空调冷却水系统

空调冷却水系统（精选八篇）

空调冷却水系统篇1

当前, 中央空调系统在商场、办公楼宇应用普遍。一般而言, 中央空调系统主要由4部分组成, 即: 冷却水系统、冷水机组、冷冻水系统、风机盘管。

文中以争议较大的冷却水系统节能为研究对象。冷却水系统节能方式主要为冷却水泵变频运行, 但随之出现的问题有[1,2,3]: 1) 冷却水泵变频后, 冷却水流量低于额定流量, 理论上冷水机组冷凝温度升高, 导致冷水机组能耗增加, 系统总能耗增减出现不确定性; 2) 变频后, 冷却水流速低于设计值, 致使冷凝器更易结垢, 缩短设备使用年限。但是, 中央空调系统部分负荷运行时, 理论冷却水流量低于设计流量。因此, 通过冷却水泵变频变流量运行, 配以相应的水处理设备, 不会加速冷凝器结垢、不会缩短机组寿命, 同时大大降低系统运行能耗[4,5,6,7]。文中通过理论分析, 结合实际工程案例, 分析研究冷却水系统变流量可行性。

1 冷却水泵变频可行性热力学原理分析

文中利用热力学方法, 分析冷水机组冷却水变流量对机组影响, 主要体现在机组冷凝温度。同时, 设定机组冷冻水为设计流量, 排除其对机组的影响。

一般, 冷水机组冷却水设计温度设定为30 /35℃。根据冷凝器传热与能量守恒方程有[8]:

式中: Qc—冷水机组冷凝器散热量, k W;

Kc—冷凝器传热系数, k W / ( m2·℃) ;

Fc—冷凝器传热面积, m2;

tc—冷凝温度, ℃;

tci—冷却水进水温度, ℃;

tco—冷却水出水温度, ℃;

Vw , c—冷却水流量, m3/ s;

Cw—水比热容, J/ ( kg·℃) ;

Vw , c—流速, m3/ s;

ρw—水密度, kg /m3。

由式 ( 1) , 推导出冷凝温度与冷却水流量的关系:

当冷水机组冷凝器水侧流量变化时, 其传热系数Kc只与冷却水流量Vw , c有关, 且成线性关系[8]:

式中: λK, c、τK, c—常数。

将式 ( 3) 带入式 ( 2) :

令:

式 ( 4) 化简为:

机组设定条件为:

1) 冷却水系统按设计流量运行, 冷凝器进水温度30℃;

2) 冷却水系统按变流量运行, 冷凝器进出水温度30 /35℃;

3) 冷冻水系统按设计流量运行, 蒸发器出水温度为7℃。

根据上述分析, 利用理论热力学相关知识, 可知冷却水设计流量、变流量运行的冷凝温度、系数COP、系统能耗等参数及对比。

冷却水系统的定流量、变流量运行的冷凝温度分析如图1所示。由图1可知, 冷却水系统变流量时的冷凝温度比设计流量高, 冷水机组压缩机能耗升高。并随着冷却水流量减少, 变流量冷凝温度相对设计流量的温升值更大, 在相对流量为60% 时, 变流量冷凝温度相对设计流量的温升值接近2℃。

可见, 冷却水系统变流对冷水机组冷凝温度影响较大。冷凝温度的升高, 直接导致机组能耗增加, COP降低。冷却水变流与机组COP变化趋势如图2所示。

同一负荷下, 冷却水变流量运行的机组COP值低于设计流量。由图2可知, 冷却水相对流量60% 时, 变流量COP相对设计流量降低7% , 并随着流量减少, 降低趋势越发明显。COP的降低, 直接导致冷水机组能耗增加。

冷却水系统是开式系统。因此, 冷却水泵流量、扬程、功率三者之间的关系如下。

开式系统水泵扬程:

泵电功率:

式中: H—扬程, m;

h—水系统静扬程, m ;

K—流量系数, s2/ m5;

Q—水流量, m3/ s;

N—水泵功率, k W ;

g—重力加速度, m / s2;

η—水泵总效率。

根据上述分析, 可以得出系统总能耗, 以空调系统额定负荷总能耗为单位1, 分析冷却泵变流和定流量条件下运行的空调系统总能耗对比 ( 见图3) 。

可见, 若冷却水变流量运行, 系统总能耗是减小趋势, 且随着负荷变小, 趋势越明显。经热力学理论分析, 通过冷水泵变频运行, 冷却水变流运行是可行的。

2 实例分析

经上述热力学分析, 冷却水变流量是可行的, 可以降低系统整体运行总能耗。以某实际工程为例, 改造冷水机组冷却水系统, 使之在不同的冷负荷下变流运行, 并实时监控记录空调系统总能耗情况。该工程是由2台制冷量615000kcal/h螺杆冷水机组、2台冷冻水泵、2台冷却水泵、2台冷却塔组成的制冷机房, 设备一一对应, 系统额定总能耗329k W , 系统原理图如图4所示。

