【正文】 能表 冷卻塔的選擇 冷卻塔的作用 制冷系統(tǒng)和工業(yè)過程中產(chǎn)生的熱量，必須導(dǎo)走并耗散掉。常用水作為一種將熱量從冷凝器或工業(yè)換熱器帶走的傳熱介質(zhì)。過去曾將水從水源直接抽入換熱器，水帶走熱量后直接排放至下水道或水源。由于用水量的增加和處理費用的上升，從水廠買水帶走熱量使很不經(jīng)濟的，而且還會引起水源溫度上升，破壞生態(tài)環(huán)境。冷卻塔的作用是將攜帶熱量的冷卻水在塔內(nèi)于空氣進行換熱，使熱量傳輸給空氣并散入大氣。 冷卻塔中水與空氣的換熱方式之一是，通過水表面的空氣與水直接接觸，通過接觸傳熱和蒸發(fā)散熱，把水中的熱量傳輸給空氣。用這種方式冷卻的稱為濕式冷卻塔。濕式冷卻塔的換熱效率高，水被冷卻的極限溫度為空氣的濕球溫度。但是水因蒸發(fā)而造成損耗；蒸發(fā)又使循環(huán)的冷卻水含鹽度增加，為了穩(wěn)定水質(zhì)，必須排掉一部分含鹽度較高的水；風(fēng)吹也會造成水的飄散損失。必須有足夠的新水補充。因此，濕式冷卻塔需要有供給的水源。 缺水地區(qū)，在補充水有困難的情況下，只能采用干式冷卻塔。干式冷卻塔中空氣與水的換熱是通過由金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?，將管?nèi) 水的熱量傳輸給散熱器外流動的空氣。干式冷卻塔的換熱效率比濕式冷卻塔的要低，冷卻的極限溫度為空氣的干球溫度。這些裝置的一次性投資大，并且風(fēng)機耗能很高。 冷卻塔的類型 1 通風(fēng)式冷卻塔通常有兩種： 1）自然通風(fēng)冷卻塔（雙曲線冷卻塔）。起初這類塔用于大型發(fā)電裝置，被加熱加濕的空氣與周圍空氣存在密度差，空氣被誘導(dǎo)第 13 頁 入塔內(nèi)。 2）機械通風(fēng)冷卻塔。風(fēng)機可設(shè)在空氣入口側(cè)或出口側(cè)，水自上而下，而空氣自下而上（逆流式），或水平方向流入。 2 噴射式冷卻塔 熱水通過壓力噴嘴噴向塔內(nèi)，稱為散開的噴流體，同時將大量 常溫空氣帶入塔內(nèi)。熱水通過蒸發(fā)與接觸傳熱、將熱量傳給空氣，冷卻后的水落入集水池。這種塔同樣可以裝有填料，但不用風(fēng)機，因而沒有風(fēng)機噪聲。 3 干濕式冷卻塔 它是將常規(guī)冷卻塔的蒸發(fā)部分和翅片管換熱器的干表面結(jié)合起來（串聯(lián)或并聯(lián)）的冷卻塔，用于減少霧氣和節(jié)約水資源。在比較冷的天氣下，被冷卻塔排放的熱濕氣流密度特別大，在有些裝置中為避免道路、橋梁及周圍建筑的能見度低，排放該氣流受到限制。 冷卻塔的設(shè)計工況和選型 國家標(biāo)準(zhǔn) GB71901997規(guī)定的冷卻塔的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計工況如下表： 塔類型 標(biāo)準(zhǔn) 塔 中溫塔 進水溫度 t1/℃ 37 43 出水溫度 t2/℃ 32 33 設(shè)計溫差 △t/℃ 5 10 濕球溫度 ts/℃ 28 28 干球溫度 tg/℃ 大氣壓力 /Pa 100375 100375 冷卻塔的選型 冷卻塔要求的水量可按下式計算 : 第 14 頁 q= tkQtQ ec ??? 式中， q為冷卻塔水量 t/h； Qc為冷凝器的負荷， KW； Qe為蒸發(fā)器的冷量， KW；△T 為冷卻水進出口溫差（℃），壓縮式制冷機 △ t=5℃，吸收式制冷機 △ t=6℃；k 考慮制冷機耗 功的熱量系數(shù)，對壓縮式制冷機， k=。 具體選用的冷卻塔為兩臺中國德州亞太集團生產(chǎn)的低噪聲型玻璃鋼冷卻塔，其主要性能參數(shù)如下表所示： 型號 冷卻水量（ m3/h） 風(fēng)量(m3/h) 風(fēng)機直徑（ mm） 電機功率(kw) 進水壓力(104Pa) DBNL3175 175 94300 2400 (本系列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計工況為濕球溫度 28℃，進水溫度 t1=37℃，出水溫度 t2=32℃ ,即水溫降為△ t=5℃ ) 循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求及存在問題 循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求，不能 僅以離子含量來表示，而要從殺生、阻垢、緩釋等綜合效果來判斷。 