空調冷卻水系統的定義與分類：

空調冷卻水系統的定義：吸收空調製冷設備冷凝器排熱，並將此熱量排入大氣，低溫水體，低溫土壤，傳遞給顯熱回收裝置，傳遞給水—水熱泵機組或是幾種狀態兼而有之的循環水系統。

空調冷卻水系統分類：

1.按照流經空調製冷設備冷凝器的冷卻水是否與大氣接觸分為開式冷卻水系統和閉式冷卻水系統。

2.按照空調製冷設備冷凝器排熱渠道分為單一型系統（如僅通過冷卻塔向大氣排熱）和耦合型系統（如設有冷卻塔的井水抽灌型與埋管型地源熱泵系統）。暖通南社

3.按照冷卻水低位熱能是否利用分為單純冷卻型（冷凝熱不利用）和熱回收型。

4.冬季供冷型，冬季不經空調製冷設備由冷卻塔直接製備空調冷水。

空調冷卻水系統設計原則：

系統形式的確定：

1.除非水質要求嚴格，冷卻水宜採用開式系統。

2.對井水抽灌型地源熱泵空調系統。當按設計制熱工況負荷確定的水渾流量不能滿足設計製冷工況的排熱要求時，經技術經濟分析可考慮採用耦合式冷卻水系統。

3.對地埋管地源熱泵空調系統，屬於下列條件之一時，應採用耦合式冷卻水系統：

1）當按制熱設計工況負荷確定的地埋管換熱器熱交換能力不能滿足製冷設計工況的排熱要求時；

2）空調設備全年向土壤的總排熱量大於總取熱量25%時。

4.空調製冷設備製冷工況運行時間長，且有集中生活熱水需要，可採用熱回收空調冷卻水系統，常用形式有兩種：一種是空調製冷設備設有專門用於熱回收的冷凝器，用於自來水預熱；一種是設有熱泵熱水機組的空調冷卻水系統。

5.空調系統冬季有供冷需求，當地冬季氣象參數能使冷卻塔出水溫度滿足冬季空調系統要求，且持續時間足夠長時，宜考慮採用能實現冷卻塔冬季直接供冷的冷卻水系統形式。

系統的設計要點：

1.空調冷卻水系統由空調製冷設備水冷式冷凝器，循環水泵、冷卻塔，除污器和水處理裝置等組成。通常無需設置冷卻水箱或水池。

2.提倡實現冷卻塔風機的集中控制．以在系統部分負荷運行時，能充分利用冷卻塔組的自然冷卻能力，減少冷卻塔風機的運行時間，降低能耗。

3.通過共用集管連接的冷卻塔．其冷卻水管道系統的設計應實現各塔間的流量平衡．並使接水盤水位相同。

4.通過共用集管連接的多臺空調製冷設備與多合冷卻塔組成的冷卻水系統的設計應採取措施，避免系統在「減」合數運行時，冷卻水在冷卻塔與冷凝器處的『旁流』：即冷卻水流過風機不工作的冷卻塔和停止工作的冷機冷凝器。

5.冷卻塔的設置位置，應保證：

1）其接水盤的最低水位成為冷卻水系統的最高點；

2）額定流量運行時冷卻水循環泵進口處不應產生負壓；

6.冷卻水循環泵相對於冷凝器的安裝位置宜根據空調製冷設備的冷凝器額定承壓能力確定。

7.冷卻水系統的溫差應與空調製冷設備冷凝器的工況要求相適應。當採用大溫差參數時，必須符合空調製冷設備的技術要求，進行冷卻塔的性能校覈，並應綜合空調製冷設備能耗與冷卻水系統進行技術經濟評價。

8.電動空調製冷設備的冷卻水系統宜設計為定流量運行。吸收式空調製冷設備的冷卻水系統可設計為變流量運行。變流量冷卻水系統的交流量範圍應與空調製冷設備的技術要求相適應，並應採取保證機組安全運行的下限流量控制措施。

