冷却水系统设计选用及施工说明详解.doc

冷却水系统设计选用及施工说明1 空调冷却水系统的定义与分类1.1 空调冷却水系统的定义： 吸收空调制冷设备冷凝器排热， 并将此热量排入大气，低温水体，低温土壤，传递给显热回收装置，传递给水——水热泵机组或是几种状态兼而有之的循环水系统．1.2 空调冷却水系统分类按照流经空调制冷设备冷凝器的冷却水是否与大气接触分为开式冷却水系统和闭式冷却水系统．按照空调制冷设备冷凝器排热渠道分为单一型系统（如仅通过冷却塔向大气排热）和耦合型系统（如设有冷却塔的井水抽灌型与埋管型地源热泵系统）按照冷却水低位热能是否利用分为单纯冷却型（冷凝热不利用）和热回收型．1.2,4 冬季供冷型，冬季不经空调制冷设备由冷却塔直接制备空调冷水．2 空调冷却水系统设计原则2.1 系统形式的确定除非水质要求严格，冷却水宜采用开式系统．对井水抽灌型地源热泵空调系统． 当按设计制热工况负荷确定的水浑流量不能满足设计制冷工况的排热要求时，经技术经济分析可考虑采用耦合式冷却水系统．2.,.3 对地埋管地源热泵空调系统， 属于下列条件之一时， 应采用耦合式冷却水系统：1）当按制热设计工况负荷确定的地埋管换热器热交换能力不能满足制冷设计工况的排热要求时；2）空调设备全年向土壤的总排热量大于总取热量 25%时．空调制冷设备制冷工况运行时间长，且有集中生活热水需要，可采用热回收空调冷却水系统，常用形式有两种：一种是空调制冷设备设有专门用于热回收的冷凝器，用于自来水预热；一种是设有热泵热水机组的空调冷却水系统．空调系统冬季有供冷需求， 当地冬季气象参数能使冷却塔出水温度满足冬季空调系统要求，且持续时间足够长时，宜考虑采用能实现冷却塔冬季直接供冷的冷却水系统形式．2.2 系统的设计要点空调冷却水系统由空调制冷设备水冷式冷凝器，循环水泵、冷却塔，除污器和水处理装置等组成．通常无需设置冷却水箱或水池．提倡实现冷却塔风机的集中控制．以在系统部分负荷运行时，能充分利用冷却塔组的自然冷却能力，减少冷却塔风机的运行时间．降低能耗．通过共用集管连接的冷却塔． 其冷却水管道系统的设计应实现各塔间的流量平衡．并使接水盘水位相同。

2,2.4 通过共用集管连接的多台空调制冷设备与多合冷却塔组成的冷却水系统的设计应采取措施，避免系统在 “减”合数运行时，冷却水在冷却塔与冷凝器处的 ‘旁流 ’：即冷却水流过风机不工作的冷却塔和停止工作的冷机冷凝器．冷却塔的设置位置，应保证：1）其接水盘的最低水位成为冷却水系统的最高点；2）额定流量运行时冷却水循环泵进口处不应产生负压；冷却水循环泵相对于冷凝器的安装位置宜根据空调制冷设备的冷凝器额定承压能力确定．2,2.7 冷却水系统的温差应与空调制冷设备冷凝器的工况要求相适应．当采用大温差参数时，必须符合空调制冷设备的技术要求，进行冷却塔的性能校核，并应综合空调制冷设备能耗与冷却水系统进行技术经济评价．电动空调制冷设备的冷却水系统宜设计为定流量运行． 吸收式空调制冷设备的冷却水系统可设计为变流量运行．变流量冷却水系统的交流量范围应与空调制冷设备的技术要求相适应，并应采取保证机组安全运行的下限流量控制措施．交流量冷却水系统应采用循环水泵变频调速，控制逻辑宜为：保证水冷冷凝导合理进水温度的定温差控制．热回收型空调冷却水系统，必须设有能实现功能转换与确保排除全部冷凝热的控制装置3 冷却塔3.1 冷却塔的类型和性能标准。

