一.空调冷却水系统的分类:
冷却水是冷冻站内制冷机的冷凝器、吸收器和紧缩机的冷却用水。在工作正常用后,仅水温升高,水质不受污染。冷却水的供给系统,普通依据水源、水质、水温、水量及气候条件等停止综合技术经济比拟后肯定。冷却水系统按供水方式可分为直流供水和循环供水两种。
(1)直流供水系统: 冷却水经冷凝器等用水设备后,直接排入下水道或河流,或用于厂区综合用水管系统为直流供水系统。当空中水源水量充足,如江河、湖泊,水温、水质合适,且大型冻站用水量较大,采用循环冷却水系统耗资较大时,可采用河水直排冷却系统;当左近下水源丰厚,公开水水温较低,可思索水的综合应用,应用水的冷量后,送入全长管统,作为消费、生活用水。
(2)循环供水系统: 在空调工程中,大量采用循环冷却水系统。该系统是将经过冷凝器等设备后温度较降温处置后,再送入冷的冷却水,在循环冷却水泵的作用下,送入冷却构筑物循环运用的冷却系统。这种系统只需补充少量水,俭省水量。循环冷却水系统按通式,可分为以下两种。
1)自然通风冷却循环系统。该系统采用冷却塔或冷却喷水池等构筑物,使冷却自然风互相接触停止热量交流,冷却水被冷却降温后循环运用。其合适于当地气候条宜的小型冷冻机组。
2)机械通风冷却循环系统。采用机械通风冷却塔或放射式冷却塔,使冷却水和通风接触停止热量交流,从而降低冷却水温度后再送入冷凝器等设备运用的循环冷统,称机械通风冷却循环系统。其合适于气温高、湿度大,自然通风冷却塔不能到达效果的状况。目前,运转稳定、可控的机械通风冷却循环系统被普遍地应用上述两种系统,均用自来水补充,以保证冷却水流量。
二..空调冷却水系统的设置:
(1)冷却塔的设置:
1)冷冻站为单层建筑时,冷却塔可依据总体布置的请求,设置在室外空中或由冷却塔塔体下部存水,直接用自来水补水至冷却塔,并设加药安装停止水处置运转管理便当,但在冬季运转时,在结冰气候条件下,不宜采用。当冷却水循环水量较大时,为便于系统补水,且在冬季运转的状况下,可运用却水箱的循环流程。冷却水箱可依据状况设在室内,也可设在屋面上。当建筑物层时,为减少循环水泵的扬程,俭省运转费用,冷却水箱普通设在屋面上。
2)当冷冻站设置在多层建筑或高层建筑的底层或公开室时,冷却塔通常设物相对应的屋顶上。依据工程状况,可分别设置单机配套互相独立的冷却水循环殳置公用冷却水箱、加药安装及供、回水母管的冷却水循环系统。
(2)冷却水箱的设置:
1)冷却水箱的功用是增加系统水容量,使冷却水循环泵能稳定工作,并保证水泵入口不发作空蚀现象,这是由于冷却塔在连续运转时,为了使冷却塔的填料外表首先潮湿并使水层坚持正常运转的厚度,而流向冷却塔底盘水箱,以到达动态均衡。水泵刚启动时,冷却水箱内的水尚未正常回流的短时间内,最易呈现冷却水箱亏水,惹起水泵进口水。为此,冷却塔水盘和冷却塔水箱的有效容积应能满足冷却塔部件由根本枯燥到潮湿正常运转状况所附有的全部水量般逆流式斜坡填料玻璃钢冷却塔在短时间内,由于枯燥状态到正常运转,所需附着容积应不小于200×X飞量的1.2%,即假如所选冷却水循环水量为200t/h,则冷却水箱。
2)冷却水箱内如设浮球阀停止自动补水,则补水水位应是系统的最低水位。否则将招致冷却水系统每次中止运转时,有大量溢流而形成糜费实践工程设计中,常用增大冷却水管管径的方法,减少或替代冷却水箱的容积.