9.交流量冷卻水系統應採用循環水泵變頻調速，控制邏輯宜為：保證水冷冷凝導合理進水溫度的定溫差控制。

10.熱回收型空調冷卻水系統，必須設有能實現功能轉換與確保排除全部冷凝熱的控制裝置。

冷卻塔設備：

1.冷卻塔的類型和性能標準。空調製冷較多採用抽風式（機械抽風、噴射抽風）低溫型冷卻塔。冷卻塔分類見下表：

幾種常用冷卻塔的適用條件：

1.機械通風開式冷卻塔包括抽吸型與鼓風型兩種，通過風機排出水蒸氣降低冷卻水溫度來排除空調系統及製冷壓縮機做功轉換的熱量。系統循環冷卻水與從直接觸，適用於多數民用建築中央空調系統，但不適用於水環熱泵等水冷分散型空調系統（如用於此類空調系統時應與水——水換熱器配合使用）。與閉式冷卻塔相比，冷卻效率高，冷幅較小，有利於冷水機組COP值的提高。冷卻水與大氣直接接觸．需設置冷卻水水質處理系統。

2.鼓風型冷卻塔由於採用離心風機。壓頭大但嗓音小，除風機進口和空氣出口外，其他部位均封閉可以接風管。適用於設在室內、半室內、下沉地面等較惡劣的環境。且填料處於半封閉狀態，有利於冬季防凍。

3.噴射式冷卻塔是開式冷卻塔的另一種形式，利用冷卻水通過布水器噴嘴產生的噴射誘導通風作用替代冷卻塔風機。排走水蒸氣，降低水溫．此種冷卻塔亦稱無風機（無動力）冷卻塔，實際上並非無動力，只是排走冷卻水水蒸氣的動力不是冷卻塔風機，而是冷卻水循環泵的額外揚程。相對於機械通風冷卻塔，此種冷卻塔雜訊較低。無運轉部件，較適合對嗓聲環境要求嚴格的場合。除前述特徵外，此種冷卻塔的特徵與機械通風開式冷卻塔相同。

4.閉式冷卻塔相當於將開式機械通風冷卻塔與換熱器組合在一起，通常外形與開式冷卻塔相似。由於實現了冷卻水的閉式循環，冷卻水水質易於控制。常用於對冷卻水水質要求較高的工藝生產過程。

在空調系統中適用於水環熱泵等水冷分散型空調水系統，可實現冬季運行。相對於開式冷卻塔加換熱器的閉式冷卻水系統。冷卻效率更高，但閉式冷卻塔的造價較高。

5.空調用冷卻塔的性能標準。冷卻塔標準設計工況為：進水溫度37℃，出水溫度32℃，濕球溫度28℃，設計溫差5℃。此性能標準不應與製冷機標準工況混淆。

冷卻塔的選用原則與選型計算：

1.選用原到二

1）應優先選用無布水壓力要求的節能型冷卻塔。

2）安裝與景觀條件允許時，宜優先採用逆流型冷卻塔。

3）應根據建築空調製冷設備類型與環境要求確定冷卻塔的具體形式，並宜優先選用機械通風開式冷卻塔。

4）冷卻塔的出水溫度，進出口水溫差和循環水量。在夏季空調室外計算濕球溫度條件下。應滿足空調製冷設備的工況要求。

5）多臺冷卻塔通過共用集管連接時，其合數宜與冷卻水泵臺數對應。

6）供暖室外計算溫度在0℃以下的地區，冬季運行的冷卻塔應採取防凍措施，其原則如下：

①宜單獨設置，且應採用自身有利於防凍的冷卻塔類型。

②設在室外的補水管、冷卻水供回水管應保溫並採取伴熱措施，存水的冷卻塔底盤也應設置伴熱設施。

③設置能通過全部或部分循環水量的旁通水管。

7）冷卻塔的製作材料應符合防火要求。其燃燒性能不應低於B1級。

選型步驟：

1）確定氣象參教：

①基本氣象參數應包括空氣幹球溫度Td(℃）、空氣濕球溫度Tw（℃），大氣壓力p（kPa），夏季主導風向．風速或風壓，冬季最低氣溫等。南社

②冷卻塔設計計算所採用的空氣幹、濕球溫度，應與空調系統的夏季室外空氣計算幹、濕球溫度相吻合，並應採用歷年平均不保證50h的溫度值。

③在選用氣象參數時，應考慮因冷卻塔排出的濕熱空氣迴流和幹擾對冷卻效果的影響，必要時應對幹、濕球溫度進行附加。如：多臺冷卻塔布置時，取當地空調計算濕球溫度值附加0.1℃~1.3℃作為冷卻塔選型用濕球溫度。

