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空調(diào)系統(tǒng)及冷卻塔防凍措施匯總

來源:暖通南社

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1.空調(diào)加熱盤管防凍保護(hù)措施及要點(diǎn):

對于正在運(yùn)行的空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組來說,常用的防凍措施是通過空調(diào)機(jī)組及新風(fēng)機(jī)組的自控來實(shí)現(xiàn)防凍,在出風(fēng)口處設(shè)置溫感,當(dāng)出風(fēng)溫度低于設(shè)定溫度(10℃或5℃)時,發(fā)出信號關(guān)閉新風(fēng)閥,或停止新風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,低溫冷風(fēng)不再吹向盤管,水系統(tǒng)依然運(yùn)行,盤管水溫逐漸上升,當(dāng)水溫上升到設(shè)計(jì)供回水溫度時,水系統(tǒng)溫感給信號打開新風(fēng)閥或啟動新風(fēng)機(jī),低溫新風(fēng)繼續(xù)吹向盤管,溫升后送入室內(nèi)。新風(fēng)機(jī)等待下一個關(guān)閉再啟動循環(huán)。這種辦法會造成送風(fēng)狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)要求,可短期內(nèi)用于正常運(yùn)行不停機(jī)狀態(tài)下的空調(diào)機(jī)組。

防凍多空調(diào)系統(tǒng)帶來的運(yùn)行障礙及解決方法:

室外氣溫較低的北方地區(qū),一些在這種運(yùn)行方式下工作的空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組,新風(fēng)閥或新風(fēng)機(jī)大部分時間都因低溫而處于關(guān)閉狀態(tài),造成送入室內(nèi)的新風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)需要。因此,在這種方式下工作的水系統(tǒng)循環(huán)應(yīng)保持通暢,避免電動閥調(diào)節(jié)閥后由于流量過小造成水溫下降過快,或新風(fēng)機(jī)停止后,水溫遲遲不能上升到設(shè)計(jì)供回水溫度,使新風(fēng)不能進(jìn)入。要使水系統(tǒng)通暢及保持一定流速,可采取打開空調(diào)機(jī)組水系統(tǒng)電動閥的旁通閥,避免電動閥限制流量,或者在管道阻力較小的情況下,水泵正常運(yùn)行同時打開備用水泵,增加流量,達(dá)到大流量熱水不間斷循環(huán)的效果。避免水系統(tǒng)因流量限制造成的凍結(jié)。雖然此種防凍保護(hù)的方法在運(yùn)行中不宜長期使用,但是在低溫較短的地區(qū)可以維持空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

分析問題產(chǎn)生的原因及設(shè)計(jì)上的避免方法:

造成此種凍結(jié)的原因,往往是選擇加熱盤管時,盤管兼顧表冷和加熱兩種功能,冷水溫差一般為5℃,而熱水通常為10℃,而冬季負(fù)荷通常又比夏季負(fù)荷小,冬季水流量就會小,通過電動閥對流量的控制后,流進(jìn)相同容積的盤管時,冬季熱水流速往往比夏季冷水慢一半,因此,熱水與冷空氣接觸的時間較長,更容易凍結(jié)。流水結(jié)冰時間受管壁外表面溫度影響更大,盤管內(nèi)流速大于層流可防止凍冰,層流時流速斷面分布不均,靠近管壁處水流近于靜止,根據(jù)Re=pvd/η<2300,當(dāng)加熱盤管管徑為d15mm時,流速小于0.15m/s時即為層流,因此,保持流速大于0.15m/s是預(yù)防盤管凍結(jié)的要點(diǎn)。

所以,表冷,加熱盤管單獨(dú)設(shè)置對防止此類現(xiàn)象的發(fā)生也有重要的作用。在冬季室外溫度較低的地區(qū),應(yīng)尤為注意。例如鄂爾多斯地區(qū),在冬季時,很多空調(diào)運(yùn)行現(xiàn)狀都是新風(fēng)機(jī)組基本不開,空調(diào)機(jī)組運(yùn)行時,新風(fēng)閥幾乎完全關(guān)閉,只循環(huán)室內(nèi)風(fēng),否則盤管就會凍結(jié),這些現(xiàn)狀應(yīng)在設(shè)計(jì)時就可避免。

空調(diào)防凍與消防共用時的控制要點(diǎn):

