無(wú)菌室車(chē)間空調(diào)冷卻水系統(tǒng)與設(shè)備

1.無(wú)菌室車(chē)間冷卻水系統(tǒng)的組成

空調(diào)冷卻水系統(tǒng)是指利用冷卻塔等冷卻構(gòu)筑物向冷水機(jī)組的冷凝器供給循環(huán)冷卻水的水系統(tǒng)。對(duì)于風(fēng)冷式冷凍機(jī)組，則不需要冷卻水系統(tǒng)。冷水流過(guò)需要降溫的冷凝器后，溫度上升，如果即行排放，冷水只用一次，這種冷卻水系統(tǒng)稱(chēng)為直流冷卻水系統(tǒng)。當(dāng)水源水量充足，如江河、湖泊，水溫、水質(zhì)適合，且大型冷凍站用水量較大，采用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)耗資較大時(shí)，可采用這種系統(tǒng)。

在無(wú)菌室車(chē)間空調(diào)工程中，大量采用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)一般由冷卻塔、冷卻水池(箱)、冷卻水泵、冷水機(jī)組冷凝器及連接管道組成。該系統(tǒng)將來(lái)自冷卻塔的較低溫度的冷卻水，經(jīng)冷卻水泵加壓后進(jìn)入冷水機(jī)組，帶走冷凝器的散熱量。溫度升高的冷卻水再在循環(huán)冷卻水泵的作用下，重新送入冷卻塔上部噴淋。由于冷卻塔風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，使冷卻水在噴淋下落過(guò)程中，不斷與塔下部進(jìn)入的室外空氣進(jìn)行熱濕交換，冷卻后的水落入冷卻塔集水盤(pán)中，由水泵重新送入冷水機(jī)組循環(huán)使用。這種系統(tǒng)冷水的用量大大降低(常可節(jié)約95%以上)，只需補(bǔ)充少量水，節(jié)約大量工業(yè)用水。因此，當(dāng)制冷設(shè)備冷凝器、吸收器和壓縮機(jī)的冷卻方式采用水冷方式時(shí)，均需要設(shè)置冷卻水系統(tǒng)。

2.無(wú)菌室車(chē)間冷卻水系統(tǒng)的分類(lèi)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)按通風(fēng)方式，可分為自然通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)兩種方式。自然通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)采用冷卻塔或冷卻噴水池等構(gòu)筑物，使冷卻水和自然風(fēng)相互接觸進(jìn)行熱量交換，冷卻水被冷卻降溫后循環(huán)使用，適用于當(dāng)?shù)貧夂驐l件適宜的小型冷凍機(jī)組。

機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)采用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔或噴射式冷卻塔，使冷卻水和機(jī)械通風(fēng)接觸進(jìn)行熱量交換，從而降低冷卻水溫度后再送入冷凝器等設(shè)備循環(huán)使用。這種系統(tǒng)適用于氣溫高、濕度大，自然通風(fēng)冷卻塔不能達(dá)到冷卻效果的情況。目前，運(yùn)行穩(wěn)定、可控的機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛。

冷卻水的供應(yīng)系統(tǒng)，一般根據(jù)水源、水質(zhì)、水溫、水量及氣候條件等進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。由于冷卻水流量、溫度、壓力等參數(shù)直接影響到制冷機(jī)的運(yùn)行工況，因此，在空調(diào)工程中大量采用的是機(jī)械通風(fēng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。

上述兩種系統(tǒng)，均用自來(lái)水補(bǔ)充，以保證冷卻水流量。

3.無(wú)菌室車(chē)間冷卻塔

冷卻塔是冷卻水系統(tǒng)的重要設(shè)備，冷卻塔的性能對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行都有一定的影響。常用的冷卻塔一般用玻璃鋼制作，它是利用空氣與水的接觸來(lái)冷卻水的設(shè)備，一般由高密度親水性填料(亦稱(chēng)散熱材)、配水系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備、空氣分配裝置(如進(jìn)風(fēng)口百葉窗、導(dǎo)風(fēng)裝置、風(fēng)胴)、擋水器(或收水器)、集水槽(或集水池)等部分構(gòu)成，上述結(jié)構(gòu)的不同組合可以構(gòu)造成不同型式的冷卻塔。冷卻塔的類(lèi)型很多，按通風(fēng)方式可分為自然通風(fēng)冷卻塔、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔、混合通風(fēng)冷卻塔；按水和空氣的接觸方式可分為濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔；按水和空氣的流動(dòng)方向的不同可分為逆流式冷卻塔、橫流式冷卻塔；按形狀可分為圓形冷卻塔、方型冷卻塔。中凈環(huán)球凈化可提供無(wú)菌室、凈化工程的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(1)逆流式冷卻塔

