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    冷却水系统

        循环冷却水是指通过换热器交换热量或直接接触换热方式来交换介质热量并经冷却塔凉水后,循环使用,以节约水资源。

    一般情况下,循环水是中性和弱碱性的,pH值控制在7-9.5之间;在与介质直接接触的循环冷却水的有酸性或碱性(pH值大于10.0)的情况,一般较少。

         

    一、循环水的冷却是通过水与空气接触,由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。

    1、蒸发散热:水在冷却设备中形成大大小小的水滴或极薄的水膜,扩大其与空气的接触面积和延长接触时间加强水的蒸发,使水汽从水中带走气化所需的热量从而使水冷却;

    2、接触散热:水与较低温度的空气接触,由于温差使热水中的热量传到空气中,水温得到降低;

    3、辐射散热:不需要传热介质的作用,而是由一种电磁波的形式来传播热能的现象。

    二、循环冷却水的处理可以归结为以下四个方面:

    1. 去除悬浮物::增设旁滤装置,旁滤流量一般为循环水量的1%-5%,过滤去除悬浮物质。

    2. 控制结垢;:软化除盐或投加阻垢剂。

    3. 控制腐蚀;:投加阻垢剂,使金属表面形成一层薄膜将金属覆盖起来,从而与腐蚀介质隔绝,防止金属腐蚀。

    4. 控制微生物:投加杀生剂。

    三、冷却设备有敞开式和封闭式之分,因而循环冷却水系统也分为敞开式和封闭式两类。敞开式系统的设计和运行较为复杂。

          敞开式:冷却设备有冷却池和冷却塔两类,都主要依靠水的蒸发降低水温。再者,冷却塔常用风机促进蒸发,冷却水常被吹失。故敞开式循环冷却水系统(图1)必须补给新鲜水。由于蒸发,循环水浓缩,浓缩过程将促进盐分结垢(见沉积物控制)。补充水有稀释作用,其流量常根据循环水浓度限值确定。通常补充水量超过蒸发与风吹的损失水量,因此必须排放一些循环水(称排污水)以维持水量的平衡。 循环冷却水系统在敞开式系统中,因水流与大气接触,灰尘、微生物等进入循环水;此外,二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏;也改变循环水的水质。为此,循环冷却水常需处理,包括沉积物控制、腐蚀控制和微生物控制。处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关,与生产设备的性能也有关。当采用多种药剂时,要避免药剂间可能存在的化学反应。

        封闭式:封闭式循环冷却水系统(图2)采用封闭式冷却设备,循环水在管中流动,管外通常用风散热。除换热设备的物料泄漏外,没有其他因素改变循环水的水质。为了防止在换热设备中造成盐垢,有时冷却水需要软化(见水的软化)。为了防止换热设备被腐蚀,常加缓蚀剂;采用高浓度、剧毒性缓蚀剂时要注意安全,检修时排放的冷却水应妥善处置。

    四、空调冷却水系统的设计


    1、冷却水系统设计

       1)对进口水压有要求的冷却塔,其台数应与冷却水泵台数相对应。

       2)冷却水泵应自灌吸水,冷却塔集水盘最低水位与冷却水泵吸水口的高差应大于管道、管件、设备的阻力。

       3)多台冷水机组和冷却塔之间通过共用集管连接时,每台冷水机组进水或出水管上应设置与对应的冷水机组和水泵连锁开闭的电动两通阀;

       4)多台冷却水泵或冷水机组冷却塔之间通过共用集管连接时,在每台冷却塔进水管上宜设置与对应水泵连锁开闭的电动阀;对进口水压有要求的冷却塔,应设置与对应水泵连锁开闭的电动阀;当每台冷却塔进水管上设置电动阀时,除设置集水箱或冷却塔底部为共用集水盘(不包括各集水盘之间用管道联通)的情况外,每台冷却塔的出水管上也应设置与冷却水泵连锁开闭的电动阀。