空調(diào)系統(tǒng)的防凍保護(hù)控制在設(shè)計(jì)中遇到的常見問題之一是防凍和消防共同控制一個閥門時,閥門如何動作。當(dāng)空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組兼用于消防補(bǔ)風(fēng)時,當(dāng)室外新風(fēng)溫度過低,受自控控制的新風(fēng)閥關(guān)閉后,此時發(fā)生火災(zāi),新風(fēng)閥必須能自動打開。因此,新風(fēng)閥的控制較為復(fù)雜,在平時無論新風(fēng)閥開度或開關(guān)狀態(tài)如何,在平時電源切斷后,受消防信號馬上變?yōu)槿_狀態(tài),則需要要受到自控及消防兩個信號控制,較難實(shí)現(xiàn),可采用自動復(fù)位調(diào)節(jié)閥門。即為原始狀態(tài)為全開,在受平時自控信號時,可變?yōu)殡妱语L(fēng)閥,在火災(zāi)失電狀態(tài)時,自動彈開,恢復(fù)原始全開狀態(tài)??蓽p少消防信號對閥門的控制,實(shí)現(xiàn)起來較為容易。因此開關(guān)量的閥門比調(diào)節(jié)量的閥門更容易實(shí)現(xiàn)這種控制,所以,當(dāng)空調(diào)機(jī)組兼做消防補(bǔ)風(fēng)時,應(yīng)該把新風(fēng)閥的防凍控制,和新風(fēng)比的調(diào)節(jié)這兩種功能分設(shè)于兩個閥門上,避免控制的復(fù)雜程度加大。

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在嚴(yán)寒地區(qū),防凍保護(hù)措施只能作為一個安全保護(hù)措施,無法保全空調(diào)的正常運(yùn)行,因空調(diào)出風(fēng)口溫度不到設(shè)定低限時,盤管最先接觸冷風(fēng)的一側(cè)也會由于室外新風(fēng)溫度過低而凍裂。因此,采用空調(diào)預(yù)熱手段才是解決嚴(yán)寒地區(qū)空調(diào)正常運(yùn)行的有效方法。

2.空調(diào)熱交換器凍裂原因及防凍措施

空調(diào)熱交換器凍裂的原因:

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題:

1)一般情況下空調(diào)器的加熱工況和制冷工況共用一個熱交換器,由于冷凍水進(jìn)出水溫差為5℃,而熱源的溫差為10~20℃,所以空調(diào)熱交換器在冬季水流速度太低,如采用變流量系統(tǒng),水流速更小,基本成為層流流態(tài),結(jié)冰凍裂的危險性增大了。

2)選擇熱交換器時安全余量過大,冬季熱源溫降大,回水溫度低,在邊角處非常容易凍裂。

3)并聯(lián)兩組以上熱交換器時,由于水系統(tǒng)管路不平衡,空調(diào)熱交換器進(jìn)水有多有少,進(jìn)水少的熱交換器凍裂的機(jī)會較大。

4)新風(fēng)進(jìn)入方向與水流動方向在國內(nèi)大多為逆流,這對防凍不利。特別當(dāng)熱源溫度較低時,容易形成出水溫度和出風(fēng)溫度較低并且不均勻,容易結(jié)冰凍壞熱交換器,見圖1。

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管路設(shè)計(jì)上的問題:

1)設(shè)計(jì)師沒有考慮嚴(yán)寒地區(qū)冬季防凍措施,沒有在水系統(tǒng)最低點(diǎn)設(shè)計(jì)排水閥、排污閥,以至發(fā)生積水凍裂。

2)管路布置不合理,圖2a)所示熱交換器連接管接口高于熱交換器最低存水管,在工廠用水試壓后已有存水,系統(tǒng)運(yùn)行后也排不干凈,凍裂就不足為怪了。

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3)新風(fēng)空調(diào)箱入口處沒有設(shè)計(jì)保溫新風(fēng)閥,有的根本就沒有新風(fēng)閥,也談不上新風(fēng)閥與新風(fēng)空調(diào)箱風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖,以至嚴(yán)寒季節(jié)不但凍壞新風(fēng)空調(diào)箱,同時也凍壞了相鄰的回風(fēng)工況空調(diào)箱及風(fēng)機(jī)盤管。

運(yùn)行維護(hù)管理上的問題:

1)空調(diào)運(yùn)行維護(hù)管理人員對北方嚴(yán)寒地區(qū)惡劣的氣溫條件不熟悉,全部套用南方地區(qū)的維護(hù)管理制度。而且操作人員沒有經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn),缺乏必要的暖通空調(diào)專業(yè)知識。暖通南社

