民用空調及工業(yè)用冷卻循環(huán)水系統設計總結

民用空調及工業(yè)用冷卻循環(huán)水系統設計總結王丹中國汽車(chē)工業(yè)工程公司300190摘要:本文結合多年的工作經(jīng)驗對民用空調及工業(yè)用冷卻循環(huán)水系統設計做了一個(gè)簡(jiǎn)單的總結。關(guān)鍵詞:民用空調;工業(yè);冷卻循環(huán)水系統;設計Abstract: this paper combined with years of the worked experience in the civilair conditioning and industrial use of recirculating cooling water system designmade a brief summary.Keywords: civil air conditioning; Industry; Cooling water circulating system;design中圖分類(lèi)號: U664.81+4文獻標識碼: A文章編號:1冷卻塔冷卻塔是利用水和空氣的接觸,通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去工業(yè)上或制冷空調中產(chǎn)生的廢熱的一種設備。其工作的基本原理是:干燥(低焓值)的空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機的抽動(dòng)后，自進(jìn)風(fēng)網(wǎng)處進(jìn)入冷卻塔內;飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng)，濕熱(高焓值)的水自播水系統灑入塔內。當水滴和空氣接觸時(shí)，一方面由于空氣與水的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現象,將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達到降溫之目的。2冷卻塔分類(lèi)與工作原理2.1冷卻塔的分類(lèi)一、按通風(fēng)方式分有自然通風(fēng)冷卻塔、機械通風(fēng)冷卻塔、混合通風(fēng)冷卻塔。二、按熱水和空氣的接觸方式分有濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔。三、按熱水和空氣的流動(dòng)方向分有逆流式冷卻塔、“ 中國煤化工塔、混流式冷卻塔。MHCNMHG四、按用途分- -般空 調用冷卻塔、工業(yè)用冷卻塔、高溫型冷卻塔。五、按噪聲級別分為普通型冷卻塔、低噪型冷卻塔、超低噪型冷卻塔、超靜音型冷卻塔。六、其他如噴流式冷卻塔、無(wú)風(fēng)機冷卻塔、雙曲線(xiàn)冷卻塔等。2.2工作原理一以圓形逆流式冷 卻塔的工作過(guò)程為例熱水自主機房通過(guò)水泵以一定的壓力經(jīng)過(guò)管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統內，通過(guò)播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料.上面;干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入塔內,熱水流經(jīng)填料表面時(shí)形成水膜和空氣進(jìn)行熱交換，高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內，經(jīng)出水管流入主機。一般情況下，進(jìn)入塔內的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著(zhù)水分子的濃度差和動(dòng)能壓力差，當風(fēng)機運行時(shí)，在塔內靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動(dòng)能便會(huì )降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。從以上分析可以看出,蒸發(fā)降溫與空氣的溫度(通常說(shuō)的干球溫度)低于或高于水溫無(wú)關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會(huì )降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會(huì )無(wú)休止地進(jìn)行下去。當與水接觸的空氣不飽和時(shí)，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當水氣接觸面.