chapter 2- hydronic piping systems introduction

ေကာငးထကၫြန႔ Ver-7 Chapter-2 Hydronic Piping Systems Introduction

2-1

Chapter 2- Hydronic Piping Systems Introduction

ACMV အငဂငနယာမားအတြက ပကအရြယအစားေရြးခယျခငး(pipe sizing) ႏင duct အရြယအစား ေရြခယျခငး(sizing)တ႔သည ေန႔စဥၾကေတြ႔ေနၾက ၊ ျပလပေနၾက အလပတစခ ျဖစသည။ ပကအရြယအစား ေရြးခယျခငး(pipe sizing) ႏင pump head calculation သည အေခၚအေ၀ၚသာ ကြျပားၿပး အသးျပရသည

သအရႏင သေဘာတရားတ႔ တညၾကသည။ တြကယရသညအဆင အနညးငယ ကြျပားသည။ အသးျပရမည ဇယား(table) ၊ အခကအလကမား ၊ reference စာအပမား အားလး တညၾကသည။

Heating and cooling system မားတြင ေရက heat transfer medium အျဖစ အသးျပေသာေၾကာင Hydronics ဟေခၚဆျခငး ျဖစသည။ အေဆာကအဥတစခအတြငး၌ လပငနးမား(building services)တြင ပကမားျဖင ေရမားက တစေနမာ တျခားေနရာသ႔ သယေဆာငရသည system မားစြာရသည။ (circulated from central plant to terminal units via a re-circulating pipework system.)။ M&E အငဂငနယာမားအေနျဖင hydronic system မား ဒဇငးလပျခငးႏင သကဆငသည ဗဟသတမားက ရာေဖြေလလာထားရမည။

Hydronic system scope တြင ေအာကပါအခကမား ပါဝငသည။ — pipe material and jointing method selection — pipe and pump sizing — heat transfer to and from pipes — thermal expansion — system pressurisation — flow temperature control — variable flow design considerations — dirt and air removal — commissioning considerations.

Heating ႏင cooling system မားတြင heat transfer medium အျဖစအသးျပမည ေရက သယေဆာငမည piping system မားသည Hydronic Piping system ျဖစၾကသည။ တစနညးအားျဖင hydronic system ဆသညမာ conditioned space သ႔မဟတ process မားဆသ႔ hot water သ႔မဟတ chilled water ကသယေဆာငသြားမည piping system မားျဖစၾကသည။

Hydronic Piping Systems ေကာငးထကၫြန႔

2-2

ေအာကပါအခကမားက အေျခခ၍ water system မားက အမးအစား၊ အဆငအတနး (classified) ခြျခားထားသည။ (၁) Operating temperature (၂) Flow generation (၃) Pressurization (၄) Piping arrangement ႏင (၅) Pumping arrangement တ႔ ျဖစသည။

Flow generation က အေျခခ၍ hydronic heating systems အမးအစားခြ (၁) ကမာၻေျမ၏ဆြအားက အသးထားသည(gravity) system မား Gravity system မားသည ကမာၻေျမ၏ဆြအားႏင သပသညးဆကြာဟခကက အသးျပ၍ လညပတ

ေစသည။ (၂) ပန႔မားက အသးျပထားသည forced system မား Forced system မားတြင လပစစေမာတာျဖင ေမာငးသည pump က အသးျပၾကသည။

ယခေခတတြင gravity hydronic system မားက အသးမျပၾကေသာေၾကာင မေဖာျပထားပါ။ Forced recirculating system မား အေၾကာငးကသာ ေဖာျပထားသည။

Water system မားသည ေရက တစႀကမသာအသးျပ(once-through) system သ႔မဟတ ထပခါထပခါ အသးျပသည(recirculating) system မားျဖစၾကသည။ Hydronic system မားက ေအာငျမငစြာ ဒဇငးလပႏငရနအတြက အခကေပါငးမားစြာ အေပၚတြင မႈတညသည။ လကေတြ႔တြင component တစခက ေရြးခယသညအခါ တျခားအရာမားေပၚတြင ျဖစေပၚမည အကးသကေရာကမႈမား(effect on the other elements)က ေသေသခာခာ ထညသြငး စဥးစားျပးမသာ ေရြးခယရမယ။ ထသ႔ မစဥးစားဘ ေရြးခယပါက ျပနာမားစြာ ျဖစေပၚႏငသည။ ဥပမာ - design water temperature ႏင flow rate တ႔သည အျပနအလန စပဆကေနသည။ ၄ငးတ႔သည system layout ဒဇငးလပေနစဥ ႏင ပနအရြယအစား ေရြးခယစဥ(pump selection) ထညသြငးစဥးစားရမည။

၂.၁ Principles

Effective ျဖစရနႏင ကနကစရတနညးရနအတြက water system design တစခသည system components မား အေပၚမတညသည။ design water temperature မားအားလးသည တစခႏငတစခ အျပန

အလနဆကစပေနသည။ flow rate piping layout pump selection terminal unit selection ႏင control method မားအားလးသညတစခႏင တစခအျပနအလနဆကစပ(interrelated) ေနသည။ System size ႏင ရႈပေထြးမႈ(complexity)သည system တစခလးေကာငးစြာ operating လပႏငရနအတြက အေရးၾကးသည။

residential heating application မားအတြက hydronic heating system design သည အပခနကြာျခားခက(temperature drop Δt) 11 K က အေျခခ၍ စးႏနး(flow rate)က တြကခကသည။ အလြနႀကးမားသည အေဆာကအဥ(large buildings and building complexe)မား၏ heating and cooling system မားတြင တပဆငမည hydronic system မားအတြက temperature difference 11 K သည အျမ မမနကန ႏငပါ။