2)操作人員工作責(zé)任心不強(qiáng),操作使用不當(dāng)。

空調(diào)加熱器的防凍措施:

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的措施:

1)嚴(yán)寒地區(qū)大賣場的空調(diào)箱熱交換器不該冷熱合用一個,否則容易引起換熱面積過大,水流量過小,容易結(jié)冰凍裂。如一定要合用,當(dāng)需要溫升很大時,應(yīng)采用多組熱交換器并聯(lián)結(jié)構(gòu),一般每組熱交換器最大溫升為20℃。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),室外溫度大于5℃,一組熱交換器即可;室外溫度5~12℃之間,需要兩組熱交換器。

2)在嚴(yán)寒地區(qū)熱交換器新風(fēng)進(jìn)入方向與水流動方向,最好為順平行流,見圖1b)。

3)嚴(yán)寒地區(qū)大賣場的空調(diào)箱熱交換器內(nèi)水流速不宜過小,根據(jù)美國參考資料,水流速應(yīng)大于0.25m/s,否則易形成層流流動,使熱交換器結(jié)冰凍裂的危險增大。

4)嚴(yán)寒地區(qū)大賣場的空調(diào)箱熱交換器換應(yīng)設(shè)置2℃低溫結(jié)冰凍裂報警裝置,以防萬一。

5)設(shè)置全熱交換器,利用熱排風(fēng)來預(yù)熱新風(fēng),減小凍裂的危險。

6)如空調(diào)加熱器中水排不干凈時,必須在此之前加一個水能排干凈的冬季防凍預(yù)熱器或電加熱預(yù)熱器,見圖3b)。

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7)有條件的地方可設(shè)計(jì)控制進(jìn)風(fēng)溫度的新風(fēng)回風(fēng)混合系統(tǒng),使進(jìn)風(fēng)溫度不會太低導(dǎo)致凍壞熱交換器。

8)當(dāng)空調(diào)加熱器的熱源采用蒸汽時,疏水器的安裝位置應(yīng)比空調(diào)加熱器低300mm 以上。

管路設(shè)計(jì)上的防凍措施:

1)熱交換器連接管接口要低于熱交換器最低水管,見圖2b。

2)在合理位置設(shè)置排水閥、排污閥或絲堵,以使熱交換器及系統(tǒng)中的積水能排干凈。

3)在新風(fēng)空調(diào)箱系統(tǒng)入口處設(shè)計(jì)電動保溫新風(fēng)閥,該風(fēng)閥與新風(fēng)空調(diào)箱風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。

4) 對條件較差的嚴(yán)寒地區(qū),可在新風(fēng)空調(diào)箱系統(tǒng)入口處加PTC陶瓷電加熱段,用溫度控制開啟電加熱級數(shù),這種方法安全可靠、簡易可行,能彌補(bǔ)運(yùn)行維護(hù)管理方面的不足。當(dāng)正常運(yùn)行時,PTC 電加熱不工作。

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圖4 PTC電加熱器

運(yùn)行維護(hù)管理上的措施:

1)北方嚴(yán)寒地區(qū)大賣場當(dāng)新風(fēng)空調(diào)箱停止運(yùn)行時,保溫新風(fēng)閥必須與新風(fēng)空調(diào)箱風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖關(guān)閉嚴(yán)密。當(dāng)新風(fēng)空調(diào)箱不運(yùn)行時,電動保溫新風(fēng)閥應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)密,同時新風(fēng)空調(diào)箱系統(tǒng)入口處的風(fēng)管也應(yīng)保溫,杜絕冷橋。如果沒有聯(lián)鎖,一定要手動關(guān)閉嚴(yán)密新風(fēng)閥,當(dāng)新風(fēng)空調(diào)箱開啟時,再手動開啟新風(fēng)閥。

2)運(yùn)行維護(hù)管理人員應(yīng)經(jīng)常記錄熱源的供應(yīng)情況,如熱源供應(yīng)不太正常,應(yīng)及時采取防護(hù)措施防止空調(diào)箱空調(diào)熱交換器凍裂損壞。

3)空調(diào)廠家在空調(diào)箱出廠時應(yīng)用壓縮空氣吹凈空調(diào)箱熱交換器內(nèi)的積水,在空調(diào)箱上貼上明顯注意事項(xiàng),告知安裝人員及運(yùn)行維護(hù)管理人員,同時在相關(guān)安裝使用說明書中予以明確說明。必要時空調(diào)廠家應(yīng)組織有關(guān)行維護(hù)管理人員集中參加培訓(xùn)。

