◆南寧市兆冠環(huán)?？萍加邢薰尽?
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循環(huán)水處理產(chǎn)品：緩蝕阻垢劑 、氧化型滅藻劑、非氧化型滅藻劑、磷酸三鈉、氨水、預(yù)膜劑、鈍化劑、粘泥剝離劑
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淺談空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
簡介： 民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)相對于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)具有一些特點(diǎn)：循環(huán)水量較小，設(shè)備為定型產(chǎn)品，水質(zhì)要求較低，季節(jié)性運(yùn)轉(zhuǎn)等。加上民用建筑設(shè)計(jì)周期短，設(shè)計(jì)人員往往根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，形成定式思維，對一些具體的細(xì)節(jié)問題，關(guān)注不夠，造成冷卻水系統(tǒng)水溫降不下來，系統(tǒng)能耗過大，運(yùn)轉(zhuǎn)操作不便等問題。該文針對冷卻循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，談?wù)勛约旱脑O(shè)計(jì)體會，旨在引起大家的進(jìn)一步討論，達(dá)到共同認(rèn)識共同提高的目的。
關(guān)鍵字：冷卻循環(huán)水系統(tǒng) 選型 水質(zhì)處理
民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)相對于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)具有一些特點(diǎn)：循環(huán)水量較小，設(shè)備為定型產(chǎn)品，水質(zhì)要求較低，季節(jié)性運(yùn)轉(zhuǎn)等。加上民用建筑設(shè)計(jì)周期短，設(shè)計(jì)人員往往根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，形成定式思維，對一些具體的細(xì)節(jié)問題，關(guān)注不夠，造成冷卻水系統(tǒng)水溫降不下來，系統(tǒng)能耗過大，運(yùn)轉(zhuǎn)操作不便等問題。該文針對冷卻循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，談?wù)勛约旱脑O(shè)計(jì)體會，旨在引起大家的進(jìn)一步討論，達(dá)到共同認(rèn)識共同提高的目的。
一、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備的合理選型
1． 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料
為保證冷卻塔的冷卻效果，必須注重氣象參數(shù)的收集， 氣象參數(shù)應(yīng)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(dǎo)風(fēng)向，風(fēng)速或風(fēng)壓，冬季氣溫等。
根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，冷卻塔設(shè)計(jì)計(jì)算所選用的空氣干球溫度和濕球溫度，應(yīng)與所服務(wù)的空調(diào)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空氣干球溫度和濕球溫度相吻合，應(yīng)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(zhǔn)確地了解空調(diào)負(fù)荷及空調(diào)設(shè)備要求的冷卻循環(huán)水量，同時(shí)還要關(guān)注空調(diào)機(jī)的選型，一般可根據(jù)制冷量（美RT），估算冷卻循環(huán)水量Q(m3/h)，對于機(jī)械式制冷：離心式、螺桿式、往復(fù)式制冷機(jī)，Q=0.8RT。對于熱力式制冷：單、雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)，Q=(1.0~1.1)RT ；設(shè)計(jì)時(shí)，冷卻循環(huán)水量一般是由空調(diào)專業(yè)根據(jù)制冷機(jī)樣本中給出的冷卻水量提出的。需用指出的是，制冷機(jī)樣本中給出的冷卻水量往往比用負(fù)荷法計(jì)算值小，尤其是進(jìn)口機(jī)，這主要是由于目前冷卻塔本身的熱工性能達(dá)不到進(jìn)口設(shè)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(dāng)循環(huán)水量容積散質(zhì)系數(shù)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(tǒng)，可以采用橫流塔，橫流塔高度比逆流塔低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，有利于建筑物立面布置和外觀要求。