၂.၂ Temperature Classifications

Water system မားက operating temperature မားက အေျခခ၍ အမးအစားခြျခား(classified) ထားသည။ (၁) Low-temperature water (LTW) systems Low-temperature water (LTW) systems မား၏ ဖအား(pressure) ႏင အပခန(temperature) သည

ASME Boiler and Pressure Vessel Code for low-pressure boilers ၏ ကန႔သတခကမား(maximum


2-3

allowable working pressure)က မေကာလြနေစရ။

Low-pressure boiler မားအတြက အမားဆး ခြငျပသည ဖအားသည 1100 kPa (gage) ျဖစသည။ အျမငဆးအပခန(maximum temperature)သည 120°C ျဖစသည။ ပမနအားျဖင LTW systems မားတြင တပဆငထားသည ဘြငလာမား၏ အျမငဆး ဖအား(maximum working pressure) 200 kPa ျဖစသည။ တစခါတစရ ဘြငလာမား(boile)က ဖအားျမငျမင(higher pressures)တြင ဒဇငးလပၿပး tested, and stamped အသးျပသည။ Heating low-temperature water အတြက steam-to-water or water-to-water heat exchanger မားက အသးျပသည။ အေဆာကအဥမား(buildings)တြင Low-temperature water systems မားက အသးျပသည။

(၂) Medium-temperature water (MTW) Medium-temperature water (MTW) systems မား၏ ဖအားႏင အပခနသည 120 and 175°C

ျဖစသည။ ဖအား(pressure) သည 1100 kPa ထက ပမမားေစရ။ Design supply temperature သည 120 to 160°C ခန႔ျဖစသည။ ဖအားခႏငသညအဆင(pressure rating) 1 MPa for boiler မားႏင သကဆငသည equipment မားအတြက ပမနဖအားအဆငသည 1 MPa ျဖစသည။

(၃) High-temperature water (HTW) High-temperature water (HTW) systems ၏အပခန (temperatures)သည 175°C ထက

ပမားသည။ usual pressures သည 2 MPa ခန႔ျဖစသည။ အျမငဆးခႏငသညအပခန(maximum design supply water temperature)သည 200°C ခန႔ျဖစသည။ pressure rating for boilers and equipment သည 2 MPa ခန႔ ျဖစသည။ pressure-temperature rating က component ခႏငသည အပခနႏင ဖအားက system’s design characteristics တ႔ႏင ႏႈငးယဥစစေဆးရမည။

(၄) Chilled-water (CW) systems Chilled-water (CW) system ၏ အပခန cooling အတြက normally (design supply water

temperature)သည 4 to 13°C (usually 7°C)အတြငး ျဖစသည။ ဖအား(pressure)သည 830 kPa ခန႔ ျဖစသည။ ေအးချခငး မျဖစႏငသည ဘ႐ငးေပာရည(antifreeze or brine solution)က အသးျပသည။ အပခန 4°C ထကနမသည လပငနးမား (process applications)အတြက (temperatures below 4°C) coil မားတြင ေရချခငးက ကာကြယရန (freeze protection)အတြက brine solution ကသးသည။ Well-water system မား အတြက supply temperatures of 15°C or higher ျဖစသည။

Terminal heat transfer unit မားမာ convectors ၊ cast-iron radiators ၊ baseboard and commercial finned-tube units ၊ fan-coil units ၊ unit heaters ၊ unit ventilators ၊ central station air-handling units၊ radiant panels ႏင snow-melting panels စသညတ႔ျဖစၾကသည။

၂.၃ Closed Water Systems

Hot water system ႏင chilled water system အမားစ closed system မား ျဖစၾကသည။ Closed system ဆသညမာ ေလထႏင system အတြငးမ အရညမား မထေတြ႔သည system ဟ အၾကမးဖဥး မတသား ႏငသည။ Open system မားသည ျပငပေလထႏငထေတြ႕ႏငသညေနရာ မားစြာ ရႏငသည။

ဥပမာ - cooling tower system တြင ျပငပေလထႏင ထေတြ႕ႏငသညေနရာ (၂)မး ရႏငသည။ Tower basin ႏင discharge pipe or nozzlesentering the tower တ႔ျဖစသည။ Open system ႏင closed system တ႔ အဓက ကြာျခားခက(major difference)မာ hydraulic characteristics ျဖစသည။


2-4

Closed system ၏အခကမားမာ (၁) Flow cannot be motivated by static pressure differences (၂) Pump မားအတြက static lift က ထညတြကရန မလ။ (၃) ပက system တစခလးတြင ေရမားျဖင အျမျပညေနသည။ (entire piping system is always

filledwith water)

အဓက အစတအပငး(fundamental component) မားမာ

• Loads • Source • Expansion chamber • Pump • Distribution system

Hhydronic system မားတြင မရမျဖစပါ၀ငရမည အစတအပငး (၅)ခ ျဖစသည။

Component မားက thermal ႏင hydraulic ဟ၍ အပစ(၂)စ ထပမခြျခားႏငသည။ Thermal component မားမာ load ၊ source ၊ expansion chamber တ႔ျဖစသည။ Hydraulic component မားမာ distribution system ၊ pump ႏင expansion chamber တ႔ျဖစသည။ Expansion chamber သည component တစခသည thermal ႏင hydraulic function ႏစမးလး ေဆာငရြကႏငသည။