上的空氣達到飽和時(shí)，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動(dòng)平 衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數量等于從空氣中返回到水中的水分子的數量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低。2.3冷卻塔選型在冷卻塔的選型上需要對所有因素進(jìn)行全面的考慮,主要是注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:擬選冷卻塔釣填料體積、高度、寬度、徑深;填料的形式、片距、填料比面積;按國家標準GB/T7190-1-2008.附錄A:熱力性能試驗方法中的計算公式可計算，其冷卻水量;冷卻塔進(jìn)出水管直徑、相應流速;集水盤(pán)貯水量;進(jìn)塔水壓式;進(jìn)風(fēng)口的高度;冷卻塔的熱力、噪聲等實(shí)測報告。中國煤化工MHCNMH G3循環(huán)冷卻水系統的水質(zhì)處理對于開(kāi)式冷卻循環(huán)水系統，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)水系統有4大問(wèn)題:腐蝕、結垢、菌藻滋生及污泥。如果不對水質(zhì)進(jìn)行處理將嚴重損壞制冷設備，大幅度降低熱交換效率，造成能源的浪費。因此，對系統水進(jìn)行緩蝕、阻垢、殺菌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，內磁式水處理器進(jìn)行處理。對于民用建筑空調冷卻循環(huán)水系統，循環(huán)水量不大，- -般采用物理法。物理法處理設備簡(jiǎn)單，便于操作、運行費用低，并且具有除垢、緩蝕、滅藻綜合作用。但是，如果選用、安裝不當或者維護跟不上，其效果將大大降低。表1各種水處理器適應條件參類(lèi)。型|電子水處理靜電水處理儀內磁水處理器數器水溫≤105°C≤80°C<80"C流速1.5~3.5m/s適用水總硬度含鹽量<質(zhì)<550mg/l(CaCO3)<700mg/l(CaCO3)3000mg/lPH為7.5~11由于三種處理器內部結構不同，其使用條件也不一樣，靜電除垢儀的陽(yáng)極耐磨損、不沾附，可以用于水質(zhì)總硬度較高的系統，電子水處理器發(fā)射極( 陽(yáng)極)表面的保護膜易被磨損，易粘附污物，只能用于低硬度的清水系統。對于循環(huán)水.系統而言，這里提的硬度是指系統的循環(huán)水硬度,而不是補充水硬度。內磁式水處理器適用水質(zhì)的指標是含鹽量，一般情況下，自來(lái)水的總含鹽量不會(huì )超過(guò)1000mg/，作為循環(huán)水的含鹽量，也不會(huì )超過(guò)3000mg/l。.無(wú)論是靜電除垢儀、電子水處理器、還是內磁式水處理器，一般只適用于產(chǎn)生碳酸鹽垢型的水質(zhì)，當水中的主要結垢成份是硅酸盍中國煤化王電水YHCNMHG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。為了避免在殼體內產(chǎn)生泥沙或雜物的淤積，不可水平安裝。內磁式水處理器則不然，可任意角度安裝。這兩種設備距較大容量電器(>20KW)的最小間距為5~6m,如無(wú)法滿(mǎn)足時(shí)，則應在中間設置屏蔽和接地裝置。內磁式水處理器已考慮了磁屏蔽問(wèn)題，因此不受用電設備限制。要保證靜電除垢儀和電子水處理器的處理效果，在水通過(guò)設備時(shí)，必須有一定的停留時(shí)間，并且當實(shí)際使用水量在設備的額定處理水量的20%~30%范圍內上下浮動(dòng)時(shí)，- -般不影響處理效果。因此，該兩種設備可裝在兩臺并聯(lián)水泵或換熱器等的出水干管上,但當循環(huán)水和補充水分開(kāi)流入系統時(shí)，則在循環(huán)水和補充水管道上需分別設置靜電水處理儀和電子水處理器。內磁式水處理器產(chǎn)生防除垢作用是基于通過(guò)他的水在垂直方向切割了磁力線(xiàn)，對流過(guò)它的水有-一個(gè)流速要求，最慢不能低于1.5m/s，且流速越快越好。故在選內磁式水處理器時(shí)，一定要在設備的流量范圍內選，不要選過(guò)大規格的設備，在具體使用場(chǎng)合，不要兩臺、三臺水泵或加熱器合用一臺內磁式水處理器，以防在每臺水泵或水加熱器單獨使用時(shí)，設備內因流速達不到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(wú)論是安裝靜電水處理儀、電子水處理器，還是使用內磁式水處理器的水系統，都要做好排污這一-環(huán)節。對于冷卻循環(huán)水系統，可進(jìn)行連續排污，連續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或已完全除垢的系統,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)穩定劑法和離子交換法。