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工業(yè)工程公司300190摘要:本文結合多年的工作經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簡單的總結。關鍵詞: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,通過蒸發(fā)作用來散去工業(yè)上或制冷空調中產生的廢熱的一種設備。其工作的基本原理是:干燥(低焓值)的空氣經過風機的抽動后，自進風網處進入冷卻塔內;飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，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，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冷卻塔分類與工作原理2.1冷卻塔的分類一、按通風方式分有自然通風冷卻塔、機械通風冷卻塔、混合通風冷卻塔。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、無風機冷卻塔、雙曲線冷卻塔等。2.2工作原理一以圓形逆流式冷 卻塔的工作過程為例熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經過管道、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機的作用下由底部入風網進入塔內,熱水流經填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高濕度高晗值的熱風從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內，經出水管流入主機。一般情況下，進入塔內的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當風機運行時，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能便會降低，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(通常說的干球溫度)低于或高于水溫無關，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進行下去。當與水接觸的空氣不飽和時，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，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動平 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行全面的考慮,主要是注意以下幾個方面的問題: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;冷卻塔進出水管直徑、相應流速;集水盤貯水量;進塔水壓式;進風口的高度;冷卻塔的熱力、噪聲等實測報告。中國煤化工MHCNMH G3循環(huán)冷卻水系統的水質處理對于開式冷卻循環(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大問題:腐蝕、結垢、菌藻滋生及污泥。如果不對水質進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)水進行處理分為物理法和化學法兩種。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。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<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，靜電除垢儀的陽極耐磨損、不沾附，可以用于水質總硬度較高的系統，電子水處理器發(fā)射極( 陽極)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的指標是含鹽量，一般情況下，自來水的總含鹽量不會超過1000mg/，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、還是內磁式水處理器，一般只適用于產生碳酸鹽垢型的水質，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， 進水口在下，出水口在上。為了避免在殼體內產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,如無法滿足時，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，在水通過設備時，必須有一定的停留時間，并且當實際使用水量在設備的額定處理水量的20%~30%范圍內上下浮動時，- -般不影響處理效果。因此，該兩種設備可裝在兩臺并聯水泵或換熱器等的出水干管上,但當循環(huán)水和補充水分開流入系統時，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，一定要在設備的流量范圍內選，不要選過大規(guī)格的設備，在具體使用場合，不要兩臺、三臺水泵或加熱器合用一臺內磁式水處理器，以防在每臺水泵或水加熱器單獨使用時，設備內因流速達不到1.5m/s而影響處理效果。采用物理法進行水質處理，必須考慮排污，無論是安裝靜電水處理儀、電子水處理器，還是使用內磁式水處理器的水系統，都要做好排污這一-環(huán)節(jié)。對于冷卻循環(huán)水系統，可進行連續(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)水水質處理除了上述物理法外，還有化學法?；瘜W法有投加水質穩(wěn)定劑法和離子交換法。投加水質穩(wěn)定劑法是向循環(huán)水中投加具有阻垢、緩蝕、殺菌、滅藻作用的水質穩(wěn)定劑，而對循環(huán)水進行處理。投加的水質穩(wěn)定劑配方，一般需進行水質分析,.并通過動態(tài)模擬方式確定。同時需要注意其緩蝕、阻垢、滅菌、防藻的協同效果。如果水質穩(wěn)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，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水TYHCNMHG廠大為采用。另外，如水的PH值不符合要求時還需進行酸堿調節(jié)，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行軟化處理。設計時一般選用全自動軟水器，對補充水進行軟化處理。全自動軟水器操作、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，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，長期使用部產生抗藥性。使用方法:采用沖擊式加藥，作系統清洗時，投加量150-300g/噸水，泡沫太大影響工作時，可加消泡劑，并及時清除漂浮物，作系統運行時，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開始預膜，先投加CaCh，于12: 30開始分批投加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，預膜過程中分批投加阻垢分散劑。合成系統由于補水和開風機，用少量濃H2SO4進行PH調節(jié)。當觀察水池中預膜掛片有明顯藍色色暈，結束預膜，預膜時間為34小時。經預膜后的掛片，肉眼觀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，出現紅點的時間差，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- - 定的共性，但是在設計與使用的過程中還是要區(qū)別對待，有針對性的開展工作，才能設計出滿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;2005年[2]楊貴州;劉進波.冷卻循環(huán)水系統節(jié)能技術研究及應用[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