၂.၄ Method of Design

ဒဇငနာတစေယာကအတြက ဒဇငးလပနညး အဆငဆငက ေဖာျပထားသည။ general steps complete system design လပရန methodology သည မမဒဇငးလပမည plant ႏင လကေလာညေထြျဖစေအာင ဒဇငး လပသည အဆငမားက လသလ ေျပာငးလႏငသည။ ဥပမာ- ပန႔အရြယအစားတြကရန pump head က ေသခာေအာင လပရသည။ Pump head တြကရန ပကအရြယအစား၊ အမးအစားႏင flow rate က ေသခာေအာင

လပရသည။ ဒဇငးလပနညး အဆငဆင(design process)က လး၀နားလည သေဘာေပါကသငသည။

(၁) System load ႏင ဇန load မားကသတမတျခငး (Determine system and zone loads) Load မားအေၾကာငးက Chapters27 to 32 of the 2005 ASHRAE Handbook—Fundamentals တြင

အေသးစတ ဖတရႈႏငသည။ Cooling load တြကနညး (calculation procedures) မားစြာရသည။ နညးတစနညးတကမႈ (degrees of calculation accuracy) ကြာျခားသည။ Load မားသည (flow) hydronic system မား၏ စးႏနးက အဆးအျဖတ(determine)ေပးသည။ system’s heat transfer ability and energy performance အေပၚ လြမးမးႏငသည။ ဒဇငနာမားသည ေနာကဆးေပၚ ကြနပတာျဖင တြကခကနညး(latest computerized calculation methods)မားက အသးျပသငသည။ Optimal system design ရရရန အတြက တကသည load calculation နညးမား သ႔မဟတ load profile မား မားက အသးျပႏငသည။ Hydronic system control strategy ပေကာငးမြနေစရနအတြက တကသည system load ႏင ဇန load မားက ရရရန အေရးႀကးသည။

(၂) Terminal unit မားေရြးခယျခငး water-to-air heat exchanger terminal unit မား၏ capacity က ေရြးခယသညအဆငျဖစသည။ Coil

selection and operation သည အဓက အကဆးေသာ အခက ျဖစသည။ (single largest influence) hydronic system design အေပၚတြင design တြင criteria of flow, temperaturedrop, and control ability တ႔ပါ၀ငသည။ Coil pressure loss ႏင တပဆငထားမညေနရာသည (location) pipe design


2-5

ႏငအရြယအစား(sizing) control devices ႏင pump selection တ႔ပါ၀ငသည။

(၃) Select system distribution style(s) ေရြးခယျခငး load ႏင တပဆငထားမညေနရာ(location)က အေျခခ၍ piping arrangement မားက

ဆးျဖတသည။ Styles may be comingled in a successful hydronic system design to optimize building performance. Schematically lay out the system to establish a preliminary design အဆငအတြက schematic layout ပမားေရးဆြျခငးျဖစသည။

(၄) Size branch piping system Branch ပကအရြယအစားမားသတမတျခငး ေရြးခယထားသည coil မား (selection of the coil)

controlling devices မား၊ style of installation ႏင location တ႔ကအေျခခ၍ branch piping အရြယအစားက ေရြးခယသတမတသည။ required flow ႏင pressure loss is calculated. အလရသည စးႏနး(flow rate)ရရရနအတြက၊ ထ႔ေနာက flow rate၊ ပကအရြယအစား၊ ပကအမးအစားတ႔က အေျခခ၍ ဖအားကဆငးမႈက တြကခကသည။

(၅) (Calculate distribution piping pressure loss.) Distribution system မားအတြက branch မားအတြက ပကေရြးခယျခငး (criteria for pipe selection

in branch) ပကေရြးခယျခငး တညၾကေသာလညး၊ စပဆကပက နားလညသေဘာေပါကျခငး (understanding the relationship) ႏင effect of distributionsystem pressure loss က

နားလညျခငးသည အေရးႀကးသည အခကျဖစသည။ Terminal မားအားလး၌ လအပသည ေရစးႏႈနး ရရေနႏင လအပသည heat transfer ျဖစရန အလြန အေရးႀကးသည။

(၆) Lay out piping system and size pipes ေမာလငထားသည ဖအားကဆငးမႈ အၾကမးတြက(target friction loss)ၿပးေနာက ပကမားအတြက

system အတြက ပၾကမးေရးဆြထားသညအတငး piping system က ဒဇငးေရးဆြၿပး actual design pressure loss က ထပမတြကခက(calculation)ရသည။ Commissioning process တြငလညး အသးျပသည။

(၇) Select pump specialties

လအပသည ကရယာမား(devices)က သတမတသည။ ထညသြငးသည။ Operation သ႔မဟတ measurement အတြက ပကမား၊ device မား ဖအားကဆငးမႈ(pressure loss)က တြကခကျပးေနာက ပန႔ေရြးခယျခငး(pump selection) ကဆကလကျပလပႏငသည။

(၈) Select air management methodology

Hydronic system မားအားလး အတြငးသ႔ ေလမား ၀ငေရာက(entrain air in the circulated fluid) လာႏငသည။ System အတြငးသ႔ ၀ငေရာကလာသညေလမားက ထတပစရန ကရယာမား ထညသြငး တပဆငထားရသည။ (Managing the collection of thatair as it leaves the working fluid is essential to management of system pressure and the safe operation of system components.)