逆流式冷卻塔是由外殼、軸流風(fēng)機(jī)、填料層、進(jìn)水及布水管、出水管、集水盤(pán)和進(jìn)風(fēng)百葉等組成。在風(fēng)機(jī)的作用下，空氣從塔下部進(jìn)入，頂部排出。空氣與水在冷卻塔內(nèi)豎直方向逆向而行，熱交換效率高。冷卻塔的布水設(shè)備對(duì)氣流有阻力，布水系統(tǒng)維修不便，冷卻水的進(jìn)水壓力要求0.1MPa。

(2)橫流式冷卻塔

橫流式冷卻塔工作原理與逆流式相同。空氣從水平方向橫向穿過(guò)填料層，然后從冷卻塔頂部排出，水從上至下穿過(guò)填料層，空氣與水的流向垂直，熱交換效率不如逆流式。橫流塔氣流阻力較小，布水設(shè)備維修方便，冷卻水阻力要求≤0.05MPa。一般大型的冷卻塔都采用橫流式冷卻塔。

4.無(wú)菌室車(chē)間冷卻水箱(池)

冷卻水箱(池)的功能是增加系統(tǒng)的水容量，使冷卻水泵能穩(wěn)定地工作，保證水泵吸入口充滿水不發(fā)生空蝕現(xiàn)象。在冷卻塔不運(yùn)行時(shí)，塔內(nèi)的填料基本上是干燥的。工作中，冷卻塔的填料表面首先潤(rùn)濕，水層保持正常運(yùn)行時(shí)的水層厚度后，然后才流向冷卻塔的集水盤(pán)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。剛啟動(dòng)水泵時(shí)，集水盤(pán)內(nèi)的水尚未達(dá)到正常水位的短時(shí)間內(nèi)，水泵進(jìn)口易缺水，導(dǎo)致制冷機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。

對(duì)于一般逆流式斜波紋填料玻璃鋼冷卻塔，在短期內(nèi)使填料層由干燥狀態(tài)變?yōu)檎＿\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)所需附著水量約為標(biāo)稱(chēng)小時(shí)循環(huán)水量的1.2%。因此，冷卻水箱的容積應(yīng)不小于冷卻塔小時(shí)循環(huán)水量的1.2%。

按照水箱在冷卻水系統(tǒng)中所處位置的不同，可分為下水箱式冷卻水系統(tǒng)和上水箱式冷卻水系統(tǒng)。

下水箱(池)式冷卻水系統(tǒng)的典型形式是制冷站為單層建筑，冷卻塔設(shè)置在屋面上，當(dāng)冷卻水水量較大時(shí)，為便于補(bǔ)水，制冷機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置冷卻水箱。這種系統(tǒng)也適用于制冷站設(shè)在地下室，而冷卻塔設(shè)在室外地面上或室外綠化地帶的場(chǎng)合。其優(yōu)點(diǎn)是冷卻水泵從冷卻水箱(池)吸水后，將冷卻水壓入冷凝器，水泵總是充滿水，可避免水泵吸入空氣而產(chǎn)生水錘。此時(shí)，冷卻水泵的揚(yáng)程，應(yīng)是冷卻水供、回水管道和部件(控制閥、過(guò)濾器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷卻水箱(池)較低水位至冷卻塔布水器的高差以及冷卻塔布水器所需的噴射壓頭(約為5m水柱，49kPa)之和，再乘以1.05~1.1的安全系數(shù)。由于制冷站建筑的高度不高，這種系統(tǒng)所增加的水泵揚(yáng)程不大，若制冷站的建筑高度較高時(shí)，可將冷卻水箱設(shè)在屋面上(就成為上水箱式冷卻水系統(tǒng))，這樣可減少冷卻水泵的揚(yáng)程，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

上水箱(池)式冷卻水系統(tǒng)的制冷站設(shè)在地下室，冷卻塔設(shè)在高層建筑主樓裙房的屋面上(或設(shè)在主樓的屋面上)。冷卻水箱也設(shè)在屋面上冷卻塔的近旁。此時(shí)，冷卻水泵的揚(yáng)程，包括冷卻水供、回水管道和部件(控制閥、過(guò)濾器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷卻塔集水盤(pán)水位至冷卻塔布水器的高差以及冷卻塔布水器所需的噴射壓頭之和，再乘以1.05~1.1的安全系數(shù)。顯然，這種系統(tǒng)中冷卻塔的供水自流入冷卻水箱后，靠重力作用進(jìn)入冷卻水泵，然后將冷卻水壓入冷凝器，有效地利用了從水箱至水泵進(jìn)口的位能，減小水泵揚(yáng)程，節(jié)省了電能消耗，同時(shí)，也保證了冷卻水泵內(nèi)始終充滿水。

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