浅析建筑空调冷却循环水设计

2013年9月建前与装饰规划与设计浅析建筑空调冷却循环水设计王伟杰张珺(机械工业第六设计研究院有限公司河南省郑州市450007)摘要:随着社会经济的发展,国民文化素质的提升,人民收入水平的提高,各种商业活动、文化活动频繁,以及人民休闲、娱乐,购物的需求,催生了大量的公共建筑。会议展览中心、星级酒店、剧院、大型图书馆、大型商场等大型公共建筑拔地而起,如雨后春笋般地呈现在世人面前。这些大型公共建筑内一般设有集中的空气调节系统,其配套的冷却循环水量会很大。如郑州市会议展览中心,其室内空调系统的冷却循环水量就达到了10000m∽的倞人程度。冷却循环水系统如果设计不合理,就会带来巨大的电能、水资源的浪费。关键词:干球温度;湿球温度;水质处理;硅磷晶;旁滤设备中图分类号:TU834文献标识码:B文章编号:1673-0038(2013)28-0013-021冷却循环水系统《建筑给水排水设计规范》中,第3.10.4,4条规定:选用成品冷却塔的数量宜与冷却水用水设备的数量、控制运行相匹配;第条文中所说的冷却水用水设备冷凝器指的是同一种设备,即空m3.10.8条规定:循环水泵的台数宜与冷水机组相匹配。不难理解调系统的制冷机组(电制冷机组或直燃机组每台制冷机组前对应一台循环水泵,后配备一台或数台冷却塔,连锁控制,各自成一个独立的单元,多个单元互不干扰。这样设计提高了空调系统工作的安全性、控制的灵活性,在一定程度上达到节能的目的。冷却循环水系统原理图见图1。大型公共建筑内制冷机组的数量一般在2台以上。相应的配图1冷却循环水系统原理图置N+1台(N为制冷机组数量)冷却循环水泵,合理的设置阀门可使N台冷却循环水泵共享1台备用水泵。水流与气流方向垂直横流式冷却塔按水流与气流的方向一台制冷机的冷却循环水量在200mh以上,其配套冷却塔逆流式冷却塔可选用多台单风机的冷却塔组装。比如,600m3h的循环水量,可进水37℃C、出水32℃,温差5℃低温冷却塔选2台300mh、3台200m沿h或6台100mh流量的单风机冷却按进出水温度差进水43℃,出水3℃,温差10℃中温冷却塔塔组装。制冷机满负荷运行时,其中一台冷却塔风机发生故障停进水55℃、出水35℃温差20℃高温冷却塔机不会对系统运行造成太大的影响。制冷机非满负荷运行时,T冷却塔出水温度r。冷却塔选型,还要确定以下两个参数干球温度θ,即空气温度。湿球温度τ,即冷却塔出水温度的可关闭其中的一台或数台冷却塔。冷却循环水量在200m3h以下的,尽量选用多风机冷却塔,每台风机的启、停可以单独控制,理论极限值。采用的干球温度、湿球温度应为当地历年平均不保台风机故障时,不影响整个冷却塔运行。多风机冷却塔运行时,证50的干球温度湿球温度无法对故障的风机进行维修,所以循环水量大的系统应选择多冷却塔出水温度T2与湿球温度τ之差称为逼近度。逼近度越小,冷却越困难,冷却塔的尺寸和体积成倍增加,就会大幅度台单风机冷却塔组装各制冷机组生产的冷冻水由对应冷冻水循环水泵送入分水增加造价,很不经济。一般逼近度控制在3~5℃比较合适。器,通过分水器向空调末端供水。回水通过集水器收集,再回到有的冷却塔制造厂商会给出一个设计表格,已知湿球温度各制冷机组。室外气温最高的时段,制冷负荷最大,制冷机组全π、冷却循环水温差Δ,冷却循环水量Q:、逼近度,可査出应选用部投入运行。