增加0.006吋(0.15mm) ，將使冰水主機耗 電率增加12%。 ※由此可知冷卻水的水質與空調主機冷凝器效率及耗電量是成 正比，因此冷卻水質是空調系統中管理上重要的一環，除需 注意冷卻水質管理外，並且定期抽驗冷卻水質。 。