關于空調冷卻水系統幾個問題的探討

1 冷(leng)卻水溫度(du)對冷(leng)水機組(zu)制(zhi)冷(leng)量的影響(xiang)

  我們都知道(dao) :從運(yun)行費來(lai)講(jiang)，在蒸發溫(wen)(wen)度(du)(du)和壓縮機轉(zhuan)數一(yi)定的(de)(de)情況下，冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)溫(wen)(wen)度(du)(du)越低，制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)系(xi)(xi)數越大，耗(hao)(hao)電(dian)量就(jiu)越小。據測(ce)算，冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)溫(wen)(wen)度(du)(du)每增(zeng)(zeng)(zeng)加1℃，單位制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)量的(de)(de)耗(hao)(hao)功(gong)率(lv)約增(zeng)(zeng)(zeng)加3%-4%.所以(yi)，從這(zhe)一(yi)角度(du)(du)來(lai)講(jiang)，保(bao)持冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)溫(wen)(wen)度(du)(du)穩(wen)定對提高冷(leng)(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)機組的(de)(de)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)量是(shi)(shi)有(you)益(yi)的(de)(de)。但為達到此目的(de)(de)，需采取以(yi)下措施(shi):增(zeng)(zeng)(zeng)加冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)的(de)(de)換熱(re)面積和冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)量;或提高冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)的(de)(de)傳熱(re)系(xi)(xi)數，但是(shi)(shi)，對于(yu)一(yi)個空調冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻系(xi)(xi)統來(lai)說，增(zeng)(zeng)(zeng)加冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)的(de)(de)面積幾(ji)乎是(shi)(shi)不可(ke)能的(de)(de)。增(zeng)(zeng)(zeng)加冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)量勢(shi)必(bi)增(zeng)(zeng)(zeng)加水(shui)(shui)(shui)(shui)在冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)內(nei)的(de)(de)流速，這(zhe)將影(ying)響制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)機的(de)(de)壽(shou)命(ming)，同時(shi)還增(zeng)(zeng)(zeng)加了冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)耗(hao)(hao)電(dian)和管材浪費等(deng)一(yi)系(xi)(xi)列問題，而且效果也不盡理想(xiang)。增(zeng)(zeng)(zeng)大冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻塔(ta)的(de)(de)型(xing)號，考(kao)慮(lv)一(yi)定量的(de)(de)富(fu)余系(xi)(xi)數尚可(ke)，但如果盲目加大冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻塔(ta)的(de)(de)型(xing)號，以(yi)追求降低冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)也是(shi)(shi)得(de)不償(chang)失(shi)的(de)(de)，而且，冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)度(du)(du)還受當地(di)氣象(xiang)參數的(de)(de)限制(zhi)(zhi)。提高冷(leng)(leng)(leng)(leng)凝(ning)器(qi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)側(ce)的(de)(de)放熱(re)系(xi)(xi)數，是(shi)(shi)實際和有(you)效的(de)(de)，而提高放熱(re)系(xi)(xi)的(de)(de)有(you)效途徑(jing)是(shi)(shi)減小水(shui)(shui)(shui)(shui)側(ce)的(de)(de)污垢(gou)熱(re)阻，對冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)(shui)補水(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)行有(you)效的(de)(de)處理. 

2 冷(leng)卻水的補水問(wen)題

   冷卻(que)塔水量損失，包括三部分 :蒸發(fa)損失，風吹(chui)損失和(he)排(pai)污損失，即:Qm=Qe+ Qw+Qb 

式中 :Qm為(wei)冷卻塔水(shui)量(liang)(liang)(liang)損(sun)(sun)失；Qe為(wei)燕發(fa)水(shui)量(liang)(liang)(liang)損(sun)(sun)失；Qw為(wei)風吹量(liang)(liang)(liang)損(sun)(sun)失；Qb為(wei)排污(wu)水(shui)量(liang)(liang)(liang)損(sun)(sun)失。

