2009-11-20 14:47 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:民用建筑空調冷卻循環(huán)水系統相對于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統,設計具有一些特點(diǎn):循環(huán)水量較小,設備為定型產(chǎn)品,水質(zhì)要求較低,季節性運轉等。加上民用建筑設計周期短,設計人員往往根據以往的經(jīng)驗,形成定式思維,對一些具體的細節問(wèn)題,關(guān)注不夠,造成冷卻水系統水溫降不下來(lái),系統能耗過(guò)大,運轉操作不便等問(wèn)題。該文針對冷卻循環(huán)水系統經(jīng)常出現的問(wèn)題,談?wù)勛约旱脑O計體會(huì ),旨在引起大家的進(jìn)一步討論,達到共同認識共同提高的目的。
關(guān)鍵字:冷卻循環(huán)水系統;選型;水質(zhì)處理
民用建筑空調冷卻循環(huán)水系統相對于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統,設計具有一些特點(diǎn):循環(huán)水量較小,設備為定型產(chǎn)品,水質(zhì)要求較低,季節性運轉等。加上民用建筑設計周期短,設計人員往往根據以往的經(jīng)驗,形成定式思維,對一些具體的細節問(wèn)題,關(guān)注不夠,造成冷卻水系統水溫降不下來(lái),系統能耗過(guò)大,運轉操作不便等問(wèn)題。該文針對冷卻循環(huán)水系統經(jīng)常出現的問(wèn)題,談?wù)勛约旱脑O計體會(huì ),旨在引起大家的進(jìn)一步討論,達到共同認識共同提高的目的。
一、冷卻循環(huán)水系統設備的合理選型
1.設計基礎資料
為保證冷卻塔的冷卻效果,必須注重氣象參數的收集, 氣象參數應包括空氣干球溫度θ(℃),空氣濕球溫度τ(℃),大氣壓力P(104Pa),夏季主導風(fēng)向,風(fēng)速或風(fēng)壓,冬季最低氣溫等。
根據《采暖通風(fēng)與空氣調節設計規范》和《建筑給水排水設計規范》,冷卻塔設計計算所選用的空氣干球溫度和濕球溫度,應與所服務(wù)的空調等系統的設計空氣干球溫度和濕球溫度相吻合,應采用歷年平均不保證50小時(shí)的干球溫度和濕球溫度。
2、冷卻循環(huán)水量確定
確定冷卻循環(huán)水量時(shí),首先要清楚準確地了解空調負荷及空調設備要求的冷卻循環(huán)水量,同時(shí)還要關(guān)注空調機的選型,一般可根據制冷量(美RT),估算冷卻循環(huán)水量Q(m3/h),對于機械式制冷:離心式、螺桿式、往復式制冷機,Q=0.8RT。對于熱力式制冷:?jiǎn)、雙效溴化鋰吸收式制冷機,Q=(1.0-1.1)RT ;設計時(shí),冷卻循環(huán)水量一般是由空調專(zhuān)業(yè)根據制冷機樣本中給出的冷卻水量提出的。需用指出的是,制冷機樣本中給出的冷卻水量往往比用負荷法計算值小,尤其是進(jìn)口機,這主要是由于目前冷卻塔本身的熱工性能達不到進(jìn)口設備的要求。
3、冷卻塔選型
民用建筑冷卻塔選型一般選超低噪音逆流冷卻塔,逆流塔冷卻水與空氣逆流接觸,熱交換率高,當循環(huán)水量容積散質(zhì)系數βxv相同,填料容積比橫流式要少約20%-30%,對于大流量的循環(huán)系統,可以采用橫流塔,橫流塔高度比逆流塔低,結構穩定性好,有利于建筑物立面布置和外觀(guān)要求。
冷卻塔選型時(shí)應考慮一定余地,我們在工程設計時(shí),一般按制冷機樣本所提供的冷卻循環(huán)水量的110%-115%進(jìn)行選型。其原因主要有:
