1、暖通空调冷却水系统设计及冬季防结冰的措施摘要：加强暖通空调冷却水系统设计及冬季防结冰的措施的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对暖通空调冷却水系统设计及冬季防结冰的措施进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：暖通；空调；冷却水系统；设计方案；防结冰 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 冷却系统主要分为自然风冷、强制风冷、循环水冷等。在上述三种常用的冷却系统中，自然风冷最为经济，然而冷却效果最差，强制风冷适中，循环水冷系统则冷却效果最好。我国目前几乎所有的大型暖通空调系统都采用循环式水冷却系统。某些现代工业厂房比如洁净室在冬季也有大量热负荷产生，制冷机和冷却塔也需要
2、正常运转，当室外干球温度低于- 5时，冷却塔冬季运行可能导致结冰等问题，通过合理的设计及运行方案可以减少结冰现象。 1 冷却水循环系统简介 冷却水循环系统即指以水为换热媒介经过换热冷却再换热这样一个不断循环的过程达到对目标系统的冷却过程。冷却水循环系统根据冷却原理可以分为敞开式与密闭式等类型。冷却水循环系统中的媒介水的冷却方式在敞开式系统中通常有冷却池与冷却塔的方式，这两种冷却的方式都是用水在自然风或者风机的作用下蒸发散热降低水温。无论采用哪种冷却方式都需要对循环水进行补水、降盐、防腐等的处理。一个较为完整的水循环式冷却过程是这样的，首先冷却水注入冷凝器中，对冷凝器进行冷却换热以后，这部分携带
3、高温的水被已经冷却的水替换，携带高温的水到达冷却塔或冷却池，冷却到预定的温度以后再次注入凝冷器中换热循环使用。 2 冷却水系统循环使用的原理 冷却水系统循环使用的原理就是冷媒介水在冷凝器中换热，换热后的热水再与室外空气进行换热以达到冷却的目的，冷却水再到达冷凝器换热。 冷却水系统循环使用涉及三个过程，首先是循环流动过程，这个过程一般是通过电机驱动水泵以及其他装置作用下共同完成的。其后是换热与冷却两个过程是水系统循环，冷却过程就是将热水抽送到冷却塔上经过布水器均匀的散布在填料上，并在自然风力与风机风力的作用下，使大面积展开的水面流经填料进行迅速冷却的过程。冷却以后的水在达到较低的温度以后就可以通
4、过管路输送至冷凝器。 3 冷却水所需的水量 冷却水所需的水量由冷却水经过冷凝器的水量以及循环损耗水量所共同决定。通常，经过冷凝器的水量可以通过被冷却设备的设计手册查到，经常被忽略的是冷却塔的循环损耗水量。冷却塔的水量损失包括蒸发损失，风吹损失，和排污损失。排污的损失计算由于属于机动性的损失，因此可以人为在计算过程中参与计算，其他两种水量损失需要设计人员在冷却塔选型过程中咨询设备生产商。 4 选择正确的冷却塔计算参数 选择正确的冷却塔非常重要，冷却效果对于空调系统的正常、稳定、安全使用起到的是保障性的作用。冷却塔的选择失误可能导致制冷动机不能有效降温，进而影响厂房的生产。根据以往选择冷却塔的经验
5、，可以依据循环水量以及想要达到的供回水温度及温差来选定合适的冷却塔。一个普遍的误区是空气干球温度低的情况下冷却效果会更好，但事实是环境空气的湿球温度决定冷却效果，由冷却塔潜热量计算公式：QT=3*L*（W1- W2） ，其中 W1 和 W2 代表环境空气的饱和含水量和未饱和含水量，可见在挑选冷却塔产品时一定要参照其测试时的空气湿球数据信息以获得其性能的第一手资料，并将该数据与冷冻机要求的数据两相比对，然后与其他冷却塔系统的湿球温度对照以确定可以达到最佳的冷却效果的冷却塔。 5 冷却水水质的变化 在前文提到过，冷却塔绝大多数为敞开式，这就导致了其被污染的可能性比较大。同时，在高温的情况下，冷却水