节能改造前, 冷水机组、冷冻水泵变频运行。根据上级节能减排要求, 对机房进行了节能改造升级, 主要改造冷却水系统, 冷却水变流与冷水机组负荷变化一致。经过与甲方及设备厂家分析研究, 冷却水变流量下限设定在额定冷却水流量的60% 。若继续减少水流量, 将影响冷水机组正常运行。因此, 以改造前后的系统一个制冷运行季1台冷水机组及相应的水泵、冷却塔总能耗数据为基础, 分析冷却水泵变频运行时不同负荷率的节能情况, 如图5所示。由此可见, 冷却水泵变频运行时, 系统总能耗降低, 并随着负荷的降低, 节能效果越加明显。在机组负荷率下限60% 时, 1台冷水机组及其相应的设备总节能量为6. 8k W, 整个系统的节能率为7. 16% 。冷水机组负荷小于60% 时, 冷却水维持额定流量的60% , 大于负荷对应的理论冷却水量, 满足机组运行要求。

3 结语

通过理论分析, 并以实际工程为例, 分析了冷却水变流对系统能耗的影响。实例表明, 负荷由100% 降至60% 时, 系统节能率由0增至7. 16% , 冷却水变流量具有较好的节能效果。冷却水变流量并没有使冷水机组工况恶化, 虽然变流量使COP降低了, 但冷却水泵变频节能量大, 冷水机组和冷却水泵总体能耗下降。负荷越小, 节能效果越明显。表明空调系统的冷却水系统变流量 ( 冷却水泵变频运行) 是可行的, 可以降低空调系统运行能耗, 达到节能减排的目的。但须注意, 冷却水变流量运行要保证冷水机组冷却水流量的下限要求, 须与设备厂家密切配合。在系统设计中, 须配套合适的水处理设备。

参考文献

[1]张谋雄.冷冻水机组变流量的性能[J].暖通空调, 2000, (6) :56-58.

[2]徐菱红, 王凌云.集中空调冷却水系统的节能运行[J].暖通空调, 2000, 30 (3) :82-84.

[3]曾振威.节能不能因小失大——兼与《集中空调冷却水系统的节能运行》商榷[J].暖通空调, 2002, 32 (4) :32-34.

[4]孙一坚.关于集中空调冷却水系统节能运行——评《节能不能因小失大》[J].暖通空调, 2003, 33 (2) :3.

[5]李苏泷.集中空调冷却水变流量问题辨析[J].暖通空调, 2005, 35 (6) :52-55.

[6]李苏泷, 邹娜.空调冷却水变流量控制方法研究[J].暖通空调, 2005, 35 (12) :51-54.

[7]高养田.空调变流量水系统设计技术发展[J].暖通空调, 1996, (6) :20-26.

空调冷却水系统篇2

太阳能溶液除湿蒸发冷却空调技术是一种新型的、太阳能驱动的制冷技术方法，其基本原理是利用溶液除湿剂将湿空气进行除湿干燥，然后进入蒸发冷却器将空气等焓加湿，实现将空气与制冷工质-水的显热转化为湿空气潜热，达到降温要求。利用此基本原理可以构建不同用途模式的循环系统实现舒适度好的辐射供冷系统、空气品质高的热湿独立处理系统、蒸发冷冻技术等。该空调系统具有节能和环保的双重优势，节能性体现在两个方面：其一，利用太阳能驱动制冷系统，节省大量的高峰用电期空调耗电；其二，由于溶液除湿蒸发冷却技术可发展一种除湿潜能蓄能技术，该技术具有蓄能密度大（为冰蓄冷蓄能密度的3倍多）、常温保存等优点，利用该蓄能技术一方面可以弥补太阳能的不连续性和不稳定性能源特性，为解决利用太阳能的瓶颈问题提供一有力途径，使系统方案更具可行性，另外，可以利用此蓄能技术实现电网的峰谷负荷转移，保障电网负荷的稳定性。环保性体现在溶液除湿蒸发冷却空调技术没有使用传统的 CFCs制冷工质，不会造成现有制冷工质引起的臭氧层破坏和温室效应问题。另外，该空调技术实现无露点控制，可以使得空调过程在干工况下进行，避免了湿工况滋生细菌的恶劣环境，同时还没有露点控制过程中再热量引起的冷热抵消问题。具有自主知识产权。

关于空调冷却水系统的运行管理篇3

关键词：冷却水系统,冷却塔,方法

由于空调冷却水系统的结垢, 腐蚀和藻类滋生不是在短期内形成的。也不会在短期内对系统有破坏性的影响, 所以往往得不到运行人员的重视。

1 冷却水的处理方法和物理法

化学法:必须在冷却水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂及配套清洗剂, 从而形成了冷却水的全套水处理技术。