      (1) 蒸發損失 

      Qe= (0.001+0.00002θ) Δt Q (1)式中 :Qe為蒸發(fa)損失(shi)量； Δt為冷卻塔進出水溫(wen)度(du)差；Q為循環水量；θ為空氣的干(gan)球溫(wen)度(du)。

      (2) 風吹損(sun)失水量 

      對于有除水(shui)器的機械通風冷卻塔，風吹損失(shi)量為

      Qw=(0.2%～0.3%)Q (2) 

      (3) 排污和(he)滲漏損失

      該損失是(shi)比較機動的(de)一項(xiang)，它與循環冷卻水(shui)質(zhi)要(yao)求(qiu)、處(chu)理方法(fa)、補充水(shui)的(de)水(shui)質(zhi)及循環水(shui)的(de) 濃縮倍數有(you)關 .濃縮倍數的(de)計算公式:N =Cr/Cm 

      式中 :N為濃(nong)縮倍(bei)數；Cr為循環冷卻(que)水(shui)的(de)含鹽量；Cm為補充水(shui)的(de)含鹽量.

      根據循環(huan)冷卻水(shui)系統(tong)(tong)的(de)(de)含(han)鹽量(liang)平(ping)衡(heng)，補充水(shui)帶進系統(tong)(tong)的(de)(de)含(han)鹽zui應等(deng)于排污，風吹和滲偏(pian)水(shui)中所帶走的(de)(de)含(han)鹽量(liang) . 

      QmCm= (Qw+Qb)Cr

      N =Cr/Cm=Qm/(Qw+Qb)=( Qe+ Qw+Qb)/( Qw+Qb) (3) 

      Qm= QeN/(N 一1) 

  濃(nong)縮倍數(shu)為補充(chong)水含(han)鹽(yan)量和(he)經濃(nong)縮后冷卻水中的(de)含(han)鹽(yan)量之比(bi)，《建筑給水排水設計(ji)手冊(ce)》推(tui)薦 N值，一般情況下zui高(gao)不超過(guo)5～6。N值過(guo)大，排污和滲漏損失大，必然造成水浪費，N值過(guo)小，補水量小，冷卻(que)水濃(nong)度大，會造成系(xi)統(tong)的污垢和腐蝕。

  由式(1)可以計算出蒸(zheng)發水(shui)量(liang)，再由(2)風吹損失(shi)水(shui)量(liang)，zui后由式(3)計算出排污和滲漏損失(shi)水(shui)量(liang)。

3 冷卻水(shui)的(de)水(shui)質

  目前，由于空調冷卻系統大多數為敞開式循環系統，它效果好，造價低，在工程中得到廣泛應用，但是經蒸發冷卻后濃縮，水中的 C,Mg,Cl,Si等離子，溶解固體，懸浮物相應增加，由于空氣中和水福化接觸，溶氧量增加，CO大量散失，游離的CO含量降低，碳酸鈣濃度降低，制冷1_t大幅度下降.如不加強管理，空氣中污染物如灰塵、雜物進人系統，會繁殖徽生物綠澡及粘泥，此時污垢和粘泥可引起垢下腐蝕，而腐蝕產品又形成污垢，zui后造成設備及管道演蝕穿孔而被停機，冷卻水的水指標。目前尚無確切的資料和標準，空調冷卻水對水質的要求幅度較寬，主要應從冷卻水對設備腐蝕，積垢堵塞及設備清洗難易等情況考慮，其參考指標見下表 

  針對以(yi)上分析，冷(leng)卻水(shui)(shui)在冷(leng)卻塔(ta)內蒸(zheng)發散熱(re)的過程中水(shui)(shui)質(zhi)不斷發生變化，引(yin)起積垢、腐蝕和堵塞，目(mu)前(qian)，空(kong)調(diao)冷(leng)卻補水(shui)(shui)多(duo)采用自來水(shui)(shui)，對于大型的空(kong)調(diao)冷(leng)卻水(shui)(shui)系統，僅(jin)靠補充少(shao)量優(you)質(zhi)自來水(shui)(shui)是不起作用的，冷(leng)卻水(shui)(shui)必須進行處理。

