淺析建筑空調冷卻循環(huán)水設計

2013年9月建前與裝飾規劃與設計淺析建筑空調冷卻循環(huán)水設計王偉杰張珺(機械工業(yè)第六設計研究院有限公司河南省鄭州市450007)摘要:隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展,國民文化素質(zhì)的提升,人民收入水平的提高,各種商業(yè)活動(dòng)、文化活動(dòng)頻繁,以及人民休閑、娛樂(lè ),購物的需求,催生了大量的公共建筑。會(huì )議展覽中心、星級酒店、劇院、大型圖書(shū)館、大型商場(chǎng)等大型公共建筑拔地而起,如雨后春筍般地呈現在世人面前。這些大型公共建筑內一般設有集中的空氣調節系統,其配套的冷卻循環(huán)水量會(huì )很大。如鄭州市會(huì )議展覽中心,其室內空調系統的冷卻循環(huán)水量就達到了10000m∽的倞人程度。冷卻循環(huán)水系統如果設計不合理,就會(huì )帶來(lái)巨大的電能、水資源的浪費。關(guān)鍵詞:干球溫度;濕球溫度;水質(zhì)處理;硅磷晶;旁濾設備中圖分類(lèi)號:TU834文獻標識碼:B文章編號:1673-0038(2013)28-0013-021冷卻循環(huán)水系統《建筑給水排水設計規范》中,第3.10.4,4條規定:選用成品冷卻塔的數量宜與冷卻水用水設備的數量、控制運行相匹配;第條文中所說(shuō)的冷卻水用水設備冷凝器指的是同一種設備,即空m3.10.8條規定:循環(huán)水泵的臺數宜與冷水機組相匹配。不難理解調系統的制冷機組(電制冷機組或直燃機組每臺制冷機組前對應一臺循環(huán)水泵,后配備一臺或數臺冷卻塔,連鎖控制,各自成一個(gè)獨立的單元,多個(gè)單元互不干擾。這樣設計提高了空調系統工作的安全性、控制的靈活性,在一定程度上達到節能的目的。冷卻循環(huán)水系統原理圖見(jiàn)圖1。大型公共建筑內制冷機組的數量一般在2臺以上。相應的配圖1冷卻循環(huán)水系統原理圖置N+1臺(N為制冷機組數量)冷卻循環(huán)水泵,合理的設置閥門(mén)可使N臺冷卻循環(huán)水泵共享1臺備用水泵。水流與氣流方向垂直橫流式冷卻塔按水流與氣流的方向一臺制冷機的冷卻循環(huán)水量在200mh以上,其配套冷卻塔逆流式冷卻塔可選用多臺單風(fēng)機的冷卻塔組裝。比如,600m3h的循環(huán)水量,可進(jìn)水37℃C、出水32℃,溫差5℃低溫冷卻塔選2臺300mh、3臺200m沿h或6臺100mh流量的單風(fēng)機冷卻按進(jìn)出水溫度差進(jìn)水43℃,出水3℃,溫差10℃中溫冷卻塔塔組裝。制冷機滿(mǎn)負荷運行時(shí),其中一臺冷卻塔風(fēng)機發(fā)生故障停進(jìn)水55℃、出水35℃溫差20℃高溫冷卻塔機不會(huì )對系統運行造成太大的影響。制冷機非滿(mǎn)負荷運行時(shí),T冷卻塔出水溫度r。冷卻塔選型,還要確定以下兩個(gè)參數干球溫度θ,即空氣溫度。濕球溫度τ,即冷卻塔出水溫度的可關(guān)閉其中的一臺或數臺冷卻塔。冷卻循環(huán)水量在200m3h以下的,盡量選用多風(fēng)機冷卻塔,每臺風(fēng)機的啟、?？梢詥为毧刂?理論極限值。采用的干球溫度、濕球溫度應為當地歷年平均不保臺風(fēng)機故障時(shí),不影響整個(gè)冷卻塔運行。多風(fēng)機冷卻塔運行時(shí),證50的干球溫度濕球溫度無(wú)法對故障的風(fēng)機進(jìn)行維修,所以循環(huán)水量大的系統應選擇多冷卻塔出水溫度T2與濕球溫度τ之差稱(chēng)為逼近度。逼近度越小,冷卻越困難,冷卻塔的尺寸和體積成倍增加,就會(huì )大幅度臺單風(fēng)機冷卻塔組裝各制冷機組生產(chǎn)的冷凍水由對應冷凍水循環(huán)水泵送入分水增加造價(jià),很不經(jīng)濟。一般逼近度控制在3~5℃比較合適。器,通過(guò)分水器向空調末端供水?；厮ㄟ^(guò)集水器收集,再回到有的冷卻塔制造廠(chǎng)商會(huì )給出一個(gè)設計表格,已知濕球溫度各制冷機組。