蔣雪冬

摘 要：在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷卻水的溫度、水質(zhì)直接影響冷水機(jī)組的運(yùn)行工況和制冷效率。保證冷卻水的水質(zhì)，冷卻塔的冷卻度至關(guān)重要。同時(shí)做好對(duì)水質(zhì)的保證以及冷卻塔的正確操作使用，使冷水機(jī)組在正常工況下運(yùn)行，也達(dá)到節(jié)能、降耗提高使用壽命的目的。本文重點(diǎn)論述了實(shí)際工作中冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行，操作及水質(zhì)保持等。

關(guān)鍵詞：冷水機(jī)組；冷卻塔；冷卻水

中圖分類號(hào)：TU831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展和人民生活水平的普遍提高，中央空調(diào)得到廣泛的應(yīng)用，操作人員要了解機(jī)組的工作原理和適應(yīng)機(jī)組特點(diǎn)的操作程序。如冷水機(jī)組吸收的熱量，通過(guò)冷卻水經(jīng)循環(huán)泵至冷塔散發(fā)；通常情況下冷卻水溫度的要求是進(jìn)水溫度為32℃，出水溫度為37℃；在冷卻水定值流量下，冷卻塔的冷卻度決定了冷卻水的溫度（不會(huì)低于環(huán)境濕球溫度）；水質(zhì)的質(zhì)量對(duì)冷凝器換熱有著重要影響，因此保證冷水機(jī)組的高效、安全運(yùn)行，是每位操作及管理人員的重要職責(zé)。

一、現(xiàn)有冷卻塔系統(tǒng)的操作及改進(jìn)方案

冷卻塔雖然是中央空調(diào)系統(tǒng)中的附屬設(shè)備，但它卻擔(dān)負(fù)著向大氣中散發(fā)整個(gè)系統(tǒng)所吸收的總熱量的重要任務(wù)，對(duì)冷卻塔的操作正確與否，直接關(guān)系到冷水機(jī)組的制冷效果和節(jié)能，冷卻塔對(duì)冷卻水的降溫功能受室外空氣、環(huán)境濕球溫度的影響，所以需要采取一些調(diào)節(jié)措施。

1.冷卻塔的操作及風(fēng)機(jī)的自控調(diào)節(jié)

冷卻塔為多臺(tái)并聯(lián)配置，冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷卻塔，根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)匹配為一對(duì)一正常運(yùn)行。夏季冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)，自控轉(zhuǎn)為夏季模式，主機(jī)負(fù)荷大，溫度高，采用一機(jī)雙塔四風(fēng)機(jī)自控運(yùn)行的狀態(tài)。下面以AB兩臺(tái)冷卻塔為例：

設(shè)冷卻水滿足68.6kPa，壓力降流量為120kg/s，AB兩臺(tái)冷卻塔同時(shí)工作，理論上進(jìn)出AB塔的流量各為60kg/s，冷卻塔出水達(dá)到設(shè)定溫度28℃時(shí)，A塔雙風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，由于B塔60kg/s的冷卻水未被冷卻（約80%為蒸發(fā)冷卻），B塔未被冷卻的60kg/s的水，與A塔被冷卻的60kg/s的水混合后進(jìn)入冷凝器，其水溫比單獨(dú)開(kāi)A塔（指關(guān)閉B塔流水，120kg/s全部從A塔進(jìn)入）要高2℃左右，這樣，在A塔的冷卻度未達(dá)到理想的冷卻水的溫度下，冷卻塔出水溫度達(dá)到30℃時(shí)，B塔雙風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到冷卻塔出水溫度27℃時(shí)，B塔雙風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行（冷水機(jī)組24小時(shí)運(yùn)行，上述現(xiàn)象晚間明顯），如上運(yùn)行模式，B塔風(fēng)機(jī)啟停頻繁，冷凝溫度在3℃左右頻繁波動(dòng)，冷卻塔進(jìn)出水電動(dòng)閥門(mén)未進(jìn)入自控系統(tǒng)，但可遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，隨風(fēng)機(jī)的啟停開(kāi)關(guān)水閥可對(duì)上述問(wèn)題有所緩解，但會(huì)出現(xiàn)塔盤(pán)水位不正常，開(kāi)啟不及時(shí)現(xiàn)象。

根據(jù)現(xiàn)有條件，自控與遠(yuǎn)程手動(dòng)相結(jié)合，合理調(diào)整冷卻塔臺(tái)數(shù)及風(fēng)機(jī)的啟停；加裝變頻設(shè)備，使冷塔不以加減風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)調(diào)溫，而是以風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的調(diào)節(jié)得以理想的水溫；目前的微電腦控制，只能控制機(jī)組的正常運(yùn)行，起安全保護(hù)作用，方便操作，哪個(gè)控制冷凍水、冷卻水的流量和壓力降，不能為機(jī)組提供最佳、最節(jié)能的運(yùn)行條件，由于人們對(duì)自控的依賴，忽略了根據(jù)工況的手動(dòng)調(diào)節(jié)，人為地增加了機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用。