冷卻塔選型時(shí)應(yīng)考慮一定余地，我們在工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般按制冷機(jī)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：①冷卻塔設(shè)計(jì)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(jī)參數(shù)要求，制冷機(jī)進(jìn)水溫度為30℃,對于中南地區(qū)，濕球溫度一般在27℃~29℃之間，冷卻后水溫難以達(dá)到30℃。②考慮到冷卻塔布置時(shí)，受周圍環(huán)境影響，冷卻效果達(dá)不到設(shè)計(jì)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。③冷卻塔自身質(zhì)量會影響其熱工性能。目前，國產(chǎn)冷卻塔，技術(shù)含量不高，市場準(zhǔn)入條件較低，廠家生產(chǎn)規(guī)模不大，質(zhì)量難以保證，冷卻塔在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，出現(xiàn)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(xiàn)冷卻塔出水溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)參數(shù)要求的現(xiàn)象。④降低冷卻塔出水溫度，利于制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)?？照{(diào)制冷機(jī)組用電量很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，包括冷卻塔風(fēng)機(jī)的用電量。冷卻塔選型時(shí)適當(dāng)放大，對于制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用有很大好處。
二、冷卻塔的集水設(shè)施
冷卻塔出水的集水設(shè)施有兩種：集水塔盤和專用集水池（或冷卻水箱），在設(shè)計(jì)時(shí)究竟設(shè)不設(shè)專用集水池，一直存在爭議，有人認(rèn)為：不設(shè)專用集水池，循環(huán)泵可能將集水盤內(nèi)水抽空，引起系統(tǒng)進(jìn)氣，造成水泵汽蝕。另一些人認(rèn)為，冷卻塔帶集水盤其目的就是不另外再做水池，集水盤設(shè)快速補(bǔ)水管，解決水泵抽空問題，那么是否設(shè)集水池？我們對不設(shè)集水池的系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行分析：一般冷卻塔的集水盤有效水深為300~400mm,加深集水盤的有效水深為500`600m，在系統(tǒng)連續(xù)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)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(dāng)水泵吸水管流速V三、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)處理
對于開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水吸收熱量后，與空氣接觸， CO2逸入空氣中，水中溶解氧和濁度增加，造成冷卻循環(huán)水系統(tǒng)有4大問題：腐蝕、結(jié)垢、菌藻滋生及污泥。如果不對水質(zhì)進(jìn)行處理將嚴(yán)重?fù)p壞制冷設(shè)備，大幅度降低熱交換效率，造成能源的浪費(fèi)。因此，對系統(tǒng)水進(jìn)行緩蝕、阻垢、滅藻處理是十分必要的。
目前，對冷卻循環(huán)水進(jìn)行處理分為物理法和化學(xué)法兩種。
物理法主要采用：靜電水處理儀，電子水處理器，內(nèi)磁式水處理器進(jìn)行處理。對于民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)水量不大，一般采用物理法。物理法處理設(shè)備簡單，便于操作、運(yùn)行費(fèi)用低，并且具有除垢、緩蝕、滅藻綜合作用。但是，如果選用、安裝不當(dāng)或者維護(hù)跟不上，其效果將大大降低。
表1各種水處理器適應(yīng)條件
電子水處理器 靜電水處理儀 內(nèi)磁水處理器
水溫 ≤105℃ ≤80℃ ≤80℃
流速 / / 1.5~3.5m/s
適用水質(zhì) 總硬度
≤550mg/l(CaCO3) 總硬度
≤700mg/l(CaCO3) 含鹽量＜3000mg/l
PH為7.5~11