(၉) Select pump (hydraulic components)

System ႏင ကကညသည ပန႔မားက ေရြးခယရနလသည။ ပန႔သည distribution system ၌ တစခတညးေသာ စြမးအငသးစြမႈမားသည ကရယာျဖစသည။ လအပသညထကပၾကးသည pump က ေရြးခယမပါက စြမးအငျဖနးတးရာ ေရာကသည။ ပေသးငယသည ပန႔က ေရြးခယမပါက ေရမားက

လအပသည ေနရာသ႔ တြနးပ႔ႏငလမမည မဟတေပ။


2-6

(၁၀) Determine installation details, iterate design

Design performance ပေကာငးေစရန fine tuning လပျခငးႏင cost effectiveness ျဖစေအာင လပျခငးသည အေရးႀကးသည ေနာကဆးအဆင ျဖစသည။

၂.၅ Thermal Components

Loads

Load ဆသညမ System အတြငးမ အပမားအျပငသ႔ ထြကသြားေေအာင သ႔မဟတ ၀ငလာေအာင ျပလပ

ေပးသည ကရယာျဖစသည။ တစနညးအားျဖင space သ႔မဟတ process အတြငးမ အပမားစပယျခငး သ႔မဟတ ထတေပးျခငးက ျပလပေပးသည ကရယာျဖစသည။ System အတြငးမ အပမားအခနး သ႔မဟတ process အတြငးသ႔ ေရာကေအာငျပလပေပးလင heating system ဟေခၚသည။ Outward heatflow characterizes a heating system, and inward heat flow characterizes a cooling system.

Central water system မားတြင terminal unit အမးစက အသးျပၾကသည။ ထ႔ေၾကာင နညးမးစျဖင အမးအစား၊ အဆငအတနး ခြျခား၍ ေျပာဆေလရသည။

(က) Natural convection unit မားမာ cabinet convectors၊ baseboard ႏင finned-tube radiation တ႔ ျဖစၾကသည။

(ခ) Forced-convection unit မားမာ unit heaters ၊ unit ventilators၊ fan-coil unit၊ air-handling units၊ heating and cooling coils in centralstation units ႏင most process heat exchangers တ႔ျဖစၾကသည။ Fan-coil units ၊ unit ventilators ႏင central station unit မားကလညး heating, ventilating, and cooling တြင အသးျပၾကသည။

(ဂ) Radiation unit မားမာ panel systems ၊ unit radiant panels ၊ inflooror wall piping system ႏင and some older styles of radiator တ႔ျဖစၾကသည။

ထ unit မားအားလးသည convective နညးျဖငအပ (heat) မားက ကးေျပာငးေစျခငးျဖစသည။

ယခအခါ chilled panels မားက sensible cooling အတြကအသးျပၾကသည။ (conjunction) central station air-handling units မားႏင တြဖက၍ AHU မားသည dehumitification အလပက ေဆာငရြက၍ chilled bean သ႔မဟတ panel မားက sensible cooling ကေဆာငရြကေပးသည။

Terminal units မားက ေရြးခယသညအခါ လေလာကသည capacity ရေအာင ေရြးခယသငသည။ တြကခကခၿပးသည heating and cooling load မားႏင ကကညေအာင ေရြးခယရမည။ Manufacturers’ ratings should be used with reference to actual operating conditions. Ratings (၂)မးရသည။ computer selected ေရြးခယျခငး water temperature ၊ drop or rise ၊ entering air temperatures ၊ watervelocity ႏင ေလစးႏႈနး (airflow) စသညတ႔က သတမတေဖာျပေပးထားသည Ratings catalogue မ ေရြးခယျခငး ျဖစသည။ စအျဖစ သတမတထားသညအေျခအေန(standard test conditions)မားအတြကသာျဖစသည။ Correction factors မား၊ curve မား ႏင rating table မားက သးၾကသည။

မမအလရသည operating condition ရရရန အတြက terminal unit မားက မနကနစြာ ေရြးခယျခငးသည ဒဇငးလပရာတြင အဓကၾကသညအခကျဖစသည။ ဒဇငးနာမားသည အားနညးခက၊ အားသာခကမား က ေသေသ

ခာခာ စဥးစား ေရြးခယသငသည။ ေစးအသကသာဆးႏင သကေသာငသကသာ အျဖစဆး ျဖစေအာင ရရႏငသည နညးအမးမး(various alternatives)က ရာေဖြ ေဖာထတ ေရြးခယတတရမည။

Heating or cooling the space သ႔မဟတ process မားတြက အသးမားသည load device မားသည water-to air ၊ finned-coil heat exchanger သ႔မဟတ water-to-water exchanger တ႔ ျဖစၾကသည။


2-7

Load device မားကေရြးခယသညအခါ တပဆငထားမညေနရာက အဓကအခကအျဖစ ထညသြငးစဥးစား ရသည။ အသးမားသည Load device အမးအစားမားမာ

Heating load devices Preheat coils in central units Heating coils in central units Zone or central reheat coils Finned-tube radiators Baseboard radiators Convectors Unit heaters Fan-coil units

Water-to-water heat exchangers Radiant heating panels Snow-melting panels Cooling load devices Coils in central units Fan-coil units Induction unit coils Radiant cooling panels Water-to-water heat exchangers

Source ဆသညမာ heating system ျဖစလင အပထတေပးသည စကႀကးမားျဖစသည။ Cooling system ျဖစလင အပဖယထတေပးသည သ႔မဟတ chilled water တတေပးသည စကမားျဖစၾကသည။