④冷卻塔選型的設計風壓值應大於冷卻塔安裝場所設計風壓值。

2）確定冷卻水參數：查閱空調製冷設備樣本，確定設計工況時冷凝器的進水溫度與流量，進而確定冷卻水系統的溫度和溫差。

3）確定冷卻塔設計水量G：

式中：1.1—餘量係數；

Q—空調製冷設備冷凝熱（kW），Q=空調製冷設備製冷量+壓縮機輸入功率；

ρ—35℃時水的密度（993.96kg/m3）；

C—水的定壓比熱（4.1784Kj/kg?k）；

?t—冷卻水系統溫差（℃）。

4）確定冷卻塔類型。

5）選型：通常有兩種方法：一是將2）,3）、4）步驟中得到的有關參教與希望的冷卻塔形式提供給冷卻塔製造商，由其根據產品選型軟體選擇冷卻塔規格，並提供性能曲線。二是以3）步驟計算的設計水量及其他參教為依據在產品樣本上初選冷卻塔規格，根據樣本性能曲線校覈所選冷卻塔規格是否能滿足冷卻水的參數要求；如不滿足，則應進行規格修正，通常經過規格修正的冷卻塔名義水量會大於設計水量。

6）當所選擇的冷卻塔用於冬季直接供冷時。應根據工程所在地冬季設計工況點氣象參數，對冷卻塔冬季能實現的冷卻水出水溫度值及其持續時問進行分析校覈，並應綜合考慮以下因素確定冷卻塔供冷的各項參教和設備規格：

①末端盤管的供冷能力，應在所能獲得的空調冷水的最高計算供水溫度和供回水溫差條件下，滿足冬季冷負荷需求；宜儘可能提高計算供水溫度，利於廷長冷卻塔供冷時間。

②冷卻塔的最高計算供冷水溫、溫差和冬季供冷冷卻塔的使用臺數，應根據冬季冷負荷需求、空調冷水的計算溫度、冷卻塔在冬季室外氣象參數下的冷卻能力（由生產廠提供或參考有關資料），換熱器的換熱溫差等因素，經計算確定。