加药处理法:加入适量固态晶体硅酸盐被膜缓蚀剂, 但要注意, 不同的被膜剂要求有不同的溶解温度。如水温过低, 被膜缓蚀剂的溶解不好, 就会影响它的作用。

物理方法:有磁力法、电解法、超声法、静电法、电解法、能抑制水垢的附着。但除垢不彻底还有点解孔蚀的危险, 用静电法除了防垢和溶垢外还有明显杀菌灭藻的效能。

2 冷却水系统的管道布置

由于系统是开式的、很容易使空气混入水中, 进入水泵并压入管道中, 引起严重的水锤致使水泵出水管及管件损坏, 所以应注意以下几个问题。

冷却塔并联使用时, 管道阻力平衡, 冷却塔与泵的距离不能太远。泵应布置在冷水机组的前边。泵应做成自灌式, 避免泵的吸上管上下翻弯。另外。冷却泵、冷水机组、冷却塔应一一对应, 以便调节和流量平衡, 如果不能实现上述控制时, 应采用自动控制系统, 冷却塔的进出口均设电磁阀。

选择冷却塔时、注意产品的性能参数与产品实际性能的差距, 其中包括气象条件与产品测试条件不同因素, 可采用较大些的余量系数。冷却塔一般安装在高层建筑群房屋面, 应考虑冷却塔的吸风距离、放火、噪声、漂雾等问题。

选择冷却水泵时要根据冷却水系统的循环阻力, 输水高差及自由水头决定, 水泵的流量应按校核后的冷水温度差决定, 多台泵并联工作, 要按校核后的冷水温度决定, 多台泵并联曲线进行计算和校核, 不能盲目按台数进行水量叠加。

空调冷却水系统篇4

关键词：中小型空调,循环冷却水,系统设计,问题探究

0 引言

在民用建筑和中小型工业建筑的制冷配置中, 最为重要的就是空调制冷循环冷却水系统。中小型空调制冷循环冷却水系统设计指的是在保障基础材料选用合理、冷却塔及部件选用方面等做到合理化配置之后, 对循环冷却水系统进行科学的设计。为了保障循环冷却水系统能够高效、稳定的运行, 必须对诸多密切相关的因素提出限定性的要求。由于在中小型空调制冷循环冷却水系统的设计过程中存在很多问题, 而且在空调系统的循环冷却水设计和循环冷却水处理过程中尚未形成健全、统一的规范和体系, 循环冷却水的使用以及冷却塔的建立尚处于探索阶段。为了提升空调制冷循环冷却水的系统设计水平, 以下针对系统设计过程中所存在的问题展开论述, 以期能够在实际的设计过程中做到有的放矢、扬长避短, 促进空调制冷技术的更新和发展。

1 中小型空调制冷循环冷却水系统设计的相关内容概述

1.1 制冷循环冷却水系统设计

为了节约水资源、保护当前的环境, 很多建筑商本着减少投入成本的原则, 在保证社会效益和经济效益同步发展的基础上, 开始大规模的探究循环冷却水系统的优化设计。经过长足的发展, 循环冷却水系统已经被广泛运用于化工、机械、电力、石油、冶金、轻工等各行各业中, 为这些行业的空调制冷工程增添了诸多的有力保障。如今, 中小型空调制冷循环冷却水系统的工作原理主要是借助水汽的蒸发来带走系统内的热量从而达到降低水温的目的。循环冷却水系统分为密闭式循环系统和敞开式循环系统, 敞开式循环系统由于循环冷却水会直接与空气接触, 以及在天气和环境中灰尘、杂质悬浮物等因素的多重影响下, 这些物质会形成沉淀, 最终阻碍热换效率。此外, 还会有大量的菌藻类生物会在冷却水中滋生、繁殖, 从而形成生物粘泥, 阻碍热换效率。因此, 在实际的选择中通常会选用密闭式循环系统。

1.2 制冷循环冷却水系统的组成部分及工作原理

中小型空调制冷循环冷却水系统的组成部分比较复杂, 主要包括循环水泵、冷却塔、冷水机组、供水管、回水管、补水管、水质处理器等, 各组成部分之间通过密切配合统一于该系统中, 从而保证该系统高质高效地完成制冷任务。它的形式主要包括三类:干管制、单元制和混合制。这三种不同的形式在实际的运用过程中出现的问题也不尽相同, 单元制和混合制的管线较多, 所占的面积较大, 设备之间的配合性不是很好, 因此, 这两种形式的循环冷却水系统的应用范围是比较狭隘的。干管制的管线较为单一, 所占的面积较小, 设备之间出现的问题也较少, 因此, 它的应用范围是最广的。干管制和混合制各有优缺点, 在选用干管制时最好不要将三台机组进行并联, 同时还要考虑电动机过载的可能。