Heating system မားအတြက အပထတေပးႏငသည ဘြငလာ၊ heater စသညတ႔သည heat source မား ျဖစၾကသည။ Cooling system မားအတြက အပက ဖယထတေပးႏငသည chiller ၊ DX unit စသညတ႔သည cooling source မားျဖစၾကသည။

သအရအရ heating system မားအတြက heat source မ ထတေပးလကသည အပပမာဏသည system တြင လအပသည heat load ႏင ညမရမည။ Cooling system မားအတြက cooling source မ ဖယထတလကသည အပပမာဏသည system တြင လအပသည coolinf load ႏင ညမရမည။ Steady-state conditions အေျခအေနတြင load energy ႏင source energy တ႔တညၾကသည။ (equal and opposite)

ေရက ပေအာင ျပလပႏငသည လပႏငသည device မားအားလးက heat source မားအျဖစ အသးျပနငသည။ သ႔မဟတ ေရက ေအးေအာင ျပလပႏငသည လပႏငသည device မားအားလးက cooling source မားအျဖစ အသးျပနငသည။

Source device ႏင loads တ႔အၾကား(across the source and loads)တြင အပခန ကြာျခားခက

(temperature differentials)ႏင စးႏနး(flow rates) တညၾကသည။

Heating and cooling system မားအတြက အသးမားသည source device မားမာ Heating source devices Cooling source devices

Hot-water generator or boiler Steam-to-water heat exchanger Water-to-water heat exchanger Solar heating panels Heat recovery or salvage heat device (e.g., water jacket of an internal

combustion engine) Exhaust gas heat exchanger Incinerator heat exchanger Heat pump condenser Air-to-water heat exchanger

Electric compression chiller Thermal absorption chiller Heat pump evaporator Air-to-water heat exchanger Water-to-water heat exchanger


2-8

Source device မားက ေရြးခယသညအခါ အဓက အခက(၂)ခကမာ design capacity ႏင part-load capability ျဖစသည။ Turndown ratio ဟ ေခၚဆသည ေဝါဟာရက အသးျပသည။ Turndown ratio ဆသညမာ အနညးဆး (အနမဆး) ေမာငးႏငသည capacity က design capacity ျဖင စားထားျခငး ျဖစသည။

Design capacity ပေသနညးမာ

Turndown ratio = 100 Minimum capacity

Design capacity

Turndown ratio ၏ ေျပာငးျပန(reciprocal)လညး တစခါတစရ အသးျပသည။ ဥပမာ turndown ratio of 25% က တစခါတစရ turndownratio of 4 ဟ ေရးသားေလရသည။ Turndown ratio 25% က ေျပာငးျပနျပလပ၍ (1 ÷ 25% = 4) ေရးသား ေဖာျပျဖစသည။

Hydronic system တစခ၏ performance က စဥးစားသညအခါ turndown ratio သည အဓကအခက

ျဖစသည။ Turndown ratio သည source system ၏ part-load capability ေဖာျပျခငး ျဖစသည။ တစနညးအားျဖင အနမဆးေမာငးႏငသည part-load capability ျဖစသည။ Turndown ratio မားျခငးေၾကာင Hydronic system ေကာငးစြာအလပမလပျခငး၊ ေကာငးစြာမေမာငးႏငျခငး၊ တညၿငမစြာ မေမာငးႏငျခငး ျဖစေပၚလမမည။ သ႔မဟတ စြမးအင သးစြမႈမား လမမည။

System Temperatures

Hydronic system တစခ၏ performance လအပခက(requirements) ႏင စးပြားေရး တြကေျခ ကကမႈ(economics of the components)တ႔က အေျခခ၍ design temperatures ႏင temperature ranges တ႔က

ေရြးခယၾကသည။

Cooling system မားအတြက 50% RH at 24°C ၊ dew-point temperature 13°C အေျခအေနတြင

ထနးထားရန လအပသည။ Terminal unit မားမ ျပနထြကလာသည ေရ၏ အျမငဆးအပခန(maximum temperature of return water) သည 13°C (16°C maximum) ျဖစသည။

Refrigeration machine မား၏ freezing point ႏင စးပြားေရး တြကေျခ ကကမႈ(economics) တ႔က

အေျခခ၍ လကေတြ႔တြင ေမာငးႏငသည အနမဆးအပခန(lowest practical temperature)သည 4°C ခန႔ ျဖစသည။

Chiller ေရြးခယသညအခါ chilled water leaving temperature ႏင differential temperature ၊ refrigerant စသညတ႔သည အဓကကသည အခကမား ျဖစသည။ Chiller ထတလပေရာငးခသမား ႏင တငပင ေဆြးေႏြးသငသည။

Heating system မားအတြက ေမာလငထားသည performance requirement မားျပညမေစရန အျမငဆးအပခန(maximum hot-water temperature)က ASME Boiler and Pressure Vessel Code မ 120°C သတမတေပးထားသည။ Space temperature requirements သည 24°C ခန႔တြင ျဖစသည။ ကနကစရတ

နညးေစရန(most economic considerations)အတြက load device မား ေမာငးရနသငေလာသည အပခနမား(actual operating supply temperatures ႏင temperature ranges) က သတမတေပးသည။

Central plant မား၏ Turndown ratio ႏင control valve ၏ Turndown ratio မတညၾကေပ။

Valve တစခ၏ Turndown သည valve rangeability က ႏငးယဥေဖာျပခက(comparable) ျဖစသည။ Rangeability သည maximum controllable flow ႏင minimum controllable flow တ႔၏