4 循環冷卻水處理(li) 

  由(you)于空調冷卻(que)(que)(que)水(shui)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)垢、腐蝕(shi)和藻類滋生(sheng)不(bu)是在(zai)(zai)短期內(nei)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)，也(ye)不(bu)會在(zai)(zai)短期內(nei)對(dui)系(xi)統(tong)有破壞性的(de)(de)(de)(de)影響，所(suo)以，往往得不(bu)到運(yun)行管(guan)理人(ren)員(yuan)足夠的(de)(de)(de)(de)重視。另外 .由(you)于空調冷卻(que)(que)(que)水(shui)系(xi)統(tong)比較簡單，設計(ji)人(ren)員(yuan)對(dui)其(qi)重視不(bu)夠，并且(qie)，冷卻(que)(que)(que)水(shui)的(de)(de)(de)(de)處理是給排(pai)水(shui)專業(ye)和暖通(tong)專業(ye)均(jun)相關的(de)(de)(de)(de)專業(ye)，而冷卻(que)(que)(que)水(shui)系(xi)統(tong)多是由(you)暖通(tong)專業(ye)人(ren)員(yuan)搞(gao)，所(suo)以，難免造(zao)成先天(tian)設計(ji)不(bu)盡合理 .在(zai)(zai)設計(ji)過(guo)程中針對(dui)空調冷卻(que)(que)(que)水(shui)系(xi)統(tong)易結(jie)(jie)垢腐蝕(shi)和菌藻滋生(sheng)的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，其(qi)處理方(fang)法(fa)(fa)(fa)也(ye)與冷凍水(shui)系(xi)統(tong)有所(suo)不(bu)同(tong)。冷卻(que)(que)(que)水(shui)的(de)(de)(de)(de)處理方(fang)法(fa)(fa)(fa)可(ke)分為化(hua)學(xue)法(fa)(fa)(fa)和物(wu)理法(fa)(fa)(fa)。

      (1) 化學法。目前，大型冷卻水系統多采用化學方法，為此必須在冷卻水中加入阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑及其配套的清洗劑等，從而形成了冷卻水的全套水處理技術。可供設計大型空調冷卻水處理的參考。化學處理方法的原理如圖1。由于阻垢可保證傳熱效果(節能)，級蝕劑、s殺菌滅藻劑可減少設備腐蝕，延長設備壽命均屬正效益，所以被世人所關注，國外各大水處理公司都把此技術作為di一重點來抓，據報道1987年工業水處理劑(冷卻水部分)銷譽值為5.86億美元，年初1992年銷售值為7.65億美元，年增長率為6寫。近幾年來，隨著我國國民經濟的快速發展，對水處理劑的研究和開發也有了長足的發展.

      (2) 加藥處理法(fa):該(gai)方法(fa)較早應用于熱水(shui)(shui)鍋(guo)爐和船泊(bo)水(shui)(shui)處理，近幾年來，該(gai)方法(fa)也被(bei)(bei)(bei)用于冷卻水(shui)(shui)系(xi)統(tong)，常用的(de)(de)藥劑多(duo)為固態晶體硅酸鹽被(bei)(bei)(bei)膜(mo)緩(huan)蝕劑。實踐證明(ming)，有以下幾點需要注意:不同的(de)(de)被(bei)(bei)(bei)膜(mo)劑要求有不同的(de)(de)溶解溫(wen)度，對于把加藥灌設在循環水(shui)(shui)系(xi)統(tong)上(shang)的(de)(de)，水(shui)(shui)溫(wen)往(wang)往(wang)能達到溶解溫(wen)度，而(er)對于把加藥灌設在補水(shui)(shui)系(xi)統(tong)上(shang)的(de)(de)，應特別(bie)注意防止水(shui)(shui)溫(wen)過低(di)，如果水(shui)(shui)溫(wen)過低(di)，被(bei)(bei)(bei)膜(mo)緩(huan)蝕劑的(de)(de)溶解不好，就(jiu)會影響緩(huan)蝕的(de)(de)作用。

