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循環(huán)水處理產(chǎn)品：緩蝕阻垢劑 、氧化型滅藻劑、非氧化型滅藻劑、磷酸三鈉、氨水、預膜劑、鈍化劑、粘泥剝離劑

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淺談空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設計

簡介： 民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)相對于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，設計具有一些特點：循環(huán)水量較小，設備為定型產(chǎn)品，水質(zhì)要求較低，季節(jié)性運轉(zhuǎn)等。加上民用建筑設計周期短，設計人員往往根據(jù)以往的經(jīng)驗，形成定式思維，對一些具體的細節(jié)問題，關注不夠，造成冷卻水系統(tǒng)水溫降不下來，系統(tǒng)能耗過大，運轉(zhuǎn)操作不便等問題。該文針對冷卻循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，談談自己的設計體會，旨在引起大家的進一步討論，達到共同認識共同提高的目的。

關鍵字：冷卻循環(huán)水系統(tǒng) 選型 水質(zhì)處理

民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)相對于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，設計具有一些特點：循環(huán)水量較小，設備為定型產(chǎn)品，水質(zhì)要求較低，季節(jié)性運轉(zhuǎn)等。加上民用建筑設計周期短，設計人員往往根據(jù)以往的經(jīng)驗，形成定式思維，對一些具體的細節(jié)問題，關注不夠，造成冷卻水系統(tǒng)水溫降不下來，系統(tǒng)能耗過大，運轉(zhuǎn)操作不便等問題。該文針對冷卻循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，談談自己的設計體會，旨在引起大家的進一步討論，達到共同認識共同提高的目的。

一、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設備的合理選型

1． 設計基礎資料

為保證冷卻塔的冷卻效果，必須注重氣象參數(shù)的收集， 氣象參數(shù)應包括空氣干球溫度θ（℃），空氣濕球溫度τ（℃），大氣壓力P(104Pa)，夏季主導風向，風速或風壓，冬季氣溫等。

根據(jù)《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》和《建筑給水排水設計規(guī)范》，冷卻塔設計計算所選用的空氣干球溫度和濕球溫度，應與所服務的空調(diào)等系統(tǒng)的設計空氣干球溫度和濕球溫度相吻合，應采用歷年平均不保證50小時的干球溫度和濕球溫度。

2、冷卻循環(huán)水量確定

確定冷卻循環(huán)水量時，首先要清楚準確地了解空調(diào)負荷及空調(diào)設備要求的冷卻循環(huán)水量，同時還要關注空調(diào)機的選型，一般可根據(jù)制冷量（美RT），估算冷卻循環(huán)水量Q(m3/h)，對于機械式制冷：離心式、螺桿式、往復式制冷機，Q=0.8RT。對于熱力式制冷：單、雙效溴化鋰吸收式制冷機，Q=(1.0~1.1)RT ；設計時，冷卻循環(huán)水量一般是由空調(diào)專業(yè)根據(jù)制冷機樣本中給出的冷卻水量提出的。需用指出的是，制冷機樣本中給出的冷卻水量往往比用負荷法計算值小，尤其是進口機，這主要是由于目前冷卻塔本身的熱工性能達不到進口設備的要求。

3、 冷卻塔選型

民用建筑冷卻塔選型一般選超低噪音逆流冷卻塔，逆流塔冷卻水與空氣逆流接觸，熱交換率高，當循環(huán)水量容積散質(zhì)系數(shù)βxv相同，填料容積比橫流式要少約20%~30%，對于大流量的循環(huán)系統(tǒng)，可以采用橫流塔，橫流塔高度比逆流塔低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，有利于建筑物立面布置和外觀要求。

冷卻塔選型時應考慮一定余地，我們在工程設計時，一般按制冷機樣本所提供的冷卻循環(huán)水量的110%~115%進行選型。其原因主要有：①冷卻塔設計時，濕球溫度為28℃，冷水溫度為32℃,出水溫度為37℃,冷水溫度與濕球溫度的差為4℃,而某些制冷機參數(shù)要求，制冷機進水溫度為30℃,對于中南地區(qū)，濕球溫度一般在27℃~29℃之間，冷卻后水溫難以達到30℃。②考慮到冷卻塔布置時，受周圍環(huán)境影響，冷卻效果達不到設計要求，例如：多塔布置濕空氣回流的影響，建筑物塔壁、廣告牌對氣流通暢的影響。③冷卻塔自身質(zhì)量會影響其熱工性能。目前，國產(chǎn)冷卻塔，技術含量不高，市場準入條件較低，廠家生產(chǎn)規(guī)模不大，質(zhì)量難以保證，冷卻塔在運轉(zhuǎn)一定時間后，出現(xiàn)填料塌陷，配水不均等都影響到冷卻效果，在實際工程中，經(jīng)常出現(xiàn)冷卻塔出水溫度達不到設計參數(shù)要求的現(xiàn)象。④降低冷卻塔出水溫度，利于制冷機運轉(zhuǎn)。空調(diào)制冷機組用電量很大，遠遠高于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，包括冷卻塔風機的用電量。冷卻塔選型時適當放大，對于制冷機運轉(zhuǎn)，節(jié)約運轉(zhuǎn)費用有很大好處。