由于三種處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，其使用條件也不一樣，靜電除垢儀的陽極耐磨損、不沾附，可以用于水質(zhì)總硬度較高的系統(tǒng)，電子水處理器發(fā)射極（陽極）表面的保護(hù)膜易被磨損，易粘附污物，只能用于低硬度的清水系統(tǒng)。對于循環(huán)水系統(tǒng)而言，這里提的硬度是指系統(tǒng)的循環(huán)水硬度，而不是補(bǔ)充水硬度。內(nèi)磁式水處理器適用水質(zhì)的指標(biāo)是含鹽量，一般情況下，自來水的總含鹽量不會超過1000mg/l，作為循環(huán)水的含鹽量，也不會超過3000mg/l。
無論是靜電除垢儀、電子水處理器、還是內(nèi)磁式水處理器，一般只適用于產(chǎn)生碳酸鹽垢型的水質(zhì)，當(dāng)水中的主要結(jié)垢成份是硅酸鹽垢時(shí)，不宜使用。靜電水處理儀和電子水處理器一般均需垂直安裝，進(jìn)水口在下，出水口在上。為了避免在殼體內(nèi)產(chǎn)生泥沙或雜物的淤積，不可水平安裝。內(nèi)磁式水處理器則不然，可任意角度安裝。這兩種設(shè)備距較大容量電器(>20KW)的小間距為5~6m，如無法滿足時(shí)，則應(yīng)在中間設(shè)置屏蔽和接地裝置。內(nèi)磁式水處理器已考慮了磁屏蔽問題，因此不受用電設(shè)備限制。
要保證靜電除垢儀和電子水處理器的處理效果，在水通過設(shè)備時(shí) ，必須有一定的停留時(shí)間，并且當(dāng)實(shí)際使用水量在設(shè)備的額定處理水量的20%~30%范圍內(nèi)上下浮動(dòng)時(shí)，一般不影響處理效果。因此，該兩種設(shè)備可裝在兩臺并聯(lián)水泵或換熱器等的出水干管上，但當(dāng)循環(huán)水和補(bǔ)充水分開流入系統(tǒng)時(shí)，則在循環(huán)水和補(bǔ)充水管道上需分別設(shè)置靜電水處理儀和電子水處理器。
內(nèi)磁式水處理器產(chǎn)生防除垢作用是基于通過他的水在垂直方向切割了磁力線，對流過它的水有一個(gè)流速要求，慢不能低于1.5m/s，且流速越快越好。故在選內(nèi)磁式水處理器時(shí) ，一定要在設(shè)備的流量范圍內(nèi)選，不要選過大規(guī)格的設(shè)備，在具體使用場合，不要兩臺、三臺水泵或加熱器合用一臺內(nèi)磁式水處理器，以防在每臺水泵或水加熱器單獨(dú)使用時(shí)，設(shè)備內(nèi)因流速達(dá)不到1.5m/s而影響處理效果。
采用物理法進(jìn)行水質(zhì)處理，必須考慮排污，無論是安裝靜電水處理儀、電子水處理器，還是使用內(nèi)磁式水處理器的水系統(tǒng)，都要做好排污這一環(huán)節(jié)。對于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，可進(jìn)行連續(xù)排污，連續(xù)排污的量控制在循環(huán)水量的0.5~1.0%左右。若是新安裝的水系統(tǒng)或已完全除垢的系統(tǒng)，也可每一至兩周排污一次的方法。
冷卻循環(huán)水水質(zhì)處理除了上述物理法外，還有化學(xué)法?；瘜W(xué)法有投加水質(zhì)穩(wěn)定劑法和離子交換法。
投加水質(zhì)穩(wěn)定劑法是向循環(huán)水中投加具有阻垢、緩蝕、、滅藻作用的水質(zhì)穩(wěn)定劑，而對循環(huán)水進(jìn)行處理。投加的水質(zhì)穩(wěn)定劑配方，一般需進(jìn)行水質(zhì)分析，并通過動(dòng)態(tài)模擬方式確定。同時(shí)需要注意其緩蝕、阻垢、、防藻的協(xié)同效果。如果水質(zhì)穩(wěn)定劑配方選擇不當(dāng)，將造成顧此失彼。對于空調(diào)冷卻循環(huán)水來說，此方法技術(shù)要求較高，操作、管理麻煩，工程中很少采用。
對于補(bǔ)充水硬度較高的情況，可采用離子交換法對補(bǔ)充水進(jìn)行軟化處理。設(shè)計(jì)時(shí)一般選用全自動(dòng)軟水器，對補(bǔ)充水進(jìn)行軟化處理。全自動(dòng)軟水器操作、管理方便，適宜于民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水采用。
四、結(jié)語
民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)注重冷卻水量與空調(diào)制冷量相吻合。設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)放大冷卻塔型號，降低冷卻后水溫，可以使制冷機(jī)工作，從而降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗。為了使冷卻循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng)、停機(jī)時(shí)運(yùn)行順利，操作簡便，冷卻塔宜設(shè)專用集水池。冷卻循環(huán)水應(yīng)根據(jù)不同水質(zhì)條件，選擇不同的水質(zhì)處理方法。設(shè)計(jì)人員只有充分認(rèn)識上述問題，才能獲得滿意的設(shè)計(jì)效果。