6、会大量的蒸发，导致冷却水中的盐分含量过大。面对这样的问题我们可以采用以下的方法进行解决：1）水质软化法。水质软化法一般是采用离子交换方法，除去水中的 Ca、Mg 离子，使水成为软水，防止了在换热面上结水垢。但是，众所周知，冷却水的污染是多方面的，这种办法只能够解决结垢问题。2）冷却水的电子水处理法。电子水处理技术主要是利用电解原理，电解水之后，会使水的物理结构发生改变，水分子与接触界面的电位差减少。这种做法的好处是成本较低。3）加药处理法。加药法是指向冷却水系统中投加缓蚀剂、阻垢剂，防止水生成水垢。通常投加的药剂有磷酸钠、硫酸锌等，是目前运行中应用比较广泛的方法。 6 如何实现冷却水系统的节能
7、 冷却塔风扇是冷却水系统中的主要耗能设备，它耗电功率大，运行时间长，能耗量十分可观。空调负荷随着季节变化，冷冻机经常是处于部分负荷情况下工作，因此，通过冷凝器的冷却水的温度也是变化的。1）冷却塔风扇变频控制。制冷机负荷减少时，冷却水量不变，但冷却水的平均温度降低，制冷循环的参数未改变。为此，冷却风机可以通过降低转速达到降低冷却效果的作用，工程实践中通常用冷却水出水温度作为调节风机转速的主要参数。在某些环境下可以停风机自然冷却。2）利用冷却水余热。尽量利用冷却水的热量作为厂房其他工艺系统的初级热源，降低冷却水进入冷却塔的水温。根据工程实践，37的冷却水可以做厂房工艺纯水的初级加热，新风空调机组的
8、再热等。 7 如何减少冷却塔冬季运行结冰现象 在北方地区当室外干球温度低于- 5时，很多冷却塔运行会有结冰问题，尤其集中在进风百叶处，形成冰挂，影响管路和设备安全。原因主要有二，一是冬季冷却塔入水水温偏低本身易结冻，二是飘水散落在进风百叶上，金属百叶表面的冷桥效应可使飘水迅速结冻，短时间内就会累计成冰层，堵住进风口，甚至压弯百业。根据工程实践，设计中在两个方面做出改善可以有效减少结冰现象。一是沿进风口百叶方向加装喷淋管道，水源取自冷却水进水管，减少高温冷却水自上而下经过填料，改为均匀的洒落在百叶上，再顺着倾斜的百叶流向填料，防止百叶处结冰。二是设置由出水温度控制的冷却水进出水管路旁通阀，只要冷
9、却水出水温度不超过 32就可以不通过水塔降温，而在室外管路中旁通流过，这样既可以有限的降温，也不至于在塔上结冰。 在很多项目，通过运行中的人为介入方法也可以减少结冰现象，例如反转冷却塔风扇除冰，人为减少冷却塔开启台数等，但同时也增加了运行维护成本，实际效果反而不如在设计阶段就考虑加入控制措施。 结束语：现代工业厂房空调系统无论是制冷还是制热在其做功的过程中都会产生大量的热量，这些热量如果不能及时得到有效的处理必将引起设备的持续升温，对任何机电设备而言引温持续的升温都将是致命的，因此暖通空调系统必须进行冷却。合理的冷却水系统的设计和运行可以提高了暖通空调的系统稳定性与经济性。综上所述，以上主要论述了如何合理对工业厂房空调进行冷却设计，目前所采用的普遍方法是冷却水系统。经过技术人员探索与实践，总结并改善了冷却塔的优化选型，节能设计，安全稳定运行等问题，不仅节约了投资方水电消耗，而且还符合我国的可持续发展战略。 参考文献 1 陆亚俊.暖通空调M.第二版.北京：中国建筑工业出版社. 2 朱颖心.建筑环境学M.第二版.北京：中国建筑工业出版社.