当室外温度降低,制冷负荷随之减小,可关闭一台的冷却塔流量Q2。当Q1小于Q2的80号时,应对冷却塔的配水装或数台制冷机组。被关闭的制冷机组对应的冷却循环水系统也置进行校核并由生产厂家做出调整随之关闭,以达到节能的目的却循环水温差Δt=5℃,逼近度取4~5℃,可不必查表,直接2冷却塔选择总额定流量大于等于且最接近冷却循环水量Q1的冷却塔(或数台相同型号的冷却塔组合)。冷却塔是冷却循环水系统的核心设备,进入冷却塔的水与空22集水池气充分接触,通过蒸发和传导散热得以冷却。成品冷却塔底部带有集水盘,《建筑给水排水设计规范》对集冷却塔的分类见表1水盘出水管的淹没深度没有做出规定,仅对集水盘的容积提出民用建筑空调冷却循环水系统用到的均为低温冷却塔,横流要求。冷却循环水泵停泵后,稍后才从冷却塔布水装置和淋水填式冷却塔平面为矩形,便于多台组合。所以,民用建筑中多选用料中流出的附着水量能被集水盘完全容纳而不溢出。不满足要横流式低温冷却塔的,应加大集水盘深度或另设集水池2.1冷却塔选型建筑给水中国煤化工规定:不设集水池在设计中,暖通专业提出冷却循环水量Q冷却塔进水温度的多台冷却塔CNMHG连通管,连通管的规划与设计建前装饰2013年9月管径应比总回水管的管径放大一号;连通管与各塔出水管的连冷却循环水系统合理的排污水、补充新鲜水,可以缓解水质接应为管顶平接。塔的出水口应采取防止空气吸入的措施恶化的速度和程度,但不能从根本上解决问题,必须采取更有《建筑给水排水设计规范》第31010.1条规定:冷却塔集水效、更专业的方法进行水质稳定处理。池容积应按下列两项因素的水量之和确定:①布水装置和淋水41硅磷晶水处理器填料附着水量,宜按循环水量的1.2-1.5号确定。②水泵吸水口所硅磷晶是一种经济有效的用于保护生活饮用水和工业水系需最小淹没深度应根据吸水管内流速确定,当流速小于等于统管道的水处理药剂,它采用控制释放技术,主要成分是聚磷酸0.6m/s时,最小淹没深度不应小于03m;当流速小于等于1.2ms酸盐和聚硅酸盐。聚磷酸酸盐和聚硅酸盐具有较强的鳌合能力,时,最小淹没深度不应小于0.6m。它可以封闭水中的二价阳离子,使之处于游离状态,不与水中的3冷却循环水泵阴离子结合,因而结垢现象就不再发生。硅磷晶还可以在管道内空调系统工作时,冷却循环水泵一直在运行其电能消耗非壁形成一层薄薄的动态硅膜,将水中的溶解氧与管道内壁隔离常大。设计中,冷却循环水量确定后,冷却循环水泵的流量也就开,阻止了管道腐蚀确定了,应准确计算其扬程,避免选泵扬程过高,造成能源浪费。4.2旁滤水处理设备冷却循环水泵的扬程应按下式计算旁滤水处理设备主要由水泵和过滤砂缸组成,水泵从集水池H=H+h+h2+1,2h2+2+2(mHO)或冷却循环水回水管吸水,加压经过过滤砂缸过滤后集水池。过式中:H为冷却塔塔体扬程,包含冷却塔配水管道上喷洒头|滤砂缸的过滤精度可以达到微米(μm)级,不但可以滤除水中的的出流水头及配水管道与集水盘水面的高程差h为冷却循环水悬浮物、生物粘泥,还可以截留水中的微生物、藻类及碳酸盐、正流过制冷机组的水头损失h2为排污过滤器的水头损失h为管磷酸盐等小颗粒。经过过滤砂缸过滤后,水的浊度大大降低,绝道系统沿程损失,乘以12的系数,即是沿程损失和局部损失之大多数微生物及其营养物质被滤除,破坏了菌藻的生长环境。