空调制冷较多采用抽风式（机械抽风、喷射抽风）低温型冷却塔冷却塔分类见下表：类型特点开式冷却塔与大气接触实现热湿交换后，降温后的水直接静茹冷凝器，形成冷却塔、冷凝器的直接闭路循环按冷却水与冷凝器的接触方与大气接触实现热湿交换后， 降温后的水不进入冷凝器，式闭式冷却塔通过塔内置换热器实现对冷凝器的间接冷却，相同冷却能力时，塔的体积和重量较开式塔高许多横流式冷却塔在冷却塔填料层中的空气与冷却水横向交叉流动按空气与冷却水的流动方向逆流式冷却塔在冷却塔填料层中空气与冷却水逆向流动，热湿交换效果较横流塔更好机械抽风式冷却最常见的冷却塔通风形式，通过置换塔顶部的轴流风机塔实现水、空气的持续热交换按通风方式喷射抽风式冷却也称无风机冷却塔，冷却水由塔底部布水器喷嘴高速喷塔出，诱导空气实现水，空气的持续热湿交换鼓风式冷却塔离心式风机使空气从冷却塔下部进入，上部排除，实现水，空气的持续热交换3.2 几种常用冷却塔的适用条件3.2.1 机械通风开式冷却塔包括抽吸型与鼓风型两种，通过风机排出水蒸气降低冷却水温度来排除空调系统及制冷压缩机做功转换的热量． 系统循环冷却水与从直接触，适用于多数民用建筑中央空调系统， 但不适用于水环热泵等水冷分散型空调系统 （如用于此类空调系统时应与水——水换热器配合使用）．与闭式冷却塔相比，冷却效率高，冷幅较小，有利于冷水机组 COP值的提高．冷却水与大气直接接触．需设置冷却水水质处理系统．鼓风型冷却塔由于采用离心风机． 压头大但嗓音小， 除风机进口和空气出口外，其他部位均封闭可以接风管． 适用于设在室内、半室内、下沉地面等较恶劣的环境． 且填料处于半封闭状态，有利于冬季防冻．喷射式冷却塔是开式冷却塔的另一种形式，利用冷却水通过布水器喷嘴产生的喷射诱导通风作用替代冷却塔风机．排走水蒸气，降低水温．此种冷却塔亦称无风机（无动力）冷却塔，实际上并非无动力，只是排走冷却水水蒸气的动力不是冷却塔风机，而是冷却水循环泵的额外扬程 ·相对于机械通风冷却塔，此种冷却塔噪声较低．无运转部件，较适合对嗓声环境要求严格的场合 ·除前述特征外，此种冷却塔的特征与机械通风开式冷却塔相同．闭式冷却塔相当于将开式机械通风冷却塔与换热器组合在一起， 通常外形与开式冷却塔相似．由于实现了冷却水的闭式循环，冷却水水质易于控制．常用于对冷却水水质要求较高的工艺生产过程．在空调系统中适用于水环热泵等水冷分散型空调水系统，可实现冬季运行．相对于开式冷却塔加换热器的闭式冷却水系统． 冷却效率更高，但闭式冷却塔的造价较高．3.3 空调用冷却塔的性能标准．冷却塔标准设计工况为：进水温度 37℃，出水温度32℃，湿球温度 28℃，设计温差 5℃．此性能标准不应与制冷机标准工况混淆．3.4 冷却塔的选用原则与选型计算选用原到二1）应优先选用无布水压力要求的节能型冷却塔．2）安装与景观条件允许时，宜优先采用逆流型冷却塔．3）应根据建筑空调制冷设备类型与环境要求确定冷却塔的具体形式，并宜优先选用机械通风开式冷却塔．4）冷却塔的出水温度，进出口水温差和循环水量．在夏季空调室外计算湿球温度条件下．应满足空调制冷设备的工况要求．5）多台冷却塔通过共用集管连接时，其合数宜与冷却水泵台数对应．6）供暖室外计算温度在 0℃以下的地区，冬季运行的冷却塔应采取防冻措施，其原则如下：① 宜单独设置，且应采用自身有利于防冻的冷却塔类型．② 设在室外的补水管、冷却水供回水管应保温并采取伴热措施，存水的冷却塔底盘也应设置伴热设施．③ 设置能通过全部或部分循环水量的旁通水管．7）冷却塔的制作材料应符合防火要求．