4)業(yè)主應(yīng)對運(yùn)行維護(hù)管理人員進(jìn)行技術(shù)性、責(zé)任心教育,提高員工技術(shù)素質(zhì),加強(qiáng)責(zé)任感,不斷提高空調(diào)運(yùn)行維護(hù)管理水平。

5)健全切實(shí)可行的空調(diào)運(yùn)行維護(hù)管理規(guī)章制度,強(qiáng)化運(yùn)行管理記錄及責(zé)任制,加強(qiáng)管理監(jiān)督。

3.寒冷地區(qū)熱水供熱空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)防凍控制方式

在寒冷時,過低的室外氣溫經(jīng)常凍裂加熱盤管,導(dǎo)致新風(fēng)機(jī)組或空調(diào)機(jī)組按程序聯(lián)鎖停運(yùn),造成建筑物失去了進(jìn)新風(fēng)的功能。新風(fēng)只能靠門窗少量滲透進(jìn)入,室內(nèi)產(chǎn)生令人頭疼的缺氧現(xiàn)象。由于排風(fēng)系統(tǒng)的工作可以不受室外氣溫的降低而停止運(yùn)行,在寒冷新風(fēng)進(jìn)不來而繼續(xù)排除大量室內(nèi)渾濁氣體時,加劇了室內(nèi)負(fù)壓情況,降低了舒適度感覺。

1)熱水預(yù)熱防凍控制方式

寒冷地區(qū)一年四季氣溫變換鮮明,根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50736-2012)第8.5.3條規(guī)定,當(dāng)建筑物所有區(qū)域只要求按季節(jié)同時進(jìn)行供冷和供熱轉(zhuǎn)換時,應(yīng)采用兩管制的空調(diào)水系統(tǒng)。

溫度傳感器或防凍開關(guān)監(jiān)測預(yù)熱段盤管后的風(fēng)溫T1低于5℃時,控制器將聯(lián)鎖停止新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行,并關(guān)閉新風(fēng)閥。為防止冷風(fēng)滲透凍結(jié)盤管,可采取打開空調(diào)水系統(tǒng)中電調(diào)閥兩端的旁通閥,保持盤管內(nèi)循環(huán)水量有一定的流速。這種防凍方式在實(shí)際使用時,可靠性差,而且無法使新風(fēng)或空調(diào)機(jī)組正常運(yùn)行,只能起到安全保護(hù)作用。暖通南社

對于水路系統(tǒng)連接多臺新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)機(jī)組的變流量系統(tǒng),即使將電動調(diào)節(jié)閥改為手動調(diào)節(jié),并設(shè)為最大開度,也會因氣溫的變化和外網(wǎng)波動變化,引起盤管管束水力工況失衡,發(fā)生凍結(jié)的可能性依然存在。

2)電加熱預(yù)熱防凍控制方式

采用電預(yù)熱方式時,冬季當(dāng)室外溫度低于0℃以下時,通過可控硅調(diào)節(jié)電加熱器開始工作。預(yù)熱新風(fēng)到5℃時,新風(fēng)再進(jìn)入熱水盤管加熱,達(dá)到送風(fēng)溫度要求,新風(fēng)機(jī)組正常運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)加熱故障,監(jiān)測預(yù)熱新風(fēng)溫度達(dá)不到要求時,先關(guān)閉電預(yù)熱,延遲一小段時間后,風(fēng)機(jī)進(jìn)入關(guān)閉程序。

當(dāng)嚴(yán)寒地區(qū)的室外氣溫變化在3~-49.6℃范圍內(nèi)時,以電預(yù)熱新風(fēng)溫度達(dá)到5℃為符合要求,那么預(yù)熱新風(fēng)的溫差變化將在2~54.6℃之間。如果預(yù)熱新風(fēng)量不變,預(yù)熱新風(fēng)溫度保持在5℃,則電預(yù)熱功率調(diào)節(jié)的變化范圍較大,最小與最大之間相差進(jìn)20倍。

這不僅調(diào)節(jié)控制復(fù)雜,還會大幅增加高質(zhì)低用的電能運(yùn)行費(fèi)用。如果對新風(fēng)量為10000m3/h,加熱量為174kW,預(yù)熱功率取平均值52.2kW,每年采暖期取170天,每天電預(yù)熱取8小時,每度電費(fèi)取1.0元/度,則一個采暖期電預(yù)熱的運(yùn)行費(fèi)用約為7-8萬元人民幣。