③開式冷卻塔應設置板式換熱器。可考慮1℃～2℃換熱溫差，實現冷卻塔間接供冷；閉式冷卻塔可直接供冷水。

④冬季空調冷水的循環泵和設置板式換熱器的冷卻水循環泵的規格，臺數，應與冬季供冷工況相匹配。

冷卻塔的佈置原則：

1.氣流應通暢，濕熱空氣迴流影響小，且應佈置在建築物的最小頻率風向的上風側。

2.冷卻塔不應佈置在熱源，廢氣和煙氣的排放口附近，不宜佈置在高大建築物中間的狹長地帶上。

3.冷卻塔宜單排佈置，當需要多排佈置時，逆流塔塔排之間的距離應符合下列要求：

1）長軸位於同一直線上的相鄰塔排，凈距不小於4m。

2）長軸不在同一直線上。相互平行佈置的峪排，凈距不小於塔的進風口高度的4倍，每排的長度與寬度之比不宜大於5：1。

4.單側進風塔的進風面宜面向夏季主導風向，雙側進風塔的進風面宜平行夏季主導風向。

5.冷卻塔進風側與建築物的距離宜大於塔進風口高度的2倍；冷卻塔四周除滿足通風要求和管道安裝位置外，還應留有檢修通道，通道凈距不宜小於1.0m。

6.冷卻塔與相鄰建築物面向冷卻塔的有窗房間之間的距離不宜小於3.0m。不但要滿足塔的通風要求，還應考慮雜訊、漂水等對建築物的影響。

7.間歇運行的開式冷卻水系統，冷卻塔底盤或集水箱的有效集水容積，應大於濕潤冷卻塔填料等部件的所需水量與停泵時靠重力流入的管道水容量之和。

8.冷卻水集水箱應盡量靠近冷卻塔設置。暖通南社

9.冷卻塔應設在專用基礎上，不得直接設置在樓板或屋面上。

10.冷卻塔安裝環境對嗓音控側要求較高時，可採取下列措施：

l）冷卻塔的位置遠離對雜訊敏感的區域；

2）採用低雜訊型或超低雜訊型冷卻塔；

3）進水管、出水管、補水管上設置隔振防噪裝置；

4）冷卻塔設導風罩，將冷卻塔出風導向遠離建築物的方向；

5）建築上安裝隔聲吸音屏障；

6）冷卻塔基礎設隔振裝置。

冷卻塔管道設計：

1.冷卻塔循環管道的流速．宜採用下列數據；

冷卻水管路的流速宜按下表確定

2.冷卻塔通過共用集管連接時，如不設連通水槽式的公用集水箱，則應設連接各塔的平衡連通管。

3.對進口水壓有要求的多臺開式冷卻塔通過共用集管連接，應在每合冷卻塔的劫管上設開關型電動閥；無集水箱或連通管、連通水槽時，還宜在每臺冷卻塔的出水管上設置開關型電動兩通閥。電動閥應與對應的冷卻水泵聯鎖。

4.不同規格型號的冷卻塔不宜通過共用集管連接。

冷卻水循環泵：

1.除採用分散設裏的水冷整體式空氣調節器或小型戶式冷水機組等，可以合用冷卻水系統外，冷卻水泵合數和流量應與冷水機組相對應；冷卻水泵的揚程應能滿足冷卻塔的進水壓力要求。

2.冷卻水循環泵的流量，應按空調製冷設備產品技術資料提供的數據確定。冷卻水量可按下式計算：G=0.86Q／△t。

冷卻水系統補水和水處理：

1.室外空氣溫度低於0℃時使用的冷卻塔，宜採用自來水直接向冷卻塔補水，但補水管應設置伴熱裝置．採用自來水直接補水，但室外空氣溫度低於0℃時不使用的冷卻塔，自來水管室外部分冬季應能泄空。

2.冷卻水補水管管徑應按補水量qbc確定，冷卻水補水量為冷卻水。

3.為防止冷卻水泵啟動時缺水空蝕及停泵時的溢水浪費，應採取以下措施：

4.冷卻塔底盤存水容積應能夠保證水泵吸水口所需的最小淹沒深度，當吸水管內流速小於等於0.6m/s時，最小淹沒深度不應小於0.3m；當吸水管內流速為1.2m/s時，最小淹沒深度不應小於0.6m；

5.冷卻水箱或冷卻塔底盤存水量，不應小於滿足濕潤冷卻塔填料等部件所需水量與靠重力可自流到冷卻水箱或冷卻塔底盤的管道水量之和．其中濕潤冷卻塔填料部件水量由廠家提供或按冷卻塔的小時循環水量進行枯算，逆流塔為循環水量的1.2%。橫流塔為1.5%。