2 中小型空调制冷循环水系统设计中的若干问题探讨

2.1 冷却塔的选型、布置、选址问题探究

首先, 最主要的问题是冷却塔的选型与布置。冷却塔的选用是一个非常重要的问题, 因此, 应该经过多方面的综合考察再选用。在选用过程中通常要重点考虑三个重要指标:热工指标、经济评定指标和噪声指标。热工指标的要求是循环冷却水系统的冷却性能要能在设定的气象条件下将给定水量冷却到标准水温, 这可以表现出循环冷却水系统冷却水温的工作性能。经济评定指标是要求要在保证热工性能的基础上, 将预期投入的冷却塔初步投资资金和运转费用的总和降到最低, 从而保障企业的经济效益。噪声指标主要是看在同等环境下冷却塔抵抗噪声的能力, 通常会采用抗噪音能力强的。在各类冷却塔构筑物中, 机械通风冷却塔是比较完善的一种, 它的应用范围是最广的。空调制冷冷却塔的位置选择也非常重要, 选择时要注意如下几点:依据湿热空气回流影响小的特点, 最好将冷却塔建在最小风频的上风侧, 这样可以保持通气畅通;冷却塔不易建在热源附近, 因为在热源附近会严重影响冷却性能, 例如在废气和烟气排放口附近, 冷却塔的工作性能会大打折扣;如果要将冷却塔建在主体建筑屋面上, 应该避开建筑物的主立面以及建筑的主要出入口处, 以减少其外观和水雾对周围的影响。

2.2 关于循环冷却水的处理

循环冷却水的循环方式主要包括开放式循环系统和密闭式循环系统, 开放式循环系统在实际的运用过程中存在着很多弊端。首先是由于循环冷却水和空气大量接触从而导致了水质变坏, 发生化学反应从而生成水中沉淀物, 并伴随着腐蚀现象;其次, 有许多微生物会在水中滋生繁殖, 从而形成生物粘泥, 导致腐蚀加重。为此, 循环冷却水处理系统的主要任务是消除和减少结垢, 保障整个循环水系统的工作效率和使用年限。目前该处理系统的发展现状不容乐观, 存在着很多明显的问题:一是不进行处理或者简单排污的现象非常普遍。二是循环水水质的质量很难有效控制。三是借助静电水处理器来防垢、除垢、杀菌灭藻有弊端。四是在冷却水系统中投加药剂来控制结垢以及微生物的繁殖的不良后果不易察觉。那么, 这四种不同的处理方式会带来不同的问题。首先是因为不进行处理或者进行简单排污从而造成了大量的可利用资源被浪费掉其次, 因为采用软化处理从而在管道中引入了Na离子, 造成了设备和管道无可挽回的腐蚀;再次, 利用静电水处理器来进行水处理, 虽可以在一定程度上灭菌杀藻, 但是处理效果不够稳定, 每次需投入的资金较多;最后, 在水处理时增加药剂是最有效的办法, 处理效果稳定且推广性强, 但是是否适用于大型循环冷却水系统中还有待进一步的确定。

3 结语

随着我们国民经济的不断发展和新型城市化进程的不断加快, 人们的生活水平不断提升, 对舒适性的要求也变得越来越高。为了满足公众对舒适性的较高要求, 越来越多的公共场所、公共建筑、高级住宅区已经开始配置了较高标准的中央空调系统, 空调制冷循环冷却水系统便成了这些高端城市建筑中最为重要的组成部分之一, 为此, 本文重点探讨了中小型空调制冷循环冷却水系统设计的相关问题, 主要从中小型空调制冷循环冷却水系统设计的相关内容概述、中小型空调制冷循环水系统设计中的若干问题两个方面展开了详细论述, 以期能够提升中小型空调制冷循环冷却系统的工作性能, 推动制冷工程迈上一个更好的台阶。

参考文献

[1]左亚洲.中小型空调制冷循环冷却水系统设计中的若干问题[J].给水排水, 2010, 25 (6) :45-50.

[2]赵振国.冷却塔[M].北京:中国水利水电出版社, 2011.

[3]GB/T50102-2003工业循环水冷却设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2003.

空调冷却水系统篇5

关键词：中央空调,冷却水系统,整改

1 引言

中央空调的水系统分为冷冻水系统、冷却水系统和定压补水系统,而中央空调冷却水系统的运行是否正常,直接关系到制冷系统的安全运行,制冷机组的效率(能效比)和设备的使用寿命等。中央空调冷却水系统由制冷机组冷凝器、冷却塔、冷却泵以及进出水阀门等组成,图1为该系统示意图。

2 中央空调冷却水系统存在的问题

T2航站楼中央空调系统冷却塔于2008年4月15日投入使用。2年来,冷却塔的出水温度都远高于标准工况温度32℃,达到了34～35℃,从而使得制冷机组的冷凝压力十分接近安全阀的保护压力10kg/cm2,这是非常危险的。现在冷却水系统主要存在2个问题,一个是冷却塔的冷却能力问题;其次是冷却塔溢水的问题。