室外氣溫最高的時(shí)段,制冷負荷最大,制冷機組全π、冷卻循環(huán)水溫差Δ,冷卻循環(huán)水量Q:、逼近度,可査出應選用部投入運行。當室外溫度降低,制冷負荷隨之減小,可關(guān)閉一臺的冷卻塔流量Q2。當Q1小于Q2的80號時(shí),應對冷卻塔的配水裝或數臺制冷機組。被關(guān)閉的制冷機組對應的冷卻循環(huán)水系統也置進(jìn)行校核并由生產(chǎn)廠(chǎng)家做出調整隨之關(guān)閉,以達到節能的目的卻循環(huán)水溫差Δt=5℃,逼近度取4~5℃,可不必查表,直接2冷卻塔選擇總額定流量大于等于且最接近冷卻循環(huán)水量Q1的冷卻塔(或數臺相同型號的冷卻塔組合)。冷卻塔是冷卻循環(huán)水系統的核心設備,進(jìn)入冷卻塔的水與空22集水池氣充分接觸,通過(guò)蒸發(fā)和傳導散熱得以冷卻。成品冷卻塔底部帶有集水盤(pán),《建筑給水排水設計規范》對集冷卻塔的分類(lèi)見(jiàn)表1水盤(pán)出水管的淹沒(méi)深度沒(méi)有做出規定,僅對集水盤(pán)的容積提出民用建筑空調冷卻循環(huán)水系統用到的均為低溫冷卻塔,橫流要求。冷卻循環(huán)水泵停泵后,稍后才從冷卻塔布水裝置和淋水填式冷卻塔平面為矩形,便于多臺組合。所以,民用建筑中多選用料中流出的附著(zhù)水量能被集水盤(pán)完全容納而不溢出。不滿(mǎn)足要橫流式低溫冷卻塔的,應加大集水盤(pán)深度或另設集水池2.1冷卻塔選型建筑給水中國煤化工規定:不設集水池在設計中,暖通專(zhuān)業(yè)提出冷卻循環(huán)水量Q冷卻塔進(jìn)水溫度的多臺冷卻塔CNMHG連通管,連通管的規劃與設計建前裝飾2013年9月管徑應比總回水管的管徑放大一號;連通管與各塔出水管的連冷卻循環(huán)水系統合理的排污水、補充新鮮水,可以緩解水質(zhì)接應為管頂平接。塔的出水口應采取防止空氣吸入的措施惡化的速度和程度,但不能從根本上解決問(wèn)題,必須采取更有《建筑給水排水設計規范》第31010.1條規定:冷卻塔集水效、更專(zhuān)業(yè)的方法進(jìn)行水質(zhì)穩定處理。池容積應按下列兩項因素的水量之和確定:①布水裝置和淋水41硅磷晶水處理器填料附著(zhù)水量,宜按循環(huán)水量的1.2-1.5號確定。②水泵吸水口所硅磷晶是一種經(jīng)濟有效的用于保護生活飲用水和工業(yè)水系需最小淹沒(méi)深度應根據吸水管內流速確定,當流速小于等于統管道的水處理藥劑,它采用控制釋放技術(shù),主要成分是聚磷酸0.6m/s時(shí),最小淹沒(méi)深度不應小于03m;當流速小于等于1.2ms酸鹽和聚硅酸鹽。聚磷酸酸鹽和聚硅酸鹽具有較強的鰲合能力,時(shí),最小淹沒(méi)深度不應小于0.6m。它可以封閉水中的二價(jià)陽(yáng)離子,使之處于游離狀態(tài),不與水中的3冷卻循環(huán)水泵陰離子結合,因而結垢現象就不再發(fā)生。硅磷晶還可以在管道內空調系統工作時(shí),冷卻循環(huán)水泵一直在運行其電能消耗非壁形成一層薄薄的動(dòng)態(tài)硅膜,將水中的溶解氧與管道內壁隔離常大。設計中,冷卻循環(huán)水量確定后,冷卻循環(huán)水泵的流量也就開(kāi),阻止了管道腐蝕確定了,應準確計算其揚程,避免選泵揚程過(guò)高,造成能源浪費。4.2旁濾水處理設備冷卻循環(huán)水泵的揚程應按下式計算旁濾水處理設備主要由水泵和過(guò)濾砂缸組成,水泵從集水池H=H+h+h2+1,2h2+2+2(mHO)或冷卻循環(huán)水回水管吸水,加壓經(jīng)過(guò)過(guò)濾砂缸過(guò)濾后集水池。過(guò)式中:H為冷卻塔塔體揚程,包含冷卻塔配水管道上噴灑頭|濾砂缸的過(guò)濾精度可以達到微米(μm)級,不但可以濾除水中的的出流水頭及配水管道與集水盤(pán)水面的高程差h為冷卻循環(huán)水懸浮物、生物粘泥,還可以截留水中的微生物、藻類(lèi)及碳酸鹽、正流過(guò)制冷機組的水頭損失h2為排污過(guò)濾器的水頭損失h為管磷酸鹽等小顆粒。經(jīng)過(guò)過(guò)濾砂缸過(guò)濾后,水的濁度大大降低,絕道系統沿程損失,乘以12的系數,即是沿程損失和局部損失之大多數微生物及其營(yíng)養物質(zhì)被濾除,破壞了菌藻的生長(cháng)環(huán)境。