在敞開式冷卻水系統(tǒng)，冷卻水吸收熱量后，經(jīng)冷卻塔與大氣直接接觸，二氧化碳逸出，解氧和濁度增加，水中溶解鹽類濃度增加，以及工藝介質(zhì)的泄露等，使循環(huán)水質(zhì)惡化，給系統(tǒng)帶來結(jié)垢、腐蝕、污泥、污垢和菌藻等問題。 循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理 循環(huán)冷卻水處理主要是解決循環(huán)冷卻水的結(jié)垢、腐蝕和微生物的問題。具體的說，控制腐蝕率要小于 (mm/a)；污垢系數(shù)要達到 m178。 K/W，每毫升水的厭氧菌總數(shù)小于 1000 各。 第 15 頁 為了達到上述要求 ,要適當(dāng)增加阻垢劑以防止結(jié)垢 ,投加緩釋劑以防止腐蝕 ,剝離殺生劑來消滅微生物，但是情況并不是很簡單的，因為影響因素很多，例如補充水水質(zhì)、循環(huán)水濃縮倍數(shù)、流速、換熱器結(jié)構(gòu)與材料、工藝介質(zhì)滲漏及水溫等，各廠都不相同。因此，循環(huán)冷卻水處理的藥劑配方也不能相同。 空調(diào)熱源的選擇和計算 空調(diào)熱源的分類 （１）按熱源性質(zhì)分類分為蒸汽熱源、熱水熱源、電熱熱源。 （２）按熱源裝置分類分為鍋爐供熱、熱交換器供熱、熱泵供熱。 空調(diào)熱源選擇的原則 （１）空調(diào)熱源一般應(yīng)采用集中 供暖熱源。熱源為蒸汽時，應(yīng)采用高效立式換熱器；熱源為熱水時，應(yīng)采用板式換熱器。 （２）當(dāng)設(shè)有集中熱源時，可自備熱源。自備熱源可利用燃油或燃氣熱水機組，也可采用電熱水機組。 （３）熱源也可用風(fēng)冷熱泵機組、直燃溴化鋰、水源熱泵機組、地?zé)釤岜脵C組提供。 （４）各種熱源形式應(yīng)根據(jù)實際情況經(jīng)技術(shù)比較分析后，優(yōu)先采用技術(shù)先進、性能價格比合格、運行管理方便的熱源形式。 本設(shè)計采用的是熱水作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源， 熱水是高層民用建筑空調(diào)所用熱源中使用是最廣泛的一種，首先，熱水在使用的安全方面比蒸汽優(yōu)越，其次，熱水與空調(diào)冷水的性 質(zhì)基本相同，傳熱比較穩(wěn)定。在空調(diào)機組中，許多時候采用冷、第 16 頁 熱盤管合用的方式，以減少空調(diào)機組及系統(tǒng)的造價，熱水能較好的滿足此種方式而蒸汽盤管通常不能與冷水盤管合用，再一點就是，熱水使用時，不像蒸汽系統(tǒng)哪樣需要許多的附件，也給運行管理及維護帶來了一定的方便。 風(fēng)機盤管的供回水的溫度設(shè)為：供水 60℃ ，回水 50℃，因為風(fēng)機盤管系統(tǒng)宜采用低溫?zé)崴c其性質(zhì)有關(guān)，風(fēng)機盤管通常不承擔(dān)新風(fēng)熱負荷，因此對其加熱量的需求相對較小，低溫?zé)崴话闶强梢詽M足需求的，現(xiàn)有國產(chǎn)風(fēng)機盤管的供熱能力也大都是熱水供水溫度 60℃為標(biāo)準(zhǔn)共況進行測試 的，為了減少設(shè)計復(fù)雜性，使空調(diào)機組與風(fēng)機盤管都可采用較高溫的人水，目前也有一些廠商開發(fā)了可用高溫水的風(fēng)機盤管，但實際工程匯總引用較為少見。 供熱方式采用熱交換器供熱：高層民用建筑空調(diào)熱交換的一次熱媒通常來自兩個地點，自備鍋爐房及城市熱網(wǎng)。前者既口是熱水也可是蒸汽，而后者幾乎都是 100~120℃左右的高溫?zé)崴?(通常是熱電廠綜合利用的熱水或城市區(qū)域鍋爐供應(yīng)的熱水 ) 采用熱交換器供熱的一個主要優(yōu)點是作為一次熱媒的熱源系統(tǒng)與大樓空調(diào)供熱的水系統(tǒng)完全分開，空調(diào)熱水系統(tǒng)的設(shè)計可在不受一次熱媒影響的情況下進行。