3 中央空调冷却系统整改分析及对策

3.1 冷却塔的冷却能力问题

设计院对冷却塔的设计选型是3412A型。“3”代表3000系列,“412”代表一个冷却塔的标准冷吨,即制冷量。查说明书[1]得到“”塔所配用的电机功率为18.5kW,风量为103 700m3/h。而实际安装的冷却塔所配用的电机为20匹即15kW,风量为85 720m3/h。查说明书得知这种冷却塔的型号为3333A,即制冷量为333标准冷吨,比412冷t少了79冷t。根据我们实地测量,屋顶16台塔的长、宽、高尺寸是按3 412A型安装的,但配用电机和风量却是3333A型的。也就是说每个冷却塔的实际制冷量只有333标准冷吨,4台冷却塔的实际制冷量只有1 332标准冷t,远远不能满足一台机组1 746冷t的需要,他们之间相差414冷t,刚好是一台3412A冷却塔的制冷量。由于现在安装的塔是3333A型的参数,因此一台机组在非标准工况即气候条件是38～39℃的恶劣天气下要开6台塔才够用(333冷t×6台=1 998冷t>1 746冷t),这就解答了为什么3年来都是开一台机组就要开6台塔的原因。

3.2 冷却塔冷却能力解决方案

冷却塔的冷却能力有两种解决方案。一是将16台塔的电机全部换成功率为18.5kW(即25匹),同时调整风扇的扇叶角度,使风量达到3412A型的要求。另一个就是增加冷却塔的台数,新增冷却塔的参数和配置严格按照3412A型安装。考虑到盛夏的高温天气时要开3台机组,以及屋顶冷却塔的混凝土基础的数量是4个,可以增加4台塔。

增加冷却塔还有一个充分的理由,即适当增加冷却塔的数量,在蒸发温度和室内制冷量相同的情况下,由于冷凝温度下降从而冷凝压力下降,可以明显降低压缩机的功耗,起到节能减排的作用。关于这一点,从压-焓图上可以清楚的看出来,见图2[2]。

新增加的4台塔通过回水管道与现在的16台冷却塔并联起来,同时需要增加一台与现在4台冷却泵同型号的冷却泵,而且新增冷却泵的出水管道要与现有的4台冷却泵的出水管道并联起来,这样就达到了增加冷却塔的冷却能力的目的,见图3。

3.3 冷却塔溢水问题分析及解决方案

目前情况是不管开哪一台机组或者哪几台机组,屋顶上16台塔均参与循环,已开启进水阀的塔比未开启进水阀的塔的冷水盘水位要高出许多,从而导致大量的自来水补水通过高水位的塔的溢水口直接流向排水总管而排放掉,经济损失是显而易见的。

先开启某一冷水机组对应的6台塔,只有这6台塔的电动、手动进水和出水阀门打开,其余10台冷却塔的进水和出水阀门关闭,观察16台塔的水位是否平衡。如果水位平衡,没有自来水外溢,说明符合要求。如果水位不平衡,则将16个塔的自来水补水阀的浮球较大幅度地向冷水盘底部下调(按说明书,浮球应处于冷水盘的1/2位置)。然后,按照前述实验方法观察16台塔的水位是否平衡,自来水补水是否外溢。如果依然外溢,就要考虑在平衡管与冷却塔底部之间加装电动和手动阀门或者去掉平衡管,见图。在这里需要说明的是,因为冷却泵启动后,打破了16台塔原有的静态平衡而形成了新的动态平衡,所以在动态情况下连通器原理已失去作用。

4 结语

本方案针对冷却水系统存在的问题,提出了科学合理的解决方案。如果按照本方案进行整改,那么整改以后,设备能够安全运行,能源消耗能够大幅度的降低,制冷效率将大幅度提高,设备使用寿命也将大大延长。

参考文献

[1]巴尔的摩空气有限公司.BAC3000系列冷却塔说明书[R].北京:巴尔的摩空气有限公司,2007.

空调冷却水系统篇6

1 冷却塔用水组成

冷却塔系统的损失水量包括蒸发、风吹、排污和泄漏损失。所谓补充水量就是补充这四部分损失的水量。由于泄漏损失非常小，可忽略不计，因此常说的冷却塔系统补水量主要是补充由蒸发、风吹和排污而损失的水量。

1.1 蒸发损失

冷却塔运行中，一部分循环水由液态变为蒸汽而冷却其余的水，变为蒸汽的这部分水量，即为蒸发水量。

蒸发水量的大小取决于很多因素，包括冷却水与空气的接触时间、空气和水的温度、风量(炎热、干燥、有风的天气可增加蒸发，高湿度、凉爽天气可减少蒸发)等。冷却塔蒸发损失水量一般为循环水量的1%～3%。蒸发水量增加的同时，冷却效果也得到提高。