三.空调冷却水循环系统设备的选择:
冷却水循环系统的主要设备包括冷却水泵和冷却塔等,应依据制冷机设备所需的流量、系统压力损失及温度差等参数请求,肯定水泵和冷却塔的规格、性能和台数。选择留意事项:
1)冷却水泵的选择要点与冷冻水泵类似,应从节能、占地少、平安牢靠、振动小维修便当等方面,择优选取;
2)冷却水泵宜设备用泵;
3)冷却塔布置在室外,其噪声对四周环境会产生一定的影响,应合理肯定冷却塔的噪声请求,如普通型、低噪声型或超低噪声型。常用冷却塔普通用玻璃钢制造,其类型有逆流式、横流式、放射式三种,选用时应依据详细状况,停止技术经济比拟,择优选用;
4)加药安装可选择成套设备,其通常由溶药槽、电动搅拌器、柱塞及隶属的电控箱组成。
四:冷却塔冷却水量和冷却水补水水量的计算:
(1)冷却塔冷却水量的计算冷却塔冷却水量可按下式计算:W=Q/[C(m-tw)(3-4中Q冷却塔排走的热量,kW。关于紧缩式制冷机,取制冷机负荷的1.3倍左右关于吸收式制冷机,取制冷机负荷的2.5倍左右;C水的比热,常温时,C=4.1868kJ/(kg·℃);t2-冷却塔的进出水温度差,℃。紧缩式制冷机取4~5℃;吸收式制冷机取
(2)冷却水泵扬程确实定冷却水泵所需扬程可按下式计算:H=H1+H4+Hm+H+H。
Hf——冷却水管路系统总的摩擦阻力,mH2O
Hd-—冷却水管路系统总的部分阻力,mH2O;
Hm冷凝器阻力,mH2O;
HS—冷却塔中水的提升高度(从冷却塔盛水池到喷嘴的高差),mH2O
Ho—冷却塔喷嘴喷雾压力,约等于5mH2O
(3)冷却水补充水量的计算在开式机械通风冷却水循环系统中,各种水量损失的总和即是系统必需的补充水通常状况下,空调工程用冷却水循环水量占全厂总用水量的重量较大。因而,在设计如何思索减少各种损失是很有必要的冷却水循环系统的水量损失主要包括蒸发损失、飘逸损失、排污损失、正常状况环泵的轴封漏水和个别阀门、设备密封不严惹起的渗漏以及当设备中止运转时冷却水损失等。令却水补水量常按循环水量的百分率即补水率肯定。普通采用低噪声的逆流式塔,运用在离心式冷水机组的补水率约为循环水量的1.53%,对溴化锂吸收式制冷机率约为2.08%。假如概算,制冷系统冷却水补水率为2%~3%。
五:空调循环冷却水水质处置:
对补充水的水质应依据请求,区别状况。可由全厂统一供给自来水或软化水,也在站内单独设置水处置安装。假如用户运用不合格的冷却水,就会因污垢的积聚使制制冷量降落,功耗增加,以至由于冷凝压力过高而不能运转,另外,还会产生腐蚀而制冷机的运用寿命。冷却水水质处置的主要措施有以下几个方面:(1)阻垢措施关于结垢型的循环冷却水常用的阻垢办法有排污法、酸化法、软化法及投加阻等。排污法适用于水质的碳酸盐硬度较低且水量少或水源丰厚的地域;当补充水的碳硬度较大时,可采用加酸措施,控制pH值在7.2~7.8范围内;软化法可采用离子软化与加药沉淀软化。
(2)腐蚀控制对腐蚀性循环冷却水可采用阻垢缓蚀剂停止处置,以到达缓蚀阻垢的目的。
(3)微生物污染的控制在冷却塔和水池里会存在大量的微生物,如细菌、真菌和藻类等,其危害性很此,应对冷却水停止杀菌、灭藻处置。微生物污染控制的主要途径有防晒、旁滤和投加杀虫剂等。防晒法是在开式水池上部加盖,防止阳光映照;旁滤法是局部水滤池过滤,除去浊类、藻类;前处置是在补给水行进行处置,除去悬浮物和局部浮及细菌;另外,还可向水中投加杀虫剂,杀灭各种微生物。杀虫剂的品种很多,常虫剂主要有氧化型和非氧化型两大类。在循环冷却水杀菌灭藻处置中,用得较多氯、次氯酸钠和二氧化氯制冷机组的冷却水系统和冷水系统相同,为避免杂物混入,在冷却水系统中必水过滤器。