6.冬季運行的製冷系統宜設置冷卻水箱。

7.在設置集水箱且冬季不需防凍的條件下，當管徑較大、管段較長時，應採取在停機時使管道內存水的措施，以減少冷卻水箱容積。

8.冷卻水系統應配置適當的水處理設施。經過處理的水應符合《工業循環冷卻水處理設計規範》GB50050—2007關於冷卻水水質的規定。

9.為了控制循環冷卻水系統內由水質引起的結垢、污垢、菌藻和腐蝕，保證製冷機組的換熱效率和使用年限，應對循環冷卻水進行水質處理．

10.循環冷卻水水質應滿足被冷卻設備的水質要求。

11.循環冷卻水的濃縮倍數不宜小於2.5。對補充水水質屬嚴重腐蝕性時，濃縮倍數可取高些。但不宜大於4。

12.循環冷卻水處理方法有化學藥劑法和物理水處理法兩種，應結合水質條件、循環水量大小和濃縮倍數等因素，合理選擇處理方法及設備。

空調冷卻水系統自動控制：

1.冷卻水系統的基本監測內容包括：

1.1冷卻水泵的啟停狀態；

1.2冷卻塔風機的啟停狀態；

1.3冷卻水進／出水溫度；

1.4冷卻水水質。

2.冷卻水系統的基本控制要求包括：

2.1冷卻水最低溫度度控制：冷卻水最低溫度應滿足製冷機的技術要求．通常電製冷機要求冷卻水最低進水溫度大於等於15.5℃；吸收式冷水機組大於等於22℃；

2.2冷卻塔風機的運行臺數控制或風機調速控制；

2.3製冷機與冷卻塔供冷的模式轉換控制；暖通南社

2.4冷卻塔直接供冷水時的最低供水溫度控制與防凍控制；

2.5冷卻水變流量運行控制；

2.6基於保證冷卻水水質的排污控制．

3.冷卻水溫度控制．可採用以下方法：

3.1根據設定的冷卻水出水溫度控制冷卻塔風機．包括冷卻塔風機運行臺數控制及調速控制，調速控制方式宜為分級調速。

3.2全年運行的製冷系統，當採用控制冷卻塔風機不能滿足最低進水溫度要求時。可輔助採用調節冷卻塔進出水混合比的水溫控制方式。

3.3租戶冷卻水系統用戶側宜採用調節一次側流量的水溫控制方式。循環水泵宜採用變頻變流量運行方式．但此時末端機組水路應設與機組聯鎖的開關型電動兩通閥。

4.當根據本說明（電動空調製冷設備的冷卻水系統宜設計為定流量運行。吸收式空調製冷設備的冷卻水系統可設計為變流量運行。變流量冷卻水系統的交流量範圍應與空調製冷設備的技術要求相適應，並應採取保證機組安全運行的下限流量控制措施。）的原則確定採用變流量冷卻水系統時，冷卻水泵變流量控制應符合以下要求：

4.1當冷凝器進水溫度小於等於設計值，出水溫度小於等於冷凝器出水溫度上限值時，可使冷卻水流引低於額定流量；

4.2冷卻水泵宜採用變頻調速的變流量運行方式；

4.3冷卻水泵變流量運行時的控制對象為冷卻水溫度，即採用恆定冷卻水溫差為設計溫差的水泵變頻控制。

5.冷卻水系統變流量運行時，應根據冷卻水系統綜合電耗（冷卻塔風機與冷卻水循環泵）及冷卻水溫度，流量對空調製冷設備COP值的影響等因素確定冷卻塔風機控制與水泵變頻調速的優先原則。

6.冷卻水系統設備的啟停順序為：

6.1啟動：冷卻塔進/出水電動閥→冷卻水泵→視冷卻水回水溫度啟動（不啟動）冷卻塔風機。

6.2關閉：冷卻塔風機→冷卻水泵→冷卻塔進／出水電動閥。

7.冷卻水系統溫度感測界的測量範圍宜為0℃～50℃；冷卻水系統壓力感測器的測量範圍宜為系統最大工作壓力的1.5倍。

空調冷卻水系統的安裝：

1.安裝前的準備工作

安裝工作開始前，須具備下列資科：冷卻塔，循環水的產品出廠合格證及使用說明書，輔助設備產品出廠合格證。閥門和儀錶產品出廠合格證。

2.設備安裝：

2.1冷卻塔安裝：

l）冷卻塔的安裝要求應符合《通風與空調工程施工質量驗收規範》GB50243—2002和《建築節能工程施工質量驗收規範》GB50411—2007。

2）安裝冷卻塔時其縱向和橫向的不水平度不應超過0.5‰。南社

3）冷卻塔基礎，特別是安裝在屋面上的冷卻塔基礎應結合屋面結構進行施工，並應做好防水。澆制時應與實物或安裝資料核對地腳螺栓孔位裏及螺栓長度，基礎面應為麻面。

4）冷卻塔組裝就位前，應將基礎地腳螺栓孔清除乾淨。螺孔灌漿用水泥砂漿等級應比基礎的混凝土等級高一級。地腳螺栓的螺母應在固定地腳螺栓的砂漿達到設計強度75%以後方允許擰緊。

5）冷卻塔應按相關規範要求設置防雷裝置，並在安裝過程中採取嚴格的防火措施。

6）冷卻塔上電氣設備的外露可導電部分應可靠接地。

7）閉式冷卻塔安裝時，因其為整體設備進場，需考慮進場動線及就位方式。

2.2循環水泵安裝：

1）循環水泵安裝要求應符合《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗收規範》GB50275-2010。