1.2 排污损失

由于冷却塔蒸发的是纯水汽，溶解和悬浮固体在循环水中逐渐浓缩，存在于冷却塔剩余的水中。为保持循环水水质，需要排放一部分含有总溶解固体(TDS)的高浓度循环水，排放的这部分水量为排污水量。

若冷却塔不排污，T D S含量高的循环水，通过结垢、腐蚀和生物滋长(生物淤积)可严重损坏冷却塔和工艺管道。排污采用间歇法，一般由自动设备控制，当水的电导率达到预设值(高TDS)时开始排水，直到电导率达到已设定的低TDS值，停止排水。排污水量取决于系统对补水水质及浓缩倍数的要求。在本课题所调研的建筑中，排污水量约占循环水量的0.2%。

1.3 风吹损失

除了蒸发和排污损失外，循环水呈小水滴以水汽或漂流形式被气流带走，该部分损失为风吹损失，又称飞散损失。

风吹损失含有悬浮物和溶解固体，可认为是冷却塔排污的部分，但它的损失量不受控制。风吹损失水量与冷却塔类型及质量有关，尤其是除水器的效率，一般为循环水量的0.05%～0.2%。

1.4 水量损失分析

在上述3种水量损失中，蒸发损失量最大，其次是排污损失，最后是风吹损失。蒸发损失的水量与天气状况有关，人为不能降低其耗水量，损失的水量也无法回用，因此，蒸发损失水量无法降低。排污是排放循环冷却水中的高浓度废水，排污水可回用于中水系统或用于绿化、冲厕等，并且可通过提高浓缩倍数减少排污量。风吹损失，可通过使用高效除水器将飘逸损失降低。因此，在冷却塔系统的节水中，应重点研究提高冷却塔的浓缩倍数和排污水的回用。

2 冷却塔浓缩倍数的限定值和实测值

浓缩倍数是指在循环冷却水中，由于蒸发而浓缩的溶解固体与补充水中溶解固体的比值，或指补充水流量与排污水流量的比值。在实际测量中，通常为循环冷却水的电导率值与补充水的电导率值之比。

2.1 浓缩倍数的限定值

一些国家对冷却塔浓缩倍数提出了具体建议，如2008年美国《智能水指南》中对浓缩倍数的要求是：建议补水总硬度(用碳酸钙表达)小于200mg/L时，浓缩倍数最低为5;补水总硬度大于200mg/L，如果没有使用旁滤软化或其他相似处理方法的冷却塔，浓缩倍数最低为3.5。

美国一些城市或地区对浓缩倍数做出了具体规定，如旧金山港湾区，使用自来水的冷却塔，浓缩倍数应达到5;圣安东尼奥和德克萨斯州水质硬度大，要求冷却塔运行的最低浓缩倍数为4。

我国《建筑给水排水设计规范(2009年版)》要求的冷却塔浓缩倍数不宜小于3，《中国节水技术大纲》建议浓缩倍数不低于3。

我国在冷却塔浓缩倍数的要求上与国外还有一定的差距，一是浓缩倍数偏低，二是没有很好地考虑补水水质。由于浓缩倍数偏低，导致排污水量较大，浪费了水资源。

2.2 浓缩倍数实际测定分析

在所调研的公共建筑中，冷却塔补水均为自来水。本研究对1个宾馆、2个商场和1个写字楼的冷却塔排污水和补水的电导率等进行了实际测定，并由此计算其浓缩倍数，见表1。

从表1中看出，只有某宾馆的补水总硬度超过200mg/L，其浓缩倍数为3.67，与美国《智能水指南》的要求相符合。其他3个公共建筑的补水总硬度均小于200mg/L，其浓缩倍数均大于5，也符合《智能水指南》的要求。

3 适宜浓缩倍数的探讨

3.1 浓缩倍数与节水率

一般来说，提高浓缩倍数，减少了排污水量;降低浓缩倍数，增加了排污水量。冷却塔在相对高的浓缩倍数下运行(蒸发量恒定)，通常比低浓缩倍数下运行更节水。浓缩倍数越大，节水率越高。一个冷却塔在浓缩倍数为10的补充水量比浓缩倍数为2时可节约44%。但随着浓缩倍数的提高，增加的节约水量逐渐减少。一般认为，冷却塔在浓缩倍数6以下运行，提高浓缩倍数可达到最有效的节水效果。

浓缩倍数的提高有一定的条件，水中高硬度、二氧化硅和溶解性总固体可能会限制浓缩倍数的提高。除非补充水进冷却塔之前经过软化，或去除溶解性总固体，或通过旁滤软化或者相似设备的处理，否则会限制浓缩倍数。使用非传统水源也可影响浓缩倍数。此外，提高浓缩倍数还要考虑经济因素。