投加水質(zhì)穩定劑法是向循環(huán)水中投加具有阻垢、緩蝕、殺菌、滅藻作用的水質(zhì)穩定劑，而對循環(huán)水進(jìn)行處理。投加的水質(zhì)穩定劑配方，一般需進(jìn)行水質(zhì)分析,.并通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬方式確定。同時(shí)需要注意其緩蝕、阻垢、滅菌、防藻的協(xié)同效果。如果水質(zhì)穩定劑配方選擇不當，將造成顧此失彼。目前，循環(huán)水處理用于消毒的藥劑有許多類(lèi)，二氧化氯發(fā)生器發(fā)生的消毒是目前國內外普遍采用的最理想的消毒，它除具有很強的殺菌能力外，而且對人體沒(méi)有任何危害，是一-種較為安全的新型殺菌劑，因此在中國煤化王來(lái)水TYHCNMHG廠(chǎng)大為采用。另外，如水的PH值不符合要求時(shí)還需進(jìn)行酸堿調節，使池水達到一-定酸堿度的要求，最終使循環(huán)水處理的水各項指標應達到國家有關(guān)標準要求。循環(huán)水處理防垢、除垢機理:藥劑溶于水后，便形成一種膠態(tài)負離子，這種.膠態(tài)負離子可吸附水中的懸浮物以及鈣鎂離子，形成絮狀膠態(tài)離子團，因而不易附著(zhù)于管壁，易被排除到系統之外，由于膠態(tài)負離子對碳酸鹽水垢的生成和沉積起抑制和分散作用，循環(huán)水處理從而防止了結垢。藥劑中的某些組分與垢層內的鈣鎂化合物進(jìn)行了離子交換，使垢層的不溶物變成了可溶物游離于水中,起到防垢、除垢作用。對于補充水硬度較高的情況，可采用離子交換法對補充水進(jìn)行軟化處理。設計時(shí)一般選用全自動(dòng)軟水器，對補充水進(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冷卻循環(huán)水采用。4冷卻循環(huán)系統的清洗及預膜4.1清洗要求空調殺菌剝離劑是由季胺鹽異噻唑啉酮類(lèi)復合合成的殺菌劑,對中央空調循環(huán)水系統中的異氧菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌、藻類(lèi)，有很好的殺滅和抑制作用。低毒、藥效快而持久，滲透力強，適用溫度和PH值范圍寬，長(cháng)期使用部產(chǎn)生抗藥性。使用方法:采用沖擊式加藥，作系統清洗時(shí)，投加量150-300g/噸水，泡沫太大影響工作時(shí)，可加消泡劑，并及時(shí)清除漂浮物，作系統運行時(shí)，投加量80- 150g/噸水，半月殺菌一次。高效緩蝕阻垢劑:性能:對中央空調循環(huán)水系統中的碳酸鹽，磷酸鹽，硫酸鹽等不溶性鹽有很好的螯合作用，并對碳鋼，銅，合金具有良好的緩蝕效果，消除循環(huán)水系統內表面結垢影響水流量，導致的熱效率降低。4.2預膜過(guò)程循環(huán)水系統的預膜是碳鋼防腐的重要手段之一。預中國煤化工學(xué)清YHCNMHG洗后尤其是酸洗后處于活化狀態(tài)的新鮮金屬表面，或其保護膜曾受到重大損傷金屬表面上，在設備投入正常運行之前預先生成一層完整的而耐腐蝕的保護膜。為了提高緩蝕劑的成膜效果,常在循環(huán)水開(kāi)工初期投加較高的緩蝕劑量,待成膜后，再降低藥劑濃度維持補膜，即所謂的正常處理。這種預膜處理，其目的是希望在金屬表面上能很快地形成一層 保護膜，提高緩蝕劑抑制腐蝕的效果。換水合格后，于11: 00開(kāi)始預膜，先投加CaCh，于12: 30開(kāi)始分批投加A預膜劑和B預膜增效劑，保證循環(huán)水中總磷含量，控制PH6.0-7.0，為保證預膜效果，預膜過(guò)程中分批投加阻垢分散劑。合成系統由于補水和開(kāi)風(fēng)機，用少量濃H2SO4進(jìn)行PH調節。當觀(guān)察水池中預膜掛片有明顯藍色色暈，結束預膜，預膜時(shí)間為34小時(shí)。經(jīng)預膜后的掛片，肉眼觀(guān)察有明顯的藍色色暈，特別是尿素系統水池掛片，表面成膜非常均勻、致密。用CuSO4溶液檢驗，出現紅點(diǎn)的時(shí)間差，合成>20秒，尿素>45秒，表明預膜效果非常理想?？偨Y民用空調與工業(yè)空調用冷卻循環(huán)水系統的設計與維護上存在著(zhù)- - 定的共性，但是在設計與使用的過(guò)程中還是要區別對待，有針對性的開(kāi)展工作，才能設計出滿(mǎn)足要求的用冷卻循環(huán)水系統。參考文獻[1]劉曼.工業(yè)循環(huán)冷卻水系統優(yōu)化運行的研究[D];武漢大學(xué);2005年[2]楊貴州;劉進(jìn)波.冷卻循環(huán)水系統節能技術(shù)研究及應用[J];化肥設計;2011年03期[3]王宏中央空調水系統設計研究[];科技創(chuàng )新導報;2009年30期中國煤化工YHCNMH G