其燃烧性能不应低于 B1 级．选型步骤1）确定气象参教：① 基本气象参数应包括空气干球温度 Td( ℃）、空气湿球温度 Tw（℃），大气压力p（kPa），夏季主导风向．风速或风压，冬季最低气温等．② 冷却塔设计计算所采用的空气干、湿球温度，应与空调系统的夏季室外空气计算干、湿球温度相吻合，并应采用历年平均不保证 50h 的温度值．③ 在选用气象参数时， 应考虑因冷却塔排出的湿热空气回流和干扰对冷却效果的影响，必要时应对干、湿球温度进行附加．如：多台冷却塔布置时，取当地空调计算湿球温度值附加 0.1℃~1.3℃作为冷却塔选型用湿球温度．④ 冷却塔选型的设计风压值应大于冷却塔安装场所设计风压值．2）确定冷却水参数： 查阅空调制冷设备样本， 确定设计工况时冷凝器的进水温度与流量，进而确定冷却水系统的温度和温差．3）确定冷却塔设计水量 G:G= 1.13600??0.953?? m 3=()??????????h式中 1.1——余量系数Q——空调制冷设备冷凝热（ kW）， Q=空调制冷设备制冷量 +压缩机输入功率；ρ—— 35℃时水的密度（ 993.96kg/m3）；C——水的定压比热（ 4.1784Kj/kg?k）?t——冷却水系统温差（℃）。

4）确定冷却塔类型．5）选型：通常有两种方法：一是将 2） ,3）、4）步骤中得到的有关参教与希望的冷却塔形式提供给冷却塔制造商，由其根据产品选型软件选择冷却塔规格，并提供性能曲线．二是以 3）步骤计算的设计水量及其他参教为依据在产品样本上初选冷却塔规格，根据样本性能曲线校核所选冷却塔规格是否能满足冷却水的参数要求；如不满足，则应进行规格修正， 通常经过规格修正的冷却塔名义水量会大于设计水量．6）当所选择的冷却塔用于冬季直接供冷时． 应根据工程所在地冬季设计工况点气象参数，对冷却塔冬季能实现的冷却水出水温度值及其持续时问进行分析校核，并应综合考虑以下因素确定冷却塔供冷的各项参教和设备规格：① 末端盘管的供冷能力， 应在所能获得的空调冷水的最高计算供水温度和供回水温差条件下，满足冬季冷负荷需求；宜尽可能提高计算供水温度，利于廷长冷却塔供冷时间．② 冷却塔的最高计算供冷水温、温差和冬季供冷冷却塔的使用台数，应根据冬季冷负荷需求、空调冷水的计算温度、冷却塔在冬季室外气象参数下的冷却能力（由生产厂提供或参考有关资料），换热器的换热温差等因素，经计算确定．③ 开式冷却塔应设置板式换热器． 可考虑 1℃～ 2℃换热温差，实现冷却塔间接供冷；闭式冷却塔可直接供冷水．④ 冬季空调冷水的循环泵和设置板式换热器的冷却水循环泵的规格，台数，应与冬季供冷工况相匹配 ·3.5 冷却塔的布置原则3,5.1 气流应通畅，湿热空气回流影响小，且应布置在建筑物的最小频率风向的上风侧．冷却塔不应布置在热源，废气和烟气的排放口附近，不宜布置在高大建筑物中间的狭长地带上．冷却塔宜单排布置，当需要多排布置时，逆流塔塔排之间的距离应符合下列要求：1）长轴位于同一直线上的相邻塔排，净距不小于4m.2）长轴不在同一直线上．相互平行布置的峪排，净距不小于塔的进风口高度的 4 倍，每排的长度与宽度之比不宜大于 5： 1.单侧进风塔的进风面宜面向夏季主导风向， 双侧进风塔的进风面宜平行夏季主导风向．冷却塔进风侧与建筑物的距离宜大于塔进风口高度的 2 倍；冷却塔四周除满足通风要求和管道安装位置外，还应留有检修通道，通道净距不宜小于 1.0m·冷却塔与相邻建筑物面向冷却塔的有窗房间之间的距离不宜小于 3。