2.冷卻塔空氣的循環(huán)流動(dòng)

由于環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)消聲降噪的要求提高，冷塔安裝環(huán)境的局限，部分冷卻塔加裝吸音板已達(dá)到降低噪聲的作用，使冷卻塔通風(fēng)量不足，環(huán)境濕球溫度提高，以某博物館為例：冷卻塔（逆流引風(fēng)式）安裝在樓體南側(cè)頂部一凹面內(nèi)，東西北據(jù)墻體兩米，南面為開(kāi)放通風(fēng)，此安裝位置已降低了冷卻度，由于噪聲原因，南門(mén)加裝吸音導(dǎo)風(fēng)板，頂部密封，在通風(fēng)筒上部加裝吸音導(dǎo)風(fēng)板，問(wèn)題只有在動(dòng)起來(lái)才能看見(jiàn)？致使空氣循環(huán)流動(dòng)不暢，吸風(fēng)量不足，排風(fēng)阻力加大，吸排空氣短路，熱風(fēng)在循環(huán)，冷凝溫度提高3℃左右，使冷水機(jī)組偏離運(yùn)行工況，冷凝溫度對(duì)理論制冷循環(huán)制冷系數(shù)的影響見(jiàn)表1。

3.冷水機(jī)組的熱交換過(guò)程

冷水機(jī)組熱交換有4個(gè)過(guò)程：

①冷凍水與用冷場(chǎng)合的空氣的熱交換。

②冷凍水與機(jī)組蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的熱交換。

③冷卻水與冷凝器制冷劑的熱交換。

④冷卻水在冷卻塔與空氣的熱交換。

這些交換過(guò)程都離不開(kāi)水的循環(huán)，可見(jiàn)水在冷水機(jī)組工作中的重要性。

二、冷卻水進(jìn)行水質(zhì)處理的意義

1.中央空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的特點(diǎn)

冷卻水在循環(huán)使用過(guò)程中不斷蒸發(fā)濃縮，含鹽量不斷上升，為了不使含鹽量無(wú)限制地升高，必須放掉一部分冷卻水，同時(shí)補(bǔ)入新鮮水，前者稱之為排污，后者稱之為補(bǔ)水。含鹽量上升后極易在熱交換器的水側(cè)形成水垢，垢的形成不僅使傳熱效率下降，制冷負(fù)荷增大，還會(huì)形成垢下腐蝕，造成水電浪費(fèi)和縮短機(jī)組使用壽命。冷卻水系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是保有水量小，極易濃縮，如掌握不好排污量和補(bǔ)水量，濃縮倍數(shù)波動(dòng)較大，難以保證水處理效果。

2.中央空調(diào)冷卻采用敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)存在的弊端

冷卻水可以不斷地循環(huán)使用，這雖然節(jié)約了水資源，但是它也存在一些弊端，主要有以下3點(diǎn)：

2.1 設(shè)備的結(jié)垢

無(wú)論是蒸發(fā)器還是冷凝器，吸收器，在使用一段時(shí)間以后，管壁上都會(huì)出現(xiàn)一層污垢，如果嚴(yán)重的話，就會(huì)影響到制冷的效果。如果發(fā)生在蒸發(fā)器銅管，會(huì)造成冷水溫度將不下來(lái)。如果發(fā)生在冷凝器銅管，會(huì)影響冷劑水的生成。如果發(fā)生在吸收器銅管，會(huì)影響濃溶液吸收水蒸氣的效果?？傊疅o(wú)論發(fā)生在哪個(gè)部位都會(huì)影響到制冷的效果。而實(shí)際上往往不會(huì)只發(fā)生再某個(gè)部位，幾個(gè)地方同時(shí)出現(xiàn)，這樣影響就更大了。污垢通常用污垢系數(shù)來(lái)度量，污垢系數(shù)越大，則熱阻越大，傳熱性能越差，機(jī)組制冷量越低。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法一是根據(jù)水質(zhì)定期加藥，以此達(dá)到減緩水垢形成的目的。二是增加軟化水的設(shè)備，去除水中的鈣鎂離子及硫酸根等，減小水的硬度，達(dá)到減緩水垢形成的目的。三是定期檢查各個(gè)部位水垢形成的情況，然后采取物理或化學(xué)方法祛除水垢。以上幾種方法單獨(dú)或配合使用，均能達(dá)到一定的效果，提升直燃機(jī)組的制冷能力，污垢系數(shù)對(duì)制冷量的影響見(jiàn)表2。