3.2 适宜浓缩倍数的建议

在所测试的公共建筑中，冷却塔的浓缩倍数均高于国内标准的要求，且冷却塔循环水系统在运行过程中没有出现明显地腐蚀和结垢情况，运行比较稳定，故可以提高国内对冷却塔浓缩倍数的要求。

根据实际测试的浓缩倍数和国外对浓缩倍数的要求，对公共建筑中央空调系统冷却塔浓缩倍数提出以下建议：

(1)补充水没有软化或总硬度(用碳酸钙表达)大于200mg/L时，建议浓缩倍数为3.5～5。

(2)当补充水有软化措施或旁滤设施或总硬度(用碳酸钙表达)小于20 0mg/L时，可将浓缩倍数适当提高，建议为5～6。

空调冷却水系统篇7

1 设计方案

冰浆冷却空调系统的主要原理是利用冰融化吸收热量实现工作面降温, 即将冰融化制成0 ℃的冰浆, 然后把冰浆送到各个工作面。该系统由冰浆制备、冰浆输送、冰的融化和测量仪表4个部分组成。图1为冰浆冷却空调系统简图。

1.1 冰浆制备

冰浆冷却空调系统降温技术的主要特点是制冰设备安装在地面, 制冰量由井下所需制冷量确定。

冰浆制备主要由制冰设备、碎冰装置、给冰设备、融冰池及搅拌设备组成。冰浆制备的工艺流程如图2所示。

冰浆冷却试验系统采用的制冰机为HYF15型片冰机, 通过微电脑集中控制制冰机的运行, 适时监控制冰机的运行状态。该制冰机日产冰量1 500 kg, 片冰的厚度可以控制在2～19 mm;制冰机制出的冰由冰刀破碎后储存在储冰箱内, 颗粒冰由GZV4型电磁振动给料机送入融冰池内, 通过调节给冰量控制融冰池内冰浆浓度;用厚5 mm的钢板焊接成2 000 mm×1 500 mm×1 200 mm方形融冰池。为使融冰池内冰浆均匀, 利用搅拌器进行搅拌, 根据冰浆浓度的大小选择不同的搅拌转速, 调速范围20～200 r/min。

1.2 冰浆输送

图3为冰浆输送系统简图, 制冰机制成的块冰, 通过旋转阀粉碎成碎冰后, 进入空气动力管道输送到井下融冰室的冰床上。冰浆输送流量通过电磁调速电机控制螺杆泵的转速进行调节, 冰浆输送管道用无缝钢管, 管路前后位置安装2根1 m长的可视化有机玻璃管, 观察冰浆在管内的流动情况。

试验结果表明, 通过空气动力管道连续向井下输送冰不产生高压;冰通过沿竖井敷设的管道后, 不需要任何动力。由于井下管道不产生高压, 可以采用塑料管道, 从而避免管道堵塞和锈蚀现象。

1.3 冰的融化

融冰装置设置在井下。冰块堆放在融冰室的冰床上, 工作面回水从上部喷淋下来, 经过冰层后, 流入下部冷水池。冷水池内的水 (温度接近 0 ℃) 送往工作面作为冷却用水, 一部分回水作为井下辅助用水, 另一部分回水作为循环水重新返回融冰室。

1.4 测量仪表

冰浆冷却空调系统的主要测量仪表有流量计、压力表、测风仪、电子秤、温度计等组成。冰浆冷却试验系统主要测量仪表及参数见表1。

2 冰浆冷却空调系统特点

(1) 制冰设备安装在地面。《煤矿安全规程》规定:煤矿井下动力和机电设备必须具备防爆功能和煤安标志。这样, 由于制冰设备安装设置在地面, 相应的动力设备不必具备防爆功能, 从而便于制冷设备选型。另外, 避免了井下制冷设备及其动力设备在工作时向工作面放散热量。

(2) 输送方便, 设备负荷小。向井下空调系统输送同样的冷量时, 冰浆的质量流量约为水的1/4～1/5。因此, 需要排往地面的水量与水冷系统相比可以大大减少, 相应的排水管路、设备以及水泵的负荷都可减少。

(3) 施工工艺简单、操作与维修方便。

3 应用效果

冰浆冷却空调系统设计并在实验室试验成功后, 2007年在平煤集团六矿丁5, 6-22260综采工作面应用。根据统计分析, 实施降温措施后, 不但满足工作面生产需求, 同时降低了风流中的含尘量和含湿量;工作面环境温度最高降低6.9 ℃, 工作面环境温度降低到26 ℃以下, 符合《煤矿安全规程》的规定;矿工的出勤率和工作效率均提高10%以上;原煤产量不断提高, 2007年增收节支总额达737.64万元;井下工作人员中暑现象不再发生, 并且由高温引起的疾病急剧减少, 减少了劳保、医疗费用等支出。

由于降温效果显著, 冰浆冷却空调系统将成为很有前途的深井降温方式之一。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理局, 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社, 2004.