二、冷卻塔的集水設施

冷卻塔出水的集水設施有兩種：集水塔盤和專用集水池（或冷卻水箱），在設計時究竟設不設專用集水池，一直存在爭議，有人認為：不設專用集水池，循環(huán)泵可能將集水盤內(nèi)水抽空，引起系統(tǒng)進氣，造成水泵汽蝕。另一些人認為，冷卻塔帶集水盤其目的就是不另外再做水池，集水盤設快速補水管，解決水泵抽空問題，那么是否設集水池？我們對不設集水池的系統(tǒng)運行進行分析：一般冷卻塔的集水盤有效水深為300~400mm,加深集水盤的有效水深為500`600m，在系統(tǒng)連續(xù)正常運行時，當水泵吸水管流速V>1.0m/s時，吸水口旋渦較深，吸水口極易吸氣。當水泵吸水管流速V三、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)處理

對于開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，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(tǒng)有4大問題：腐蝕、結(jié)垢、菌藻滋生及污泥。如果不對水質(zhì)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(tǒng)水進行緩蝕、阻垢、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(nèi)磁式水處理器進行處理。對于民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)水量不大，一般采用物理法。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

電子水處理器 靜電水處理儀 內(nèi)磁水處理器

水溫 ≤105℃ ≤80℃ ≤80℃

流速 / / 1.5~3.5m/s

適用水質(zhì) 總硬度

≤550mg/l(CaCO3) 總硬度

≤700mg/l(CaCO3) 含鹽量＜3000mg/l

PH為7.5~11

由于三種處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(zhì)總硬度較高的系統(tǒng)，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(tǒng)。對于循環(huán)水系統(tǒng)而言，這里提的硬度是指系統(tǒng)的循環(huán)水硬度，而不是補充水硬度。內(nèi)磁式水處理器適用水質(zhì)的指標是含鹽量，一般情況下，自來水的總含鹽量不會超過1000mg/l，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(nèi)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(jié)垢成份是硅酸鹽垢時，不宜使用。靜電水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(nèi)產(chǎn)生泥沙或雜物的淤積，不可水平安裝。內(nèi)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(nèi)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(nèi)上下浮動時，一般不影響處理效果。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)水和補充水分開流入系統(tǒng)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(nèi)磁式水處理器產(chǎn)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，慢不能低于1.5m/s，且流速越快越好。故在選內(nèi)磁式水處理器時 ，一定要在設備的流量范圍內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhì)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(nèi)磁式水處理器的水系統(tǒng)，都要做好排污這一環(huán)節(jié)。對于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，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(tǒng)或已完全除垢的系統(tǒng)，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，還有化學法?；瘜W法有投加水質(zhì)穩(wěn)定劑法和離子交換法。

投加水質(zhì)穩(wěn)定劑法是向循環(huán)水中投加具有阻垢、緩蝕、、滅藻作用的水質(zhì)穩(wěn)定劑，而對循環(huán)水進行處理。投加的水質(zhì)穩(wěn)定劑配方，一般需進行水質(zhì)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、、防藻的協(xié)同效果。如果水質(zhì)穩(wěn)定劑配方選擇不當，將造成顧此失彼。對于空調(diào)冷卻循環(huán)水來說，此方法技術要求較高，操作、管理麻煩，工程中很少采用。

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(diào)冷卻循環(huán)水采用。

四、結(jié)語

民用建筑空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設計，應注重冷卻水量與空調(diào)制冷量相吻合。設計時，適當放大冷卻塔型號，降低冷卻后水溫，可以使制冷機工作，從而降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗。為了使冷卻循環(huán)水系統(tǒng)啟動、停機時運行順利，操作簡便，冷卻塔宜設專用集水池。冷卻循環(huán)水應根據(jù)不同水質(zhì)條件，選擇不同的水質(zhì)處理方法。設計人員只有充分認識上述問題，才能獲得滿意的設計效果。