ဆကသြယခက(relationship) ျဖစသည။


2-9

Distribution and pumping system မားအတြက အပခနက ျဖစႏငသမ အျမငဆးျဖစေအာင ျပလပ

(maximum possible temperature range)ၾကသည။

၂.၅ မားယြငးစြာ နားလည ယဆမႈမား

Hydronic system မားက ဒဇငးျပလပရာတြင အေျခခသေဘာတရားမားက စနစတက နားလည သေဘာ မေပါကျခငး သ႔မဟတ လြမားစြာ နားလညယဆထားျခငးတ႔ေၾကာင မားယြငးသည တြကခကမႈမား ျပလပတတ ၾကသည။

Condenser water pump က လအပသညထက ပႀကးသည အရြယအစားက ေရြးခယမျခငး(oversize) အမား

အေဆာကအဥ အမားစတြင chiller plant room သည ေျမေအာကထပ(Basement)တြင တညရၿပး cooling tower သည အေပၚဆးထပ(roof top)တြင တညရသည။ Cooling tower မ condenser water(CW) သည ကမာၻေျမဆြအား(gravity)ေၾကာင အျမငမ basement ရ pump ၏ suction ပကအတြငးသ႔ စးဆငး လာသည။ ထ႔ေၾကာင ထပကအပငးက ထညတြကရန မလဟ ယဆၾကသည။ Pump head သည ေရက roof top ရ cooling tower သ႔ ေရာကေအာင တြနးပ႔ရသည။ ထ႔အျပငပက၏ friction loss မား အတြကကလညး ထညတြက ေပးရမညဟ ယဆၾကသည။ ထ႔ေၾကာင over size pump က မားယြငးစြာ တြကခက ေရြးခယ ၾကသည။

Chilled water pump က လအပသည အရြယအစားထက ေသးငယသည pump က ေရြးခယမျခငး၊

အေဆာကအဥ၏ ထပမစ၍ chilled water pipe friction က စတင တြကခကသညအခါ chilled water သည basement ရ chilled water pump အတြငးသ႔ ကမၻာေျမဆြအား(gravity) ေၾကာင စးဆငးသြားသည။ ထ႔ေၾကာင ထပကအပငးက ထညတြကရနမလဟ မားယြငးစြာ ယဆၾကသည။ Chilled water circuit သည closed loop ျဖစေသာ ေၾကာင friction losses ကသာ တြကရနလသညဟ ယဆၾကျခငးေၾကာင chiller water pump သည လအပသညထက ပေသးငယသည pump အရြယအစားက ေရႊးခယမတတၾကသည။

၂.၆ ဆညသမား(Noise) ျဖစေပၚျခငး

ေရထတြင ေလ ႏင vapour bubble မရသည အခါမးတြင ပကထ၌ ေရစးဆငးျခငးေၾကာင မညသည အသကမ မျဖစေပၚေစပါ ။ Air con system မားတြင အသးျပေသာ အျမငဆး velocity limit သည 8 ft/s(2.4 m/s)ျဖစသည။ သ႔ေသာ velocity ျမငေသာေၾကာင ဆညသမား ျဖစေပၚလမမည။ ဆညသ(noise) ျဖစေပၚျခငးႏင အတ တကစားျခငး(erosion)လညး လက၍ ျဖစေပၚေလရသည။ တစနညးအားျဖင ဆညသ(noise) မရျခငးေၾကာင erosion လညး မျဖစႏငေပ။ ဆညသ(noise) မားစြာ ျဖစေပၚျခငးေၾကာင pump ၏ impeller မားတြင cavitation ျဖစေပၚ လာသည။ စကပစၥညးမား လငျမနစြာ ပကစးေလ ရသည။

Hydronic system မားက ဒဇငးျပလပရာတြင အေရးအႀကးဆးအလပမာ စးဆငးျခငး ခခအားသည(flow resistance) က တတႏငသမ အမနကနဆးျဖစေအာင တြကခကျခငး ျဖစသည။ ခခအား(resistance)က ဖအား ကဆငးမႈ(pressure drop) ဟလညး ေခၚသည။ ဖအားကဆငးမႈ(pressure drop)က အရည၏ အျမင(height of liquid column)ျဖင ေဖာျပေလရသည။ Head loss ဟလညး ေျပာဆေလ ရသည။

Head loss calculation ျပလပျခငး၏ အဓက ရညရြယခကမာ (က) တပဆငမည pump ၏ လအပေသာ pump head က သတမတရန ၊ ေယဘယ အားျဖင pump head က

အေ၀းဆး ပကေနရာ သ႔မဟတ Head loss အမားဆး ရသည point က ေရႊးခယ၍ တြကယၾကသည။

(ခ) System တစခလးသည ဒဇငး flow condition တြင balance ျဖစေနေစရန ၊ တစနညးအားျဖင သတမတ ထားေသာ ေနရာတြင ရရမည စးႏႈနး (flow rate) အညအမ ရရရန.

(ဂ) Automatic control valve မား အတြက လအပသည အခကအလက(information)မားျဖစေသာ minimum


2-10

pressure drop at design flow rate၊ control valve ၏ CV တနဘး၊ low load condition တြင ျဖစေပၚလာမည ဖအားကြာျခားခက(differential pressure)တ႔ ရရရန

Pipe system တစခတြင pipe friction ႏင fitting loss ဟ၍ ႏစမး ရသည။ Head loss က height of fluid column ျဖင ေဖာျပသည။ ထ အခနတြင ရေသာ fluid ၏ temperature

အေျခခအားျဖင အဓက အပငးသးပငး(three major parts) ပါဝငသည။ (၁) Air system – Air Handling Units (AHU), air distribution (air duct) system and terminals. (၂) Water system – Chilled water system, hot water system, condenser water system. (၃) Central plant – Refrigeration (chiller) plant, boiler plant.