      (3) 物(wu)理(li)方法(fa):是近幾年(nian)開(kai)始普(pu)遍廣泛(fan)使用的(de)一種方法(fa)，該方法(fa)運(yun)行費用低、使用方便、易于控制(zhi)、無污染是一種比(bi)較(jiao)理(li)想的(de)水處理(li)方法(fa)，實際(ji)上國(guo)外早在60年(nian)代便把注意力由(you)化學方法(fa)轉(zhuan)移到(dao)物(wu)理(li)方的(de)開(kai)發(fa)上來。目前，應(ying)用的(de)物(wu)理(li)方法(fa)有磁力法(fa)、電(dian)(dian)解法(fa)、超聲法(fa)、靜電(dian)(dian)法(fa)等。

  電解法能抑制水垢的附著，但是除垢不徹底，且具有電解孔蝕的危險 ;早期應用的磁力法穩定性比較差，長時間使用不能控制積垢，必須定期清掃積聚在控制器中的氧化鐵;而靜電法則克服了上述諸方法的缺點，并且，除了防垢和溶垢外，還有更好的sha菌滅藻的效能。但是靜電法和電子水處理法緩蝕作用較專用的化學緩蝕略低，在一般空調冷卻水系統內可不考慮采用其它緩蝕方法。而在一些對緩蝕要求較高的系統比較好，同時適量添加一些緩蝕劑，可獲得更好效果。

5 冷卻水系統的(de)管(guan)道布置 

  冷卻(que)(que)水系統的(de)管道(dao)布置雖然比較簡單(dan)，但如(ru)果考(kao)慮(lv)不(bu)周(zhou)，也會(hui)(hui)出現(xian)一些問題(ti)。由(you)于(yu)循環冷卻(que)(que)水系統是開(kai)式(shi)系統，如(ru)果冷卻(que)(que)塔集水盤容積小或冷卻(que)(que)塔距水泵(beng)距離太遠及并(bing)聯運(yun)行的(de)冷卻(que)(que)塔出水管阻力平(ping)衡嚴重(zhong)失(shi)調(diao)，就會(hui)(hui)使空氣混入(ru)水中，進入(ru)水泵(beng)并(bing)壓(ya)入(ru)管道(dao)中，引(yin)起嚴重(zhong)的(de)水錘致使水泵(beng)出水管及其管件損壞。所以，冷卻(que)(que)水系統應注意(yi)下列幾(ji)個(ge)問題(ti) : 

      (1) 冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)塔(ta)(ta)并聯使用(yong)時(shi)管道(dao)阻力平(ping)衡(heng)，冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)塔(ta)(ta)與泵(beng)的(de)距離不(bu)能太遠；泵(beng)應(ying)(ying)(ying)布置在冷(leng)(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組的(de)前邊(bian)(即(ji)將冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水(shui)(shui)壓入(ru)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組中);并且，泵(beng)應(ying)(ying)(ying)作成自灌(guan)式(shi);避(bi)免泵(beng)的(de)吸水(shui)(shui)管上(shang)下(xia)翻彎。另外，冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)泵(beng)、冷(leng)(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組、冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)塔(ta)(ta)宜做成一一對(dui)應(ying)(ying)(ying)，以便于調(diao)節和流(liu)量平(ping)衡(heng)，如果不(bu)能實(shi)現(xian)上(shang)述控制(zhi)時(shi)，應(ying)(ying)(ying)采(cai)用(yong)自動控制(zhi)系統，冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)塔(ta)(ta)的(de)進出口(kou)處均(jun)應(ying)(ying)(ying)設(she)電磁(ci)閥(fa)，且應(ying)(ying)(ying)同步開(kai)、關。或(huo)在每臺冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)塔(ta)(ta)的(de)進、出水(shui)(shui)管上(shang)設(she)置平(ping)衡(heng)閥(fa)以保(bao)證每臺冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)塔(ta)(ta)的(de)進水(shui)(shui)量滿足(zu)其額(e)定流(liu)量.為提高(gao)吸水(shui)(shui)管的(de)集水(shui)(shui)量，設(she)計吸水(shui)(shui)管時(shi)可適當加(jia)大吸水(shui)(shui)管的(de)管徑。 

