暖通小識--水封和疏水器

今天說兩個小東西

一個是空調裡面的水封，一個是動力裡面的疏水器

為什麼把它們放在一起呢？因為英文中，這兩個東西都叫做trap

疏水器叫做steam trap

U型水封叫做 U trap

顧名思義，就是設立一個陷阱，把水封存在裡面的意思

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一般而言

當我們在做冷凝水管路的時候，需要做以下工作:

設計水封

設計計算冷凝水管路尺寸，坡度

安裝施工驗收

根據材質進行保溫處理

考慮是否回收作為其他用水設備的補水水源

當我們在做蒸汽管路上的疏水器的時候，需要做以下工作:

設計蒸汽管路,考慮坡度，考慮自然補償或者補償器補償問題，固定支架滑動支架滾動支架等問題

考慮多長管線需要設置一個疏水器

計算管線的冷凝水量，選用合理類型疏水器

冷凝回收的管路設計等.

鑒於蒸汽管路系統比較複雜，本文不展開講述那麼多，僅僅說一下管路上的疏水器的疏水量的計算和種類。其餘的以後有空再說、

這裡點一點:比如有冷凝系統的蒸汽動力型回收系統的設計，冷凝水泵的安裝高度的計算，除氧水箱的進口壓力考量等等

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1. 水封

在一個空調箱裡面，表冷器的冷凝水需要排出，因此需要設定排水管，當然排水管上面的水封是必不可少的，常見的水封為U性水封，現在也有乒乓球類的水封。

見下圖

這裡注意了,敲黑板，有幾點注意了

a. 凝水盆的負壓等於什麼啊？

Pc=ρ*g((h1-h2) ,看清楚了，是h1-h2，這是因為兩個水平管內均為非滿管流，因此管徑的高度是不應該考慮進來的。兩側的水平管均應該使用底邊高度。

筆者注:這裡的h1-h2在計算出來以後還是要乘以安全係數的。一般乘以1.5倍

使用h1-h2-d作為負壓水封高度是不對的！

b. h2這個高度有什麼要求沒有？

有的。考慮到停機時候，空調箱內部的負壓消失，此時水封兩側的液面平齊

因此h2的高度應該是原有h1-h2高度的至少一半，否則一旦風機再次啟動，則右側的液體會全部轉移到左側，無法形成有效的水封形態。

因此我們得出結論，對於傳統的U型水封，h1-h2必須大於Pc/ ρ*g,並且h2至少是(h1-h2)的一半。

c.乒乓球水封

但是對於乒乓球的水封, 則情況又不同了。因為負壓情形下，乒乓球可以壓住排水口，一般只考慮h1-h2的高度，即A的高度，而不需要考慮h2的高度，如下圖

對於現在大部分的空調箱的供應商，已經逐漸開始使用乒乓球式的密封水封了。

筆者注:通常我們在進行冷凝水管設計的時候，需要進行冷凝水管管徑的確定，冷凝水管一般是氣液兩相流，雷諾數較低，屬於層流，流速緩慢，一般低於0.2m/s.因此可以採用推薦數值，具體可以參見Mcquay的空調設計手冊，這裡不贅述了

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2.疏水器

蒸汽管路和蒸汽減壓閥組前都會有疏水器存在，其意義是及時輸送走管路內部的凝結水。

疏水器從過去到現在基本有三種形式,一種是機械式,包括浮球式，倒吊桶式;一種是熱靜力式,一種是熱動力式。

當我們在考慮一種疏水器好不好用的時候，主要考慮以下情況

其疏水後的背壓是否足夠高,越高則排水能力越強

其疏水的流量夠不夠大，越大則輸水能力越強

是否容易發生機械故障

下面先給大家看幾個動畫，讓大家明白各種疏水器的工作原理

https://www.zhihu.com/video/937805537035915264

浮球式疏水器

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https://www.zhihu.com/video/937778053825384448

倒吊桶式疏水器

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https://www.zhihu.com/video/937779367255007232

雙金屬片熱靜力式

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https://www.zhihu.com/video/937780723135082496

圓盤式熱動力疏水器

現在使用比較多的是浮球式，因為其背壓較高，並且疏水效果好。唯一需要注意的是浮球內部不能有雜物。否則會卡死，因此需要在之前安裝過濾器。

各種疏水器的背壓一般為

浮球式:0.8-0.85P

倒吊桶:0.7-0.8P

熱靜力:0.3P

熱動力:0.5P

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浮球式好處在於，一是二次側背壓高，冷凝水容易回收，考慮空調蒸汽加壓，最末端的壓力為2bar,則疏水器後還有大約1.5bar的壓力，在正常情形下，可以滿足回水要求；二是可以連續輸水，可以看看上面的動畫就明白了。熱靜力式使用場合少一些，熱動力的使用場合最少，用的話主要也用在水平管路上。

上面說了疏水器的種類，下面說一下沿程管道的疏水量計算，注意注意敲黑板啦，不是末端用氣設備點的疏水量，不是蒸汽加濕疏水量，是蒸汽管路的疏水量！！！

1.首先我們計算出單位長度下的散熱量kj/h,這個也可以直接查手冊，當然你也可以閱讀我的值乎專欄文章當我們在談論保溫時，我們在談些什麼?-中

裡面有計算說明

2.然後我們計算出蒸汽焓值和冷凝水焓值的差值，這個很好算，就是汽化潛熱嗎,kj/kg

3.接著將1和2相除就可以得出需要的疏水量啦kg/h，當然最後需要考慮乘上安全係數，手冊上有的，作為疏水器安全指標。

筆者注: 如果是要求計算末端設備的疏水量，則簡單多啦。直接將末端設備的比如蒸汽加濕量作為最不利疏水量即可kg/h.最後也要考慮乘上安全係數，作為疏水器選型指標。

同樣對於減壓閥組前的疏水器選型，同樣是考慮後面的用戶關閉，則考慮將全部的蒸汽量全部輸水，同樣乘以安全係數。和上一段類同。

下面給出幾個蒸汽疏水的詳圖看一下

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