[2]刘何清, 吴超, 王卫军, 等.矿井降温技术研究述评[J].金属矿山, 2005 (6) :43-46.

[3]谢贤平.深井降温技术中的新方法[J].江西有色金属, 1996, 10 (1) :7-10.

[4]王景刚, 乔华, 冯如彬, 等.深井降温冷却水系统的应用[J].暖通空调, 2000, (30) 4:78-79.

空调冷却水系统篇8

蒸发冷却式空调具有显著的节能效果,已越来越受重视,并被广泛地应用于我国的西北部、北部及中部的干热地区。由于其使用效果极大地受制于湿球温度,故在湿度较大的南方地区,被较多地用在工厂通风降温方面。

纺织企业中的纺织品整理车间机器发热量大,人员集中,南方气候热湿,一直以来,非常重视车间高温高湿环境的改善,政府曾多次提出降温去湿要求,但有些企业为节省成本不愿意为制冷投资。在国家倡导节能减排的大形势下,学术界针对机械制冷空调初投资费用高、制冷能耗大的问题,再次讨论南方高湿地区夏季空调节能问题,并建议把西北干旱地区蒸发冷却降温经验向南方高湿度地区纺织车间推广应用[1]。

1 工程概况

1.1 工作车间

某纺织品整理车间联合厂房,位于江苏省江阴市,建筑四周为砖墙结构,屋面为大型屋面板,共分三个生产工段:蒸呢工段、定型工段和剪毛工段。各工段发热设备具体情况如表1所示。

该厂房的冷负荷主要是由设备自身发热量以及设备所用电机发热量计算所得,人员及围护结构的冷负荷非常小,可忽略不计,由于设备自身带有排风系统,所以产生的湿负荷绝大多数被带走,厂房内部的湿负荷也很小,因此热湿比线可以近似看成垂直直线。

1.2 室内设计要求

该整理车间内设备工作时产生大量的余热,虽然生产设备自身带有排风系统,但生产设备表面仍散发大量余热,在炎热的夏季,有时会使车间内的温度高达50℃以上,因此需要为该厂房提供经降温处理的室外空气,以保证室内温度不高于设备正常工作的温度上限值以及满足工人的舒适度。

研究表明,温度在28～32℃,相对湿度在70%～90%,空气流速在1.0～1.2m/s之间时,人体感觉是满意的,即此时仍满足人体的热舒适性[2]。故根据国标《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)对整理车间温湿度的要求,设定本车间室内设计温度为32℃,相对湿度在90%以下即可。

2 空调方案及计算结果分析

2.1 方案介绍

该车间主要进行纺织品的整理加工,安装空调的目的是为了改善工人的工作环境,若按照传统机械制冷空调设计,则投资太大,故拟采用间接蒸发冷却与机械制冷结合空调方案或独立的蒸发冷却空调方案。

江阴地区夏季室外计算干球温度33.8℃,计算湿球温度28.4℃。为达到设计要求,夏季室内温湿度根据该建筑的热湿负荷确定了三种方案:方案一采用间接蒸发冷却与机械制冷结合的方式,方案二采用一级直接蒸发冷却方式,方案三采用两级(间接+直接)蒸发冷却方式。三种方案的处理过程如图1～图3所示。

间接蒸发冷却与机械制冷相结合的空调系统的送风温度较低,送风量较小,初投资比单独应用蒸发冷却空调高,能效比却要低于后者;一级直接蒸发冷却空调系统的结构简单,安装方便,易于维护,但送风温度较高,风量和湿度较大;二级(间接+直接)蒸发冷却空调系统的送风温度、风量和湿度都比一级直接蒸发冷却空调系统相对较低,系统也较机械制冷简单,易于安装和维护。

2.2 方案的初步计算及分析

蒸发冷却空调的设计计算与传统空调的设计计算是不同的。传统计算是先根据室内外状态计算出房间的热湿负荷,然后从室内点开始作热湿比线,确定室内送风状态,最后计算送风量和制冷量。而蒸发冷却空调中一级直接和二级(间接+直接)两种设计计算方法也有所不同,其中一级直接蒸发冷却空调设计计算是从室外点做等焓线与95%相对湿度线相交,交点即为送风状态点,过送风点作房间热湿比线与室内设计温度相交,此点位为室内状态点,然后检查室内状态点相对湿度是否满足要求;两级(间接+直接)蒸发冷却空调系统设计计算是首先确定室内点和室外点,过室内点做车间的热湿比线与95%相对湿度线相交,交点即为送风状态点,从送风状态点做等焓线,再从室外点向下做等湿线,两线相交一点,该点为室外新风经间接蒸发冷却器冷却后的状态点,最后计算送风量和制冷量[3]。