၂.၇ Hydronic Piping အမးအစားမား

(၁) Hot-water heating piping (၅) Makeup-water piping (၂) Chilled-water piping (၆) Condensate-drain piping (၃) Condenser-water piping (၇) Blowdown-drain piping (၄) Glycol cooling-water piping (၈) Air-vent piping

၂.၈ ခႏငရမည ဖအားႏင အပခန

Hydronic piping system မားတြင ပါဝငသည အစတအပငးမား(components)ႏင တပဆငမႈ (installation)မားသည သတမတထားသညအနမဆးဖအားႏင အပခန(minimum working pressure and temperature) က မခ ခႏငရညရရမည။

(၁) Hot-Water Heating Piping : 150 psig at 250 ˚F (၂) Chilled-Water Piping : 200 psig at 75 ˚F (၃) Condenser-Water Piping : 150 psig at 100 ˚F (၄) Glycol Cooling-Water Piping : 100 psig at 150 ˚F (၅) Makeup-Water Piping : 80 psig at 75 ˚F (၆) AHU Condensate-Drain Piping : 75 ˚F (၇) Blowdown-Drain Piping (Non Steam : 225 ˚F (၈) Air-Vent Piping : 200 ˚F (၉) Safety-Valve-Inlet and -Outlet Piping : Equal to the pressure of the piping system to which

it is attached. Piping systems for building mechanical systems, including, but not limited to: (၁) Hot-water heating piping. (၆) Condensate-drain piping. (၂) Chilled-water piping. (၇) Blowdown-drain piping. (၃) Condenser-water piping. (၈) Air-vent piping. (၄) Glycol cooling-water piping. (၉) Safety-valve-inlet and -outlet piping. (၅) Makeup-water piping.


2-11

၂.၉ စခနစညြနးမား(Standards)

The following table illustrates desired piping standards for different mechanical systems:

Service Size Fitting

Connection Pipe

Connection Material

High Pressure Steam

2" and smaller

Socket Weld Socket Weld

SCH 80, A106 Carbon Steel, Seamless

2-1/2" and larger

Butt Weld Butt Weld SCH 40, A106 Carbon Steel, Seamless

Medium Pressure Steam

2" and smaller Threaded (NPT) Socket Weld or Threaded (1” and smaller)


2-1/2" and larger

Class 150 Flange

Butt Weld SCH 40, A106 Carbon Steel, Seamless

Low Pressure Steam



2-1/2" and larger

Class 150 Flange


High Pressure Condensate

2" and smaller

Socket Weld Socket Weld


2-1/2" and larger

Butt Weld Butt Weld SCH 80, A106 Carbon Steel, Seamless

Medium Pressure Condensate



2-1/2" and larger

Class 150 Flange


Low Pressure Condensate



2-1/2" and larger Class 150 Flange Butt Weld SCH 80, A106 Carbon Steel, Seamless

Service Size Fitting Connection

Pipe Connection Material

Continuous Vent

2" and smaller

Threaded (NPT)

Threaded SCH 40, A 53 Gr. B Carbon Steel, Seamless

2-1/2" and larger

Class 150 Flange

Butt Weld SCH 40, A53Gr. B Carbon Steel, Seamless

Steam Relief Vent



2-1/2" and larger

Class 150 Flange



2-12

Chilled Water Condenser Water Heating Hot Water

2" and smaller

Threaded (NPT)

Threaded (NPT)

SCH 80, A53 Gr. B Carbon Steel, ERW

2-1/2" and larger Class 125/150 Flange

Butt Weld SCH 40, A 53 Gr. B Carbon Steel, ERW

Domestic/Potable Water (Hot & Cold)

6" and smaller Solder, Propress, Brazed (2” and larger)

Solder, Propress, Brazed (2” and larger)

Type L copper, hard drawn

8" and larger Class 125 Flanged

Class 125 Flanged

Ductile Iron

Non-Potable Water (NPW)

6" and smaller Solder, Propress, Brazed (2” and larger)

Solder, Propress, Brazed (2” and larger)

Type L copper, hard drawn

8" and larger Class 125 Flanged

Class 125 Flanged

Ductile Iron

Reclaim/re-use/gray water

2" and smaller

Threaded (NPT)

Threaded SCH 40, A53 Gr B Carbon Steel, Seamless

2-1/2" and larger

Class 150 Flange

Butt Weld SCH 40, A 53 Gr B Carbon Steel, Seamless

Equipment Drain

2" and smaller

Threaded (NPT)


2-1/2" and larger

Class 150 Flange


Natural Gas

2" and smaller

Threaded (NPT)


2-1/2" and larger

Class 150 Flange


Codes and Standards: 1. ASME Compliance: Fabricate and install hydronic piping in accordance with ASME B31.9

"Building Services Piping".