      (2) 選擇冷(leng)卻塔(ta)時首先應(ying)(ying)注意(yi)產(chan)品(pin)樣本(ben)給出的(de)(de)性能(neng)(neng)參數(shu)與該產(chan)品(pin)實(shi)際性能(neng)(neng)的(de)(de)差距。其中包括產(chan)品(pin)樣本(ben)的(de)(de)不實(shi)及工程(cheng)建設(she)地點的(de)(de)氣象條(tiao)件與產(chan)品(pin)標定性能(neng)(neng)的(de)(de)測(ce)試條(tiao)件不同(tong)等(deng)因素。要按照工程(cheng)地點的(de)(de)氣象條(tiao)件進行校核(he)。并應(ying)(ying)根(gen)據該產(chan)品(pin)的(de)(de)工程(cheng)應(ying)(ying)用經驗采(cai)取相應(ying)(ying)的(de)(de)調整措施。有時不得不采(cai)用較大的(de)(de)裕(yu)量系數(shu)。

      (3) 冷卻(que)塔一般安裝在高層建筑的裙房屋(wu)面(mian)。因距(ju)離(li)(li)主(zhu)樓(lou)較近，所以尚(shang)應考慮(lv)冷卻(que)塔的吸風(feng)距(ju)離(li)(li)、防火、噪聲(sheng)、漂霧等問(wen)題。關于冷卻(que)塔的吸風(feng)距(ju)離(li)(li)國家規范作了詳(xiang)細的規定。 

      (4) 選擇冷卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)時要根據冷卻(que)(que)水(shui)(shui)(shui)系統的循(xun)環(huan)阻力(li)，輸水(shui)(shui)(shui)高差及自(zi)由水(shui)(shui)(shui)頭(tou)決(jue)定(ding)(ding)，不宜富裕過(guo)多。水(shui)(shui)(shui)泵(beng)的流量(liang)應按(an)校(xiao)核后的冷水(shui)(shui)(shui)溫(wen)差決(jue)定(ding)(ding)。多臺泵(beng)并(bing)聯工作(zuo)時要按(an)并(bing)聯曲線進(jin)行計算和(he)校(xiao)核。不能盲目地(di)按(an)臺數進(jin)行水(shui)(shui)(shui)量(liang)疊加(jia)。

      (5) 關于(yu)冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)，以往在設(she)計冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)設(she)備(bei)時(shi)，其(qi)集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)容(rong)積大(da)多按冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)10%設(she)置(zhi)(見(jian)空調制(zhi)冷(leng)(leng)手(shou)冊(ce))。這(zhe)一(yi)要求在選用(yong)集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)型冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)時(shi)已(yi)不適(shi)用(yong).集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)型冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)帶(dai)有自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)箱，其(qi)容(rong)量(liang)較小，但實際證明亦能(neng)滿足冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵工作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)需要。目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空調冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系統，白于(yu)受(shou)建筑(zhu)條(tiao)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)限制(zhi)，多數無法設(she)置(zhi)大(da)型、符合10%冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)覺要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)他(ta)。所以，依靠冷(leng)(leng)卻(que)塔(ta)本(ben)身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)箱并做(zuo)好水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)位保(bao)持及(ji)補(bu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)即可(ke)。有關資(zi)料推(tui)薦(jian)，集(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)箱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)容(rong)積一(yi)般為冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2%一(yi)3%，建筑(zhu)條(tiao)件許可(ke)增(zeng)設(she)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)，其(qi)容(rong)量(liang)也不宜(yi)過大(da)，不需要按冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1O%設(she)置(zhi)。只(zhi)要能(neng)容(rong)納冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang),能(neng)夠保(bao)證冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵正常起動和工作(zuo)即可(ke)。