六:空调冷却水系统的计算:
空调冷却水系统是整个空调系统的重要组成局部,它以水作为冷却剂将冷凝紧缩机放出的热量转移到冷却设备(冷却塔、冷却水池等),最后放入大气中却水系统的优劣直接关系到整个空调系统的平安性和经济性。而空调冷却水系统的水力计算是冷却水系统正确设计和优化运转的根底。
空调冷却水系统水力计算的任务是依据冷却水流量,选择适合的冷却水流速,然后停止管道沿程阻力和部分阻力的计算,肯定冷却水泵的扬程和流量。而沿程阻力和部分阻力的计算均与水的运动黏度、密度,即水的温度有关。在活塞式、离心式等以电为动力的制冷机中,通常请求冷却水进入制冷机的温度不高于32℃,从制冷机出来的温度为37℃即冷却程度均温度为34.5℃;在溴化锂吸收式制冷机中,普通请求冷却水进入制冷机的温度不高于32℃,从制冷机出来的温度为37.5℃或38℃,即均匀温度近似为35℃。因而,编制冷却水温度为35℃的水力计算表,供空调设计人员运用很有必要。
冷却水在沿管道活动时,由于流体分子间及其管道壁间的摩擦,就要损失能量即产生沿程阻力损失;而当流体流过管道附件如弯头、阀门、三通等时,由于活动方向及速度的改动产生部分漩涡和撞击,也要损失能量即产生部分阻力损失。
冷却水管道的沿程阻力损失可用下列公式计算:
H=RI (3-50)
式中 H沿程(摩擦)阻力损失,Pa
程比摩阻,Pa/m
L—管段长度,m。
冷却水管道的沿程比摩阻可由下列公式求出:
R=(pV)/(2d) (3-51)
式中 d管道内径,m
V—水流速度,m/s;
p冷却水的密度,kg/m3;
λ—沿程阻力系数
上式中沿程阻力系数与冷却水的流态有关。由于在冷却水系统中,一般管径较大,流速较高,故雷诺数一般都超过2320(临界雷诺数)。下表3-2列出了作者计算出的不同管径的雷诺数。从表中可以看出,在空调冷却水系统中,水流状态均处于素流。
不同管径的雷诺数
nei公称直径(mm) | 内径(mm) | 流速(m/s) | 雷诺数 |
50 | 53 | 0.8 | 72903 |
70 | 68 | 0.8 | 93536 |
80 | 80.5 | 0.8 | 110730 |
100 | 106 | 0.8 | 145810 |
125 | 131 | 0.8 | 180194 |
150 | 156 | 0.8 | 214582 |
200 | 207 | 0.8 | 284734 |
250 | 239 | 0.8 | 328751 |
300 | 309 | 0.8 | 425038 |
350 | 359 | 0.8 | 493815 |
400 | 408 | 0.8 | 561216 |
在絮流下,沿程阻力系数可利用下式求出:
入=0.11(k/d+68/Re)0.25
式中 k——管壁的绝对粗糙度,m;
Re——雷诺数,判别流体流动状态的准则数(当Re<2320时,流动为层流流动
Re>2320时,流动为紊流流动)。
作者利用上述公式,按照冷却水温度为35℃,水的密度为994.1kg/m3,运动脑0.727×10m2/s,管壁绝对粗糙度为0.5mm,计算出了不同冷却水流量、不同管径同流速的沿程比摩阻。