       5)不设集水池的多台冷却塔并联使用时,各塔的集水盘宜设连通管;当无法设置联通管时,回水横干管的管径应放大一级;连通管、回水管与各塔出水管的连接应为管顶平接。不同规格型号的冷却塔不宜通过共用集管连接。

       6)每台(组)冷却塔应分别设置补充水管、泄水管、排污及溢流管。

       7)冷却塔补充水总管上应设水表。

       8)冷却水系统应有过滤、缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻等水处理措施。采用水冷管壳式冷凝器的冷水机组,宜设置自动在线清洗装置;当采用过滤法去除悬浮物时,旁滤水量宜为系统循环冷却水量的1%~5%,循环水量大的系统采用下限,循环水量小的采用上限。

    2、空调常用冷却塔的分类

    空调冷却水系统设计及设备选型

    3、冷却塔的选用原则

        1)应优先选用无布水压力要求的节能型冷却塔。

        2)安装与景观条件允许时,宜优先采用逆流型冷却塔。

        3)应根据制冷设备类型与环境要求确定冷却塔的具体形式,并宜优先选用机械通风开式冷却塔。

    4、冷却塔设计计算

        1)冷却塔设计计算所选用的干球温度与湿球温度应与所服务的空调系统夏季空调室外计算干球温度和湿球温度相吻合。

    同一型号的冷却塔,在不同的室外湿球温度条件和冷水机组进出口温差要求的情况下,散热量和冷却水量也不同,因此,选用时需按照工程实际,对冷却塔的标准气温和标准水温降下的名义工况冷却水量进行修正。空调用冷却塔标准设计工况见下表:

    空调冷却水系统设计及设备选型

        2)按生产厂家提供的热力特性曲线选定,设计循环水量不宜超过冷却塔的额定水量;当循环水量达不到额定水量的80%时,应对冷却塔的配水系统进行校核。

        3)冷却塔的补充水量,应按冷却循环水量的1%~2%确定。

    5、管道与阀门

        1)冷却水系统管材选用焊接钢管或无缝钢管,连接方式为焊接或法兰连接。

        2)冷却水循环管道的流速,宜按下表选用:

    空调冷却水系统设计及设备选型

        3)当冷却水泵直接从循环管道吸水,且吸水管直径小于等于250mm时,流速宜为1.0m/s~1.5m/s;当吸水管直径大于250mm时,流速宜为1.5m/s~2.0m/s。水泵出水管的流速可采用循环干管下限流速。

        4)阀门选用:a.关断阀门:当阀径<DN100时,采用截止阀或闸阀;当阀径≥DN100时,宜采用蝶阀。b.调节阀门:当阀径≤DN150时,采用调节阀;当阀径>DN150时,可采用蝶阀。

    6、冷却塔的布置及安装

       1)单侧进风塔的进风面宜面向夏季主导风向,双侧进风塔的进风面宜平行夏季主导风向。

       2)冷却塔不应布置在热源、废气和烟气排放口附近,不宜布置在高大建筑物中间的狭长地带;

       3)冷却塔进风侧与建筑物的距离,宜大于塔进风口高度的2倍;塔与塔之间的净距,对于圆形逆流冷却塔,应不小于0.5倍塔体直径,对于方形逆流塔和横流塔,应不小于冷却塔进风口高度的4倍;长轴位于同一直线上的相邻塔排,塔排之间的净距不小于4m;长轴在不同一直线上,相互平行布置的塔排,塔排之间的净距不小于塔进风口高度的4倍,每排的长度与宽度之比不宜大于5:1。

       4)冷却塔与相邻建筑物面向冷却塔的房间之间的距离不宜小于3.0m,冷却塔四周通道净距不宜小于1.0m。

       5)冷却塔应设置在专用的基础上,不得直接设置在楼板或屋面上。屋面冷却塔基础应结合屋面结构进行施工,并应做好防水。