超高层建筑高承压水路系统的设计

超高层建筑高承压水路系统的设计

随着建筑高度增高，空调水路系统承受水压就愈大，对于100m高建筑来说静水压力就达到1.0Mpa左右。提高空调水系统承压能力，有着巨大的经济效益和社会效益。超高层建筑盖在城市黄金地段，地价和楼价是当地最贵的，中间设置设备层经济上是不合算的，如果占用两个标准层为设备机房的话，会使好地段楼价达1亿人民币，业主得不到回报。同进也会影响建筑物立面景观和建筑物造型。高承压水路系统设计从节能来考虑经济意义也是显著的，对于一幢150m高建筑，中间不设板式换热器，垂直一个系统供回水温度是7/12度，如果中间设板换，上层的供回水就是9/14度，有一半建筑空调通过板换供冷，热效率至少下降20%左右，而且末端装置换热面积要加大20%，对于安装、设备投资、噪声均带来问题。当然高承压设计设备压力增加，造价随之提高，但是相对于高承压系统整体效益还是比较小的。按理论一幢500m高的建筑，最理想的空调水系统是中间不充任何转换设备垂直系统，最大静水压力为5.0Mpa，目前还没有发明减低静水压力装置，设备承压能力是有限的，只能采用一次板换，甚至二次板换来解决。

1、设备和管件承压能力

(1) 离心式冷水机组(国外或合资企业生产的)

普通型PN=1.0Mpa 加强型PN=1.7Mpa 特加强型PN=2.1Mpa

(2)螺杆式制冷机(国外或合资企业生产的)

蒸发器水侧压力2.45Mpa，油分离器的设计压力为2.41Mpa，冷媒侧的出口管上配有安全阀，其起跳压力为2.41Mpa.

(3)板式换热器

工作压力最高达2.5Mpa压力，测度压力是1.5倍的工作压力。有的工作压力可达到2.2Mpa(使用时板式换热器是两侧均受压工况)。整体式板式换热器最大工作压力为3.0Mpa.

(4)末端设备承压

风机盘管：采用高纯度无疑紫铜管与百叶式正弦形铝质散热片，经14Mpa水压胀管，使铜管与铝片紧密结合。集水头采用黄铜锻造，水流设计分布均匀，能发挥最高之整体传热效果，承压可达6.4Mpa.另外一种采用无缝铜管用铝翅片机械胀接作了过冷处理，盘管的工作压力设计为3.1Mpa.空调箱的冷热盘管：采用纯铝质缠绕铝鳍片，以10Mpa以上水压紧密结合于5/8in紫铜管上，承压可达6.4Mpa.冷却和加热盘管采用铜管、铝翅片、翅片用机械加压胀接在铜管上。盘管试验压力3Mpa，最大设计工作压力为1.5Mpa.

(5)VAV空调箱的冷热盘管类似上述空调箱，末端装置设备，经过二次试压，耐压能力高，标准水侧压力为2.5Mpa.

2、超高层建筑为了使空调设备，特别是制冷机不上楼，与尽量少上楼布置，因此在设计中必须提高设备承压能力，不能受传统框框限制。

日前我国超高层建筑绝大部分水路系统，中间加水-水换热器，把冷水从低层区提升至高层区进行闭式热交换。使低层区与高层区承受各自高度的压力。从而减少低层区承压过大。

提高空调水路系统承压能力，关键是提高制冷机和板式换热器的承压能力。而制冷机的蒸发器的管壁厚度和板式换热器的板面厚度均与承压能力有关，板面和管壁加厚了、承压能力提高了，传热效率则要下降。而我国超高层工程中，外方设计最高承压，制冷机为2.1Mpa，而板式换热器最高承压为2.8Mpa，相对空调末端设备的盘管均为水压胀管而成，承压均可达到6.4Mpa，在超高层工程中使用是没有问题的。因此提高水路系统承压能力，关键是搞高制冷机蒸发器水侧承压能力。