其主要的缺 點是由于經(jīng)過熱交換，熱損失是不可避免的，因此，熱交換器的性能是設(shè)計中要考慮的一個主要的因素。 對于一個設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)的高層民用建筑，如果采用離心式冷水機組，其夏季空調(diào)系統(tǒng)的綜合 COP 系數(shù)（全樓空調(diào)耗冷量與全樓空調(diào)耗電量之比）通常在 2～ 3 左右；如果采用溴化鋰吸收式冷水機組，此 ＣＯＰ系數(shù)（全樓空調(diào)耗冷量與全樓空調(diào)供冷耗熱量之比）通常在 ０ .６～０ .７之間。這就是說，當(dāng)一棟建筑冬季熱負荷與夏季冷負荷的數(shù)量值差不多時（如我國華北地區(qū)的大部分地區(qū)），實際上冬季耗能以標(biāo)準(zhǔn)熱來衡量將明顯高于以離心式冷水 機組供冷的夏季能耗（高出一倍以上），同時也是以吸收式冷水機組供冷的夏季能耗的６０％～７０％。由此可見，熱源問題在空調(diào)設(shè)計及運行中，和冷源時同等重要的。 第 17 頁 根據(jù)各種換熱器的性能特點，擬選用板式換熱器。其主要原因如下： 板式換熱器是由傳熱板片、密封膠墊、框架和夾緊螺柱等主要零部件組成。傳熱板片四個角開由角孔，鑲貼由密封膠墊的傳熱板片安裝在固定緊板和活動夾緊板之間的框架上，用夾緊螺柱夾緊，密封膠墊按著人為設(shè)計的流程形式將各傳熱板片密封聯(lián)結(jié)，形成迷宮式的介質(zhì)流道，兩種換熱介質(zhì)在相鄰的流道內(nèi)互相逆流，進行充分的熱交換。 傳熱板片波紋為人字形，相鄰板片具有反方向的人字形溝槽，溝槽的交叉點相互支撐形成接觸點，介質(zhì)流動時形成遄流，獲得很高的傳熱效率。 板式換熱器工作壓力一般為 ，最高可以達到 ，工作溫度一般低于 150℃。用于水蒸氣加熱或冷凝時，一般字板式換熱器上附加減溫管式換熱器，以降溫保護板式換熱器的膠墊，并增加蒸汽處理量。傳熱板片材質(zhì)，一般為不銹鋼 SUS304，特定可用不銹鋼 SUS316L，密封膠墊使用丁氰橡膠、三元乙丙橡膠或丁氰食品橡膠，傳熱板片和密封橡膠墊也可以根據(jù)用戶的不同使用工況要求選用其它 材料制造。 板式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱效率高、操作范圍靈活性大、應(yīng)用范圍廣、熱阻力損失小、使用安裝清洗方便、投資成本低等優(yōu)點。因此被廣泛的應(yīng)用于石油化工、液壓機械、熱電、冶金、動力、輕防工業(yè)、食品、醫(yī)藥、暖通供熱和海洋開發(fā)等領(lǐng)域。 對于換熱器的選擇，不同的廠家由不同的技術(shù)優(yōu)勢，選擇首先考慮的式效率以及經(jīng)濟性，其主要技術(shù)特點如下： 換熱效率高 波紋尺寸科學(xué)合理，介質(zhì)雷諾數(shù)低，可以使介質(zhì)在低流速狀態(tài)上，形成充分紊流，結(jié)垢可能性降低，傳熱系數(shù)高。每平方米板式換熱器可實現(xiàn)供暖建 筑面積400— 1000平方米。 第 18 頁 運行安全可靠 密封膠墊在板片夾緊狀態(tài)下變形小，組裝及維修重新組裝后膠墊密封可靠，換熱介質(zhì)無內(nèi)泄現(xiàn)象，如有外泄現(xiàn)象可以及時發(fā)現(xiàn)處理，密封膠墊老化進度慢。 傳熱板片使用壽命長 板片形成時，采用非同時合模的工藝保證了板片均勻拉伸，波紋尺寸精確，使得板片各部耐蝕能力及機構(gòu)強度均勻。 壓力阻力損失小 角孔處波紋方向科學(xué)，流體流動死區(qū)小，流道當(dāng)量直徑大。 空調(diào)機房的布置 制冷機房的布置原則 制冷機房應(yīng)盡可能靠近負荷中心， 吸收式制冷機房盡量靠近熱源（直燃機組除外）。 1）氟利昂壓縮式制冷裝置，可布置在民用建筑、生產(chǎn)廠房及輔助建筑內(nèi)，但不得布置在樓梯間、走廊和建筑物出入口處。 2）氨壓縮式制冷裝置應(yīng)布置在隔斷開房間或單獨的建筑物內(nèi)，但不得布置在民用建筑或工業(yè)輔助建筑物內(nèi)。 