旁和:最后兩項是泵損和富裕水頭,前三項可以從產(chǎn)品樣本中查濾水處理設備有效的解決了循環(huán)水系統結垢和微生物繁殖的問(wèn)到,沿程損失要通過(guò)計算得到。此外,如果在循環(huán)管道上安裝了題,配合硅磷晶水處理器使用,能夠防腐、阻垢、滅菌除藻,達到其它水處理設備,其水頭損失應單獨列出。綜合處理的目的。冷卻循環(huán)水管道的流速應按表2中規定的數值采用可以在旁濾水處理設備中增加加藥設備。根據需要,投加絮凝劑,使處理后的水濁度更低:投加“銹垢凈”(類(lèi)似與硅磷晶)冷卻塔集水池吸水0~1.2ms冷卻循環(huán)水泵吸水「起到防腐的作用直接從循環(huán)管道吸管徑小于等于25m1015m5旁濾處理水量可根據去除懸浮物或溶解固體分別計算。民用管徑大于250mm管徑小于等于250mm低溫冷卻塔建筑空調冷卻循環(huán)水系統中通常是去除懸浮固體,過(guò)濾水量宜循環(huán)干管管徑大于250mm,小于500mm中溫冷卻塔為冷卻循環(huán)水水量的1~5號管徑大于等于500mm溫冷卻塔4.3電子水處理設備4水質(zhì)處理電子水處理設備通過(guò)采用高頻技術(shù)與電能場(chǎng)效應結合的方冷卻循環(huán)水在冷卻塔填料內與空氣充分接觸,通過(guò)蒸發(fā)得以式,針對電化學(xué)腐蝕、結垢、菌藻繁殖的不同問(wèn)題,采用多重頻段冷卻,使水中的cM、Co等離子濃度升高,同時(shí)也將空/靜電高壓組合,對循環(huán)水進(jìn)行綜合處理。如電子除垢儀離子氣中的灰塵、雜物、可溶性氣體吸收。冷卻循環(huán)水濁度越來(lái)越大棒等,這類(lèi)設備體積小,安裝、管理方便,運行費用低,但其處理使設備和管道腐蝕結垢,導致?lián)Q熱器換熱效率降低,過(guò)水斷面效果不如過(guò)濾砂缸效果好減少,甚至使設備管道腐蝕穿孔。冷卻循環(huán)水中的含氧量接近于循環(huán)水量每小時(shí)數百立方、制冷機數量1~2臺的小型冷卻飽和,更加速了設備和管道的腐蝕循環(huán)水系統,采用電子水處理設備比較合適,該設備占地少、投循環(huán)冷卻水系統中的腐蝕和結垢形成污垢成為微生物的繁資小、運行費用低,與旁濾水處理設備相比有明顯的優(yōu)勢。循環(huán)殖的溫床,污垢和微生物精泥可以引起垢下腐蝕,所以,腐蝕結水量每小時(shí)上千甚至上萬(wàn)立方時(shí),隨著(zhù)制冷機數量的增加,電子垢、微生物繁殖是相互關(guān)聯(lián)的,是冷卻循環(huán)水水質(zhì)穩定處理要解水處理設備數量也相應的增加其優(yōu)勢將不存在。因為旁濾水處決的三大問(wèn)題理設備是針對集水池的水進(jìn)行處理的,不論循環(huán)水量多大、制冷冷卻循環(huán)水通過(guò)冷卻不斷蒸發(fā),水中的鹽類(lèi)將不斷濃縮,為機有多少臺,旁濾水處理設備只設一套,只是型號大小不同而了控制冷卻水的濃縮,需要定期排放一部分水量稱(chēng)為排污水已。所以,冷卻循環(huán)水量大的系統,應采用處理效果更好的旁濾補充新鮮水稱(chēng)為補充水。補充水中的含鹽量c和經(jīng)濃縮后循環(huán)|水處理沒(méi)備冷卻水中的含鹽量已之比稱(chēng)為濃縮俗數,假設循環(huán)水蒸發(fā)|5結語(yǔ)損失水量為Q,風(fēng)吹損失水量為Q,排污水量為Q,補充水量為建筑空調冷卻循環(huán)水系統設計,關(guān)鍵是采取合適的水質(zhì)穩定Q,冷卻循環(huán)水系統水量及含鹽量平衡計算如下處理方法:①解決系統防腐、結垢和菌藻繁殖的問(wèn)題;②兼顧節2,Q, +2+Q能、節水。收稿日期:2013-8-11化簡(jiǎn)得:QN-1作者簡(jiǎn)介:王偉杰(1978-),男,本科,中級,現在從事給排水設計濃縮倍數不宜選擇過(guò)小,否則會(huì )大大增加排污量和補水量,張珺(1984由紹左是市給排水設計工作。浪費水資源。當濃縮倍數大于5后,補充水量的減少就越來(lái)越中國煤化工小。所以,建議濃縮倍數一般為3~5CNMHG