關(guān)于空調冷卻水系統幾個(gè)問(wèn)題的探討

　　1冷卻水溫度對冷水機組制冷量的影響

　　我們都知遭：從運行費來(lái)講，在蒸發(fā)溫度和壓縮機轉數一定的情況下，冷凝溫度越低，制冷系數越大，耗電量就越小。據測算，冷凝溫度每增加1℃，單位制冷量的耗功率約增加3%-4%.所以，從這一角度來(lái)講，保持冷凝溫度穩定對提高冷水機組的制冷量是有益的。但為達到此目的，需采取以下措施：增加冷凝器的換熱面積和冷卻水的水量；或提高冷凝器的傳熱系數，但是，對于一個(gè)空調冷卻系統來(lái)說(shuō)，增加冷凝器的面積幾乎是不可能的。增加冷卻水的水量勢必增加水在冷凝器內的流速，這將影響制冷機的壽命，同時(shí)還增加了冷卻水泵的耗電和管材浪費等一系列問(wèn)題，而且效果也不盡理想。增大冷卻塔的型號，考慮一定量的富余系數尚可，但如果盲目加大冷卻塔的型號，以追求降低冷卻水溫也是得不償失的，而且，冷卻水溫度還受當地氣象參數的限制。提高冷凝器冷卻水側的放熱系數，是實(shí)際和有效的，而提高放熱系的有效途徑是減小水側的污垢熱阻，對冷卻水補水進(jìn)行有效的處理。

　　2冷卻水的補水問(wèn)題

　　冷卻塔水量損失，包括三部分：蒸發(fā)損失，風(fēng)吹損失和排污損失，即：

　　Qm=Qe+ Qw+Qb

　　式中：Qm為冷卻塔水量損失；Qe為燕發(fā)水量損失；Qw為風(fēng)吹量損失；Qb為排污水量損失。

　�。�1）蒸發(fā)損失

　　Qe=（0.001+0.00002θ）Δt Q（1）

　　式中：Qe為蒸發(fā)損失量；Δt為冷卻塔進(jìn)出水溫度差；Q為循環(huán)水量；θ為空氣的干球溫度。

　�。�2）風(fēng)吹損失水量

　　對于有除水器的機械通風(fēng)冷卻塔，風(fēng)吹損失量為

　　Qw=（0.2%～0.3%）Q（2）

　�。�3）排污和滲漏損失

　　該損失是比較機動(dòng)的一項，它與循環(huán)冷卻水質(zhì)要求、處理方法、補充水的水質(zhì)及循環(huán)水的濃縮倍數有關(guān)。濃縮倍數的計算公式：

　　N =Cr/Cm

　　式中：N為濃縮倍數；Cr為循環(huán)冷卻水的含鹽量；Cm為補充水的含鹽量。

　　根據循環(huán)冷卻水系統的含鹽量平衡，補充水帶進(jìn)系統的含鹽最應等于排污，風(fēng)吹和滲偏水中所帶走的含鹽量。

　　QmCm=（Qw+Qb）Cr

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

　　Qm= QeN/（N一1）

　　濃縮倍數為補充水含鹽量和經(jīng)濃縮后冷卻水中的含鹽量之比，《建筑給水排水設計手冊》推薦N值，一般情況下最高不超過(guò)5～6.N值過(guò)大，排污和滲漏損失大，必然造成水浪費，N值過(guò)小，補水量小，冷卻水濃度大，會(huì )造成系統的污垢和腐蝕。

　　由式（1）可以計算出蒸發(fā)水量，再由（2）風(fēng)吹損失水量，最后由式（3）計算出排污和滲漏損失水量。

　　3冷卻水的水質(zhì)

　　目前，由于空調冷卻系統大多數為敞開(kāi)式循環(huán)系統，它效果好，造價(jià)低，在工程中得到廣泛應用，但是經(jīng)蒸發(fā)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�；�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(jìn)人系統，會(huì )繁殖徽生物綠澡及粘泥，此時(shí)污垢和粘泥可引起垢下腐蝕，而腐蝕產(chǎn)品又形成污垢，最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(wú)確切的資料和標準，空調冷卻水對水質(zhì)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(jiàn)下表

　　針對以上分析，冷卻水在冷卻塔內蒸發(fā)散熱的過(guò)程中水質(zhì)不斷發(fā)生變化，引起積垢、腐蝕和堵塞，目前，空調冷卻補水多采用自來(lái)水，對于大型的空調冷卻水系統，僅靠補充少量?jì)?yōu)質(zhì)自來(lái)水是不起作用的，冷卻水必須進(jìn)行處理。

　　4循環(huán)冷卻水處理

　　由于空調冷卻水系統的結垢、腐蝕和藻類(lèi)滋生不是在短期內形成的，也不會(huì )在短期內對系統有破壞性的影響，所以，往往得不到運行管理人員足夠的重視。另外。由于空調冷卻水系統比較簡(jiǎn)單，設計人員對其重視不夠，并且，冷卻水的處理是給排水專(zhuān)業(yè)和暖通專(zhuān)業(yè)均相關(guān)的專(zhuān)業(yè)，而冷卻水系統多是由暖通專(zhuān)業(yè)人員搞，所以，難免造成先天設計不盡合理。在設計過(guò)程中針對空調冷卻水系統易結垢腐蝕和菌藻滋生的特點(diǎn)，其處理方法也與冷凍水系統有所不同。冷卻水的處理方法可分為化學(xué)法和物理法。