3）溴化鋰吸收式制冷裝置應(yīng)布置在建筑物內(nèi)。 4）大中型制冷機房應(yīng)設(shè)置值班室、控制室、維修間、衛(wèi)生間等設(shè)施，也可與其它機房（如泵房、空調(diào)機房等）合用。制冷機房應(yīng)設(shè)通訊設(shè)施，并且給遠程自動控制創(chuàng)造條件。 5）應(yīng)考慮設(shè)備的進出安裝和維修條件，配備必要的起吊措施；大 型設(shè)備進出預(yù)第 19 頁 留孔洞宜直通向室外。 6）直徑大于 DN150 的管道，需在梁板、墻柱等結(jié)構(gòu)體系上支撐或吊掛時，應(yīng)向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供荷載，必要時預(yù)留埋件。 7）在水泵及閥門處容易漏水，在漏水可能性較大的地方應(yīng)采取措施，如增設(shè)排水溝等。 位置的確定 本大樓預(yù)留有制冷機房在地下一層。這種方案現(xiàn)在十分普遍，有的甚至將制冷機房設(shè)在地下二層甚至三層。地下室設(shè)置制冷站的最大優(yōu)點是不占用價值昂貴、利用價值高的地面建筑，防止了設(shè)備噪聲對周圍環(huán)境的影響，其缺點是地下室潮濕，通風(fēng)條件差，大型設(shè)備的運輸?shù)跹b比較困難，應(yīng)考 慮周到，做好通風(fēng)、防潮布置，優(yōu)化環(huán)境。 制冷機房的設(shè)計 制冷機房內(nèi)主要設(shè)備有：冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、分集水器及動力配電箱等。對大中型制冷機房尤其是溴化鋰制冷機，制冷主機與水泵宜分開布置，避免噪聲的相互影響。設(shè)備的配置應(yīng)考慮工藝流程合理，管道走向清晰，避免管道往返布置，節(jié)省管材。設(shè)備的配置考慮到運行管理、操作維修方便，設(shè)備與建筑、設(shè)備與設(shè)備之間應(yīng)保證必要的距離。一般來說滿足以下要求： 冷水機組與墻壁，冷水機組之間的主要通道，凈距離不宜小于 ,非主要通道不應(yīng)小于 。 冷水 機組的前面或后面距墻壁的距離應(yīng)根據(jù)設(shè)備資料的要求，留處設(shè)備維修空間。例如清洗傳熱管或抽管（可利用門窗孔洞）。 設(shè)上部空間，除考慮安裝空間外，還應(yīng)考慮通風(fēng)條件的要求。一般離心第 20 頁 式冷水機組機房高度不宜低于 ，梁底凈高不宜小于 ；溴化鋰吸收式冷水機組機房不宜小于 ，并應(yīng)有良好的通風(fēng)排熱。 水泵與建筑物墻壁之間、水泵與水泵之間，除管道的凈距離不應(yīng)小于 ，主要操作面凈距離不應(yīng)小于 。 分、集水器應(yīng)靠墻布置，中心標(biāo)高約 ，分、集水器上的閥門中心標(biāo)高為 。 四 空調(diào)系統(tǒng)的選擇 空調(diào)系統(tǒng)的形式 空調(diào)系統(tǒng)的比較和選擇 空調(diào)系統(tǒng)的方案確定與很多因素有關(guān)，在設(shè)計時應(yīng)與建筑、結(jié)構(gòu)、工藝等專業(yè)密切配合，并與用戶協(xié)商確定。確定方案以前應(yīng)考慮到以下內(nèi)容： a：外部環(huán)境 一、 氣象資料（ 2）周圍環(huán)境 b：所設(shè)計的建筑物特點 （ 1） 用途（ 2）規(guī)模（ 3）室內(nèi)參數(shù)要求（ 4）負荷情況（ 5）能源 第 21 頁 二：濟南某投資大廈總共 16 層，其中 1 到 4 層有裙房，裙房 1 到 3 層全部都是商場。 1 到 16 層標(biāo)準(zhǔn)層主要都是辦公用。 綜上因素可以把空調(diào)系統(tǒng)劃分為兩個系統(tǒng)。商場和 1 層門廳 用單風(fēng)管集中式系統(tǒng)。其余辦公室全都用風(fēng)機盤管加新風(fēng)機組 a) 商場由于空調(diào)房間比較大，房間各區(qū)域熱負荷變化情況類似，當(dāng)集中控制時，溫度波動范圍不會超過允許波動范圍。所以三層的商場宜采用單風(fēng)管集中式系統(tǒng)。 商