2.2 金屬的腐蝕

冷卻水在循環(huán)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)機(jī)組，管壁有一個(gè)沖刷腐蝕；冷卻水通過(guò)冷卻塔自上往下散熱降溫水時(shí)；冷卻水和空氣充分接觸，水中的溶解氧已達(dá)到飽和狀態(tài)，在碳鋼表面形成許多腐蝕微電池，因?yàn)槲㈦姵刂嘘?yáng)極區(qū)的金屬不斷溶解而被腐蝕。另外，隨著系統(tǒng)水的濃縮，鹽分的增大，對(duì)機(jī)組及換熱器管壁也會(huì)造成應(yīng)力腐蝕。

2.3 菌類、藻類及黏泥對(duì)設(shè)備的腐蝕

在敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水中由于有充足的溶解氧、足夠的有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽，溫度一般都在25℃～40℃左右，這些有利的條件很適合一些藻類、菌類的繁殖生長(zhǎng)。它們的滋生會(huì)產(chǎn)生生物垢黏泥。這些黏泥附著不但會(huì)使機(jī)器組散熱的效率降低，而且會(huì)堵塞設(shè)備，更為甚者對(duì)機(jī)組產(chǎn)生點(diǎn)蝕，導(dǎo)致設(shè)備穿孔。

3.空調(diào)水處理投藥的必要性

空調(diào)水處理投藥的必要性主要有以下3點(diǎn)：

其一是延長(zhǎng)管線和設(shè)備的使用壽命。如果在主要管線和設(shè)備上發(fā)生泄漏時(shí)，或在敷設(shè)管道上發(fā)生了泄漏，更換維修，不但要花費(fèi)較大的費(fèi)用，而且在實(shí)施時(shí)存在許多困難，空調(diào)系統(tǒng)水處理的必要性就在于使管線和設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)的使用壽命。

其二是節(jié)能。當(dāng)結(jié)垢和腐蝕產(chǎn)生繡垢堆積物，都會(huì)導(dǎo)致散熱效率下降，為達(dá)到設(shè)定效果，必須加大能量消耗，同時(shí)還會(huì)造成縮短設(shè)備的使用壽命。在敞開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)中，采用水處理投藥技術(shù)還會(huì)節(jié)省大量的補(bǔ)充水。

其三是創(chuàng)造穩(wěn)定舒適的工作和生活環(huán)境，保證中央空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定正常運(yùn)行。

4.冷卻水的藥劑濃縮度控制穩(wěn)定的重要性

冷卻水中緩蝕阻垢劑濃度的穩(wěn)定性是確保冷卻水投藥水處理效果的一個(gè)重要因素，藥劑濃度控制得不穩(wěn)定，表現(xiàn)為日常監(jiān)測(cè)冷卻水中的藥劑含量過(guò)低，或者過(guò)高。

4.1 藥劑濃度過(guò)低

冷卻水的藥劑濃度過(guò)低，在藥劑與冷卻水中的結(jié)垢因子發(fā)生洛合反應(yīng)后，出現(xiàn)反應(yīng)后剩余的結(jié)垢因子繼續(xù)游離于冷卻水中，在冷卻系統(tǒng)局部溫度較高（如換熱器中），結(jié)垢因子容易析出成水垢，附著在換熱器內(nèi)表面，影響機(jī)組的換熱器效果。

4.2 藥劑濃度過(guò)高

冷卻水的藥劑濃度過(guò)高，與結(jié)垢因子發(fā)生洛合反應(yīng)后，剩余的藥劑易發(fā)生水解反應(yīng)，使藥劑的緩蝕能力降低，阻垢作用消食，且易與水中的陽(yáng)離子生成磷酸垢。同時(shí)，冷卻水中含大量的磷物質(zhì)，相當(dāng)于為水中的微生物提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使冷卻水容易滋生細(xì)菌、藻類。

鑒于以上兩點(diǎn)，我們?cè)谶M(jìn)行投藥水處理時(shí)，投加緩蝕阻垢劑，必須定期監(jiān)測(cè)水中的藥劑濃度，發(fā)現(xiàn)藥劑含量不再控制范圍內(nèi)時(shí)，及時(shí)做出調(diào)整，確保水處理達(dá)到最佳效果。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)中央空調(diào)冷卻水水質(zhì)的保證及冷卻塔水溫的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，管理人員要加強(qiáng)空調(diào)制冷理論和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和提高，以保證機(jī)組的正常運(yùn)行和設(shè)備的使用效率，特別是對(duì)于國(guó)外進(jìn)口的中央空調(diào)設(shè)備，由于自動(dòng)化程度高，容易使人產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，似乎有微電腦控制中心控制，只要按按電鈕就可以順利操作，從而忽視了節(jié)能操作技術(shù)的學(xué)習(xí)和提高，這應(yīng)引起充分的重視。

參考文獻(xiàn)

[1]金熙，等.工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答及常用數(shù)據(jù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：274-290.

[2]齊冬子.敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，8-10，169-181，212.

[3]何耀東.空調(diào)用溴化鋰吸收式制冷機(jī)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996.