၂.၁၀ အားသာခက(advantages) ႏင အားနညးခကမား(disadvantages)

Hydronic system မား၏ အားသာခက(advantages) မားမာ (၁) ေရ(water)သည effective heat transfer medium တစမး ျဖစသည။ HVAC service တြင ေရက ပကျဖင

သယေဆာငျခငးသည ေလက duct မား သယေဆာငျခငးထက ပ၍ သပသညးကစလစသည။ တစနညး အားျဖင ေနရာ အနညးငယသာ လအပသည။

(၂) ေလက ျပနလညအသးျပျခငး(Re-circulation of air)ေၾကာင အန႕ႏင အညစအေၾကး(odors and contaminants)မား ပါ၀ငႏငသည။ ထ႔အျပင ေလေၾကာင ဇနတစခ အျခားဇနတစခဆသ႔ မးခးမားႏင မးေတာကမား ပ႕ႏ႕သြားျခငးက ကာကြယႏငသည။ (fire and smoke spreading from one zone to another)

(၃) Hydronic system ၏ အစဥး ကနကစရတ(first cost)သည central system မားႏင ႏႈငးယဥလင နညးသည။


2-13

(၄) တပဆငရနေနရာ အနညးငယသာ လအပသည။ (less building space is required)

(၅) ျပျပင ၊ မြနးမျခငး ၊ တးခ႕ျခငးမားအတြက အလြနသငေလာသည။ (more suitable for retrofit applications)

(၆) ပမန မဟတခန(Off-hour conditioning)မားတြင central air system က ေမာငးရန(operation) မလအပေပ။

(၇) မသးသညေနရာမားအတြက အလြယတက ပတပစႏငသည။(Cooling can be easily shut off in unoccupied areas)

(၈) Window unit မား ၊ split unit မားထက ပ၍ ဆညသနညးသည။ (Quieter than unitary systems)

(၉) Air handling rooms and duct clearances မားအတြက လအပသညေနရာ အနညးဆး (minimal space needed) ျဖစသည။

(၁၀) Individual zone တစခခငးစက temperature control လပႏငသည။

(၁၁) သကေသာငသကသာျဖစမႈ ပေကာငးေစရနႏင ကနကစရတ သကသာေစရနအတြက (to improve comfort control and reduce operating costs) variable speed secondary pump မားက အသးျပႏငသည။

(၁၂) Heat recovery technique မားက အသးျပႏငသည။

(၁၃) ျပငလြ ေျပာငးလြယ ျဖစသည။ (flexible and readily adaptable to many building module requirements) လအပခကမားႏင ကကညေအာင တပဆငႏငသည။

(၁၄) အခနးတစခနးခငးစက အလရသည အပခနရေအာင(individual room control) လပႏငသည။

(၁၅) အခနးတစခနးမ အညစအေၾကးမား တျခားခနးမားဆသ႕ ေရာကရသြားျခငး မျဖစေအာင ကာကြယႏငသည။ (Prevent cross contamination of re-circulated air from one room to another)

အားနညးခကမား(disadvantages)မာ (၁) လမား ရေနသည အခနး(occupied areas)မားတြင ျပျပငထနးသမးမႈမား(maintenance) ျပလပရန

လအပသည။

(၂) AHU / FCU မားတြင condensate drain pan မား ပါရရမည။ (dehumidification ႏင latent load က သးျခား separate ventilation system တစခမ မျပလပေပးလင) ေလစစ(terminal air filter) မားက ပမနသန႔ရငးေရးျပလပေပးရန(periodically cleaned) လအပသည။

(၃) Positive ventilation ျဖစေစရမည။ ေလသန႔(fresh air)ထညေပးရမည။ Ventilation က နရအေပါကမား(wall aperture) မ ရယလင တကေလ(wind) ႏင stack effect တ႔ေၾကာင ထနးခပရန ခကခသည။

(၄) နရ အေပါကမား(wall openings)မ မးေရယစမျခငး(rain leakage) ျဖစႏငသည။ Cold drafts ျဖစျခငး၊ coils freeze ျဖစျခငးတ႔ ႀကေတြ႕ရႏငသည။

(၅) သးျခား(separate) ventilation system တပဆငရန လအပသည။

(၆) ေႏြရာသတြင စထငးဆ ျမငမားႏငသည။ Relative humidity may be high in summer)။ အထးသျဖင modulated temperature control ျဖင ေရစးႏနး(chilled water flow)က ထနးခပလင chilled water flow သည အလရသည အပခနကသာ ရေအာငထနး(control)လင relative humidity ျမငမားႏငသည။

(၇) No humidification is provided.

(၈) Seasonal change over ျပလပေပးရန လအပသည။

(၉) လမား ရရာေနရာမား(occupied areas)၌ ျပျပင ထနးသမးျခငးႏင ဆားဗစလပျခငး(maintenance and service work)တ႔ ၀ငေရာကျပလပရသည။


2-14

(၁၀) ေလစစမား ညစေပလင ဖအားကဆငးမႈ(pressure drop) ျမငမားလာေသာေၾကာင မၾကာခဏ ေလစစအသစ လလယေပးရန လအပသည။

Contents

၂.၁ Principles ..................................................................................................................... 2

၂.၂ Temperature Classifications ........................................................................................... 2

၂.၃ Closed Water Systems................................................................................................... 3

၂.၄ Method of Design ......................................................................................................... 4

၂.၅ မားယြငးစြာ နားလည ယဆမႈမား ......................................................................................... 9

၂.၆ ဆညသမား(Noise) ျဖစေပၚျခငး ......................................................................................... 9

၂.၇ Hydronic Piping အမ းအစားမား ...................................................................................... 10

၂.၈ ခႏငရမည ဖအားႏင အပခန ............................................................................................ 10

၂.၉ စခနစညြနးမား(Standards) ............................................................................................ 11

၂.၁၀ အားသာခက(advantages) ႏင အားနညးခကမား(disadvantages) ........................................ 12

chapter 2- hydronic piping systems introduction

Documents