旁和:最后两项是泵损和富裕水头,前三项可以从产品样本中查滤水处理设备有效的解决了循环水系统结垢和微生物繁殖的问到,沿程损失要通过计算得到。此外,如果在循环管道上安装了题,配合硅磷晶水处理器使用,能够防腐、阻垢、灭菌除藻,达到其它水处理设备,其水头损失应单独列出。综合处理的目的。冷却循环水管道的流速应按表2中规定的数值采用可以在旁滤水处理设备中增加加药设备。根据需要,投加絮凝剂,使处理后的水浊度更低:投加“锈垢净”(类似与硅磷晶)冷却塔集水池吸水0~1.2ms冷却循环水泵吸水「起到防腐的作用直接从循环管道吸管径小于等于25m1015m5旁滤处理水量可根据去除悬浮物或溶解固体分别计算。民用管径大于250mm管径小于等于250mm低温冷却塔建筑空调冷却循环水系统中通常是去除悬浮固体,过滤水量宜循环干管管径大于250mm,小于500mm中温冷却塔为冷却循环水水量的1~5号管径大于等于500mm温冷却塔4.3电子水处理设备4水质处理电子水处理设备通过采用高频技术与电能场效应结合的方冷却循环水在冷却塔填料内与空气充分接触,通过蒸发得以式,针对电化学腐蚀、结垢、菌藻繁殖的不同问题,采用多重频段冷却,使水中的cM、Co等离子浓度升高,同时也将空/静电高压组合,对循环水进行综合处理。如电子除垢仪离子气中的灰尘、杂物、可溶性气体吸收。冷却循环水浊度越来越大棒等,这类设备体积小,安装、管理方便,运行费用低,但其处理使设备和管道腐蚀结垢,导致换热器换热效率降低,过水断面效果不如过滤砂缸效果好减少,甚至使设备管道腐蚀穿孔。冷却循环水中的含氧量接近于循环水量每小时数百立方、制冷机数量1~2台的小型冷却饱和,更加速了设备和管道的腐蚀循环水系统,采用电子水处理设备比较合适,该设备占地少、投循环冷却水系统中的腐蚀和结垢形成污垢成为微生物的繁资小、运行费用低,与旁滤水处理设备相比有明显的优势。循环殖的温床,污垢和微生物精泥可以引起垢下腐蚀,所以,腐蚀结水量每小时上千甚至上万立方时,随着制冷机数量的增加,电子垢、微生物繁殖是相互关联的,是冷却循环水水质稳定处理要解水处理设备数量也相应的增加其优势将不存在。因为旁滤水处决的三大问题理设备是针对集水池的水进行处理的,不论循环水量多大、制冷冷却循环水通过冷却不断蒸发,水中的盐类将不断浓缩,为机有多少台,旁滤水处理设备只设一套,只是型号大小不同而了控制冷却水的浓缩,需要定期排放一部分水量称为排污水已。所以,冷却循环水量大的系统,应采用处理效果更好的旁滤补充新鲜水称为补充水。补充水中的含盐量c和经浓缩后循环|水处理没备冷却水中的含盐量已之比称为浓缩俗数,假设循环水蒸发|5结语损失水量为Q,风吹损失水量为Q,排污水量为Q,补充水量为建筑空调冷却循环水系统设计,关键是采取合适的水质稳定Q,冷却循环水系统水量及含盐量平衡计算如下处理方法:①解决系统防腐、结垢和菌藻繁殖的问题;②兼顾节2,Q, +2+Q能、节水。收稿日期:2013-8-11化简得:QN-1作者简介:王伟杰(1978-),男,本科,中级,现在从事给排水设计浓缩倍数不宜选择过小,否则会大大增加排污量和补水量,张珺(1984由绍左是市给排水设计工作。浪费水资源。当浓缩倍数大于5后,补充水量的减少就越来越中国煤化工小。所以,建议浓缩倍数一般为3~5CNMHG