　�。�1）化學(xué)法。目前，大型冷卻水系統多采用化學(xué)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(shù)�？晒┰O計大型空調冷卻水處理的參考�；瘜W(xué)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、殺菌滅藻劑可減少設備腐蝕，延長(cháng)設備壽命均屬正效益，所以被世人所關(guān)注，國外各大水處理公司都把此技術(shù)作為第一重點(diǎn)來(lái)抓，據報道1987年工業(yè)水處理劑（冷卻水部分）銷(xiāo)譽(yù)值為5.86億美元，年初1992年銷(xiāo)售值為7.65億美元，年增長(cháng)率為6寫(xiě)。近幾年來(lái)，隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對水處理劑的研究和開(kāi)發(fā)也有了長(cháng)足的發(fā)展。

　�。�2）加藥處理法：該方法較早應用于熱水鍋爐和船泊水處理，近幾年來(lái)，該方法也被用于冷卻水系統，常用的藥劑多為固態(tài)晶體硅酸鹽被膜緩蝕劑。實(shí)踐證明，有以下幾點(diǎn)需要注意：不同的被膜劑要求有不同的溶解溫度，對于把加藥灌設在循環(huán)水系統上的，水溫往往能達到溶解溫度，而對于把加藥灌設在補水系統上的，應特別注意防止水溫過(guò)低，如果水溫過(guò)低，被膜緩蝕劑的溶解不好，就會(huì )影響緩蝕的作用。

　�。�3）物理方法：是近幾年開(kāi)始普遍廣泛使用的一種方法，該方法運行費用低、使用方便、易于控制、無(wú)污染是一種比較理想的水處理方法，實(shí)際上國外早在60年代便把注意力由化學(xué)方法轉移到物理方的開(kāi)發(fā)上來(lái)。目前，應用的物理方法有磁力法、電解法、超聲法、靜電法等。

　　電解法能抑制水垢的附著(zhù)，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(cháng)時(shí)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(diǎn)，并且，除了防垢和溶垢外，還有顯著(zhù)的殺菌滅藻的效能。但是靜電法和電子水處理法緩蝕作用較專(zhuān)用的化學(xué)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最好同時(shí)適量添加一些緩蝕劑，可獲得更好效果。

　　5冷卻水系統的管道布置

　　冷卻水系統的管道布置雖然比較簡(jiǎn)單，但如果考慮不周，也會(huì )出現一些問(wèn)題。由于循環(huán)冷卻水系統是開(kāi)式系統，如果冷卻塔集水盤(pán)容積小或冷卻塔距水泵距離太遠及并聯(lián)運行的冷卻塔出水管阻力平衡嚴重失調，就會(huì )使空氣混入水中，進(jìn)入水泵并壓入管道中，引起嚴重的水錘致使水泵出水管及其管件損壞。所以，冷卻水系統應注意下列幾個(gè)問(wèn)題：

　�。�1）冷卻塔并聯(lián)使用時(shí)管道阻力平衡，冷卻塔與泵的距離不能太遠；泵應布置在冷水機組的前邊（即將冷卻水壓入冷水機組中）；并且，泵應作成自灌式；避免泵的吸水管上下翻彎。另外，冷卻泵、冷水機組、冷卻塔宜做成一一對應，以便于調節和流量平衡，如果不能實(shí)現上述控制時(shí)，應采用自動(dòng)控制系統，冷卻塔的進(jìn)出口處均應設電磁閥，且應同步開(kāi)、關(guān)�；蛟诿颗_冷卻塔的進(jìn)、出水管上設置平衡閥以保證每臺冷卻塔的進(jìn)水量滿(mǎn)足其額定流量。為提高吸水管的集水量，設計吸水管時(shí)可適當加大吸水管的管徑。

　�。�2）選擇冷卻塔時(shí)首先應注意產(chǎn)品樣本給出的性能參數與該產(chǎn)品實(shí)際性能的差距。其中包括產(chǎn)品樣本的不實(shí)及工程建設地點(diǎn)的氣象條件與產(chǎn)品標定性能的測試條件不同等因素。要按照工程地點(diǎn)的氣象條件進(jìn)行校核。并應根據該產(chǎn)品的工程應用經(jīng)驗采取相應的調整措施。有時(shí)不得不采用較大的裕量系數。

　�。�3）冷卻塔一般安裝在高層建筑的裙房屋面。因距離主樓較近，所以尚應考慮冷卻塔的吸風(fēng)距離、防火、噪聲、漂霧等問(wèn)題。關(guān)于冷卻塔的吸風(fēng)距離國家規范作了詳細的規定。

　�。�4）選擇冷卻水泵時(shí)要根據冷卻水系統的循環(huán)阻力，輸水高差及自由水頭決定，不宜富裕過(guò)多。水泵的流量應按校核后的冷水溫差決定。多臺泵并聯(lián)工作時(shí)要按并聯(lián)曲線(xiàn)進(jìn)行計算和校核。不能盲目地按臺數進(jìn)行水量疊加。

　�。�5）關(guān)于冷卻水系統的集水池，以往在設計冷卻水設備時(shí)，其集水池的容積大多按冷卻水量的10%設置（見(jiàn)空調制冷手冊）。這一要求在選用集水型冷卻塔時(shí)已不適用。集水型冷卻塔帶有自身的集水箱，其容量較小，但實(shí)際證明亦能滿(mǎn)足冷卻水泵工作的需要。目前的空調冷卻水系統，白于受建筑條件的限制，多數無(wú)法設置大型、符合10%冷卻水覺(jué)要求的集水他。所以，依靠冷卻塔本身的集水箱并做好水位保持及補水即可。有關(guān)資料推薦，集水箱的容積一般為冷卻水量的2%一3%，建筑條件許可增設水池，其容量也不宜過(guò)大，不需要按冷卻水量的1O%設置。只要能容納冷卻水系統的水量，能夠保證冷卻水泵正常起動(dòng)和工作即可。