、倮鋮s塔設計時(shí),濕球溫度為28℃,冷水溫度為32℃,出水溫度為37℃,冷水溫度與濕球溫度的差為4℃,而某些制冷機參數要求,制冷機進(jìn)水溫度為30℃,對于中南地區,濕球溫度一般在27℃-29℃之間,冷卻后水溫難以達到30℃。
、诳紤]到冷卻塔布置時(shí),受周?chē)h(huán)境影響,冷卻效果達不到設計要求,例如:多塔布置濕空氣回流的影響,建筑物塔壁、廣告牌對氣流通暢的影響。
、劾鋮s塔自身質(zhì)量會(huì )影響其熱工性能。目前,國產(chǎn)冷卻塔,技術(shù)含量不高,市場(chǎng)準入條件較低,廠(chǎng)家生產(chǎn)規模不大,質(zhì)量難以保證,冷卻塔在運轉一定時(shí)間后,出現填料塌陷,配水不均等都影響到冷卻效果,在實(shí)際工程中,經(jīng)常出現冷卻塔出水溫度達不到設計參數要求的現象。
、芙档屠鋮s塔出水溫度,利于制冷機高效運轉?照{制冷機組用電量很大,遠遠高于冷卻循環(huán)水系統,包括冷卻塔風(fēng)機的用電量。冷卻塔選型時(shí)適當放大,對于制冷機高效運轉,節約運轉費用有很大好處。
二、冷卻塔的集水設施
冷卻塔出水的集水設施有兩種:集水塔盤(pán)和專(zhuān)用集水池(或冷卻水箱),在設計時(shí)究竟設不設專(zhuān)用集水池,一直存在爭議,有人認為:不設專(zhuān)用集水池,循環(huán)泵可能將集水盤(pán)內水抽空,引起系統進(jìn)氣,造成水泵汽蝕。另一些人認為,冷卻塔帶集水盤(pán)其目的就是不另外再做水池,集水盤(pán)設快速補水管,解決水泵抽空問(wèn)題,那么是否設集水池?我們對不設集水池的系統運行進(jìn)行分析:一般冷卻塔的集水盤(pán)有效水深為300-400mm,加深集水盤(pán)的有效水深為500-600m,在系統連續正常運行時(shí),當水泵吸水管流速V>1.0m/s時(shí),吸水口旋渦較深,吸水口極易吸氣。當水泵吸水管流速V<0.6m/s時(shí),吸水口旋渦不致于將水抽空,也不致于使系統摻氣,運行時(shí),不斷有水量損失,同時(shí)由浮球閥自動(dòng)補充新水,集水盤(pán)處于最高水位。但是,在系統啟動(dòng)時(shí),由于冷卻塔配水管及填料上的附著(zhù)水來(lái)不及補充至集水盤(pán),造成集水盤(pán)水被抽空,停機時(shí),配水管及填料上的附著(zhù)水繼續進(jìn)入集水盤(pán),這樣造成集水盤(pán)水量溢流掉。例如,對于單臺冷卻塔循環(huán)水量為500m3/h,冷卻塔直徑D=6.6m,冷卻塔配水管至出水口高度為5.1m,塔內水流速為V=0.05m/s,經(jīng)計算在塔內淋水時(shí)間為102s,在這段時(shí)間內,循環(huán)流量為14m3,一般情況下,冷卻塔集水盤(pán)可提供8m3調節水量,其余6m3水量要求補水在1.7min內補充,補充水管管徑只有DN50,不能在短時(shí)滿(mǎn)足補水要求,這樣必將造成集水盤(pán)被抽空,通常解決辦法采用快速補水管補水,快速補水管管徑需要DN200,流速為1.92m/s,但是這么大的快速補水管,并且需要瞬時(shí)提 供這么大的水量,一般難以實(shí)現。冷卻塔一般放在裙房頂或主樓屋頂,市政自來(lái)水無(wú)論從水量水壓上均難以滿(mǎn)足要求,如果采用加壓補水,系統將會(huì )變得更復雜,且操作不便,也非常不經(jīng)濟。對于辦公樓、商業(yè)建筑等空調,一般為白天運行,夜間停機,這樣必將造成每天開(kāi)機時(shí),出現集水盤(pán)被抽空,停機時(shí)出現溢水現象。
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