2）整體安裝的水泵：其內部零件不可拆洗，如超過保證期或有明顯缺陷應進行拆洗。

3）安裝循環水泵時其縱向與橫向的不水平度不應超過2‰。

4）水泵基礎應採用C20或C25素混凝土現場澆制，澆制前應與實物核對地腳螺孔位置及螺栓長度。基礎初次澆灌高度，同圖中所注尺寸．為使灌漿層緊密粘合在基礎面上，其基礎面應為麻面，並保持清潔與濕潤．灌漿應一次完成，灌漿和養護期間的室內工作溫度不宜低於5℃，否則需採取措施，如加入防凍劑等。

3.冷卻水系統管道安裝：

1）冷卻水系統管材選用焊接鋼管或無縫鋼管，連接方式為焊接或法蘭連接。

2）冷卻水系統閥門：設計無明確要求且主要用於關斷目的．當閥徑小於DN100時，採用截止閥或閘閥；當閥徑大於等於DN100時。宜採用蝶閥．閥門用於調節目的．當閥徑小於等於DN150時，採用調節閥；當閥徑大於DN150時。可採用蝶閥。有關閥門的材質和安裝應符合設計要求，且應符合以下規定：

①工作壓力大於1.0MPa及在主幹管上起到切斷作用的閥門，應進行強度和嚴密性試驗。

②強度試驗壓力為公稱壓力的1.5倍，持續時間不小於5min。嚴密性試驗壓力為公稱壓力的1.1倍，持續時間應符合國家標準GB50243-2002表9.2.4的要求。

4.管道安裝前必須清除內部污垢和雜物。安裝中斷時敞口處應臨時封堵，管道安裝應符合設計要求，並按施工質量驗收規範執行。

5.管道系統安裝應有坡度，最小坡度1‰，其坡向除供水管道與水流方向相反外，其餘水管的坡向均應與水流方向相同。管道高點應有放氣裝置。管道低點應有泄水裝置。

6.全年運行的空調冷卻水管道、非全年運行但處於陽光照射環境且管內流裏低於50m3/h以及設有冬季防凍伴熱的冷卻水管道應保溫。保溫材料宜為橡塑，並應設金屬保護層。

7.防腐塗料的品種、性能、顏色等應符合設計要求，當設計無明確要求時，對明裝無保溫非鐵鋅管道，應在除垢後塗防鏽漆一道、面漆兩道。鍍鋅管道可僅在表面鋅層缺損處塗防鏽漆一道。

8.保溫材料及製品應有產品合格證、性能測試教據、現場抽測資料，其規格、性能應滿足設計要求。管道保溫應在管道試壓及油飾後進行，並應對隔汽及保護層做法的施工質量予以充分重視，確保其隔汽及保護作用，不允許出現厚薄不均或搭接不良而產生漏縫漏點。保溫材料及製品在安裝施工時應確保其乾燥。

9.管道支吊架的型式、位置、間距應符合設計或有關技術標準的要求。設計無規定時，應符合《通風與空調工程施工質量驗收規範》GB50243-2002（已有新規範，請及時更正）中9.3.8的規定。

10.管道系統安裝完畢投入使用之前應進行水壓試驗，且系統靜水壓頭超過0.6MP。時可分段試壓。冷卻水系統試驗壓力：當工作壓力小於等於1.0MPa時為工作壓力的1.5倍，最低不小於0.6MPa；當工作壓力大於1.0MPa時為工作壓力加0.5MPa。水壓試驗時，以在10min內壓力下降不大於0.02MPa為合格。

11.冷卻水系統安裝完畢後應進行沖洗，至排出清水為合格，沖洗結束後應對除污器、泄水閥門進行清理。

12.檢查外觀是否是各稜角線直，不彎曲，塔體為正矩形。

13.將拉條花蘭調緊，檢查所有螺絲不鬆動。

14.清掃、擦洗冷卻塔，無污垢。

15.對底梁和塔體中所有件檢查無銹斑，對有碰撞、劃痕等處補上同色油漆。

16.打掃現場，保持清潔的環境交付驗收。

本文來源於互聯網，暖通南社整理編輯。


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