長時間使用電預(yù)熱盤管,還存有異味、安全隱患、換熱效率降低等問題。電氣控制元件的觸點(diǎn)動作,宜摩擦氧化,破損情況時有發(fā)生,控制作用失效,仍會發(fā)生新風(fēng)機(jī)組或空調(diào)機(jī)組熱水加熱段盤管發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象。

如果電預(yù)熱段的預(yù)熱量不足,預(yù)熱后的新風(fēng)溫度達(dá)不到5℃及以上,熱水加熱調(diào)溫段加熱盤管仍有凍結(jié)問題存在,同時控制系統(tǒng)將聯(lián)鎖停止運(yùn)行新風(fēng)機(jī)組。

3)乙二醇防凍熱媒預(yù)熱防凍控制方式

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如圖5所示,采用防凍熱媒二次循環(huán)進(jìn)行防凍,需要配置水-防凍液板式換熱器、循環(huán)泵、閥門、膨脹罐等定壓裝置。預(yù)熱段中的防凍熱媒常采用乙二醇水溶液作為循環(huán)工質(zhì),一般能夠在-20℃左右不凍結(jié)。

在嚴(yán)寒地區(qū),隨著氣溫的下降,即便是預(yù)熱段乙二醇水溶液的循環(huán)工質(zhì)不凍結(jié),但是預(yù)熱后的新風(fēng)溫度有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0℃,熱水加熱段盤管仍有凍結(jié)問題存在。

當(dāng)二次循環(huán)防凍熱媒乙二醇水溶液循環(huán)工質(zhì)的溫度由50℃下降到-35℃時,同樣結(jié)構(gòu)參數(shù)的乙二醇加熱盤管,其換熱能力將會因溫度、比熱容等參數(shù)的變化大幅降低,保證預(yù)熱新風(fēng)5℃的能力也會受到很大影響。大溫差變化的乙二醇水溶液循環(huán)工質(zhì),膨脹罐能夠?yàn)槠錈崦浝淇s提供空間,但水-乙二醇換熱器、閥門、循環(huán)泵等設(shè)備系統(tǒng)的密封元件,會因溫度和壓力的大幅變化,影響墊片的彈性,容易老化,進(jìn)而引起滴漏現(xiàn)象。由于乙二醇水溶液屬于低毒類液體,滲透性強(qiáng),一旦泄露,長時間揮發(fā),不僅對人身體有毒害,還會污染室內(nèi)空氣環(huán)境。

4.水泵防凍

a.水系統(tǒng)管路,打開泵組、附屬設(shè)備及機(jī)房管道的放水閥、排氣閥。將冷水、冷卻水管路排放干凈,并保持排水閥常開,水排凈后將水泵前后的閘閥關(guān)閉。

b.為防止雨水通過冷卻塔進(jìn)入,關(guān)閉冷卻塔出水總閥,打開冷卻塔集水盤排污閥,使雨水及時從排污閥排掉。

5.機(jī)組添加防凍液

冬季機(jī)組不方便放水排空而又有可能斷水?dāng)嚯姷那闆r,設(shè)備采暖必須添加補(bǔ)防凍液,而且必須根據(jù)當(dāng)?shù)刈畹蜏囟茸鳛檫x擇防凍液的重要參數(shù)。

防凍液的主要成分是乙二醇, 防凍液從補(bǔ)水箱灌進(jìn)去,把水系統(tǒng)的冷凍水排放以后,先注入防凍液原液,不夠的再注入冷凍水,然后開啟水泵使防凍液和水充分的融合,順便把水系統(tǒng)的空氣全部排出,水系統(tǒng)不能有空氣,空氣存在會使空調(diào)設(shè)備報水流開關(guān)保護(hù),還容易形成汽蝕。

6.冷凍管道全部保溫

冷凍水管保溫的主要目的是防止管道外側(cè)產(chǎn)生凝露,還有一個作用就是防止管道內(nèi)的水結(jié)冰,保溫層厚度一般都在20mm以上。

另外,還要在水管外側(cè)繞上電伴熱帶,只要給伴熱帶供電,它可以持續(xù)給管道加熱,是管道內(nèi)的水溫在10℃以上,再加上伴熱帶外側(cè)的保溫,就不會出現(xiàn)因?yàn)榻Y(jié)冰導(dǎo)致熱水機(jī)缺水保護(hù)。伴熱帶要選擇帶限溫器的,保持一定的溫度就可以了。

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圖6 水管外側(cè)繞上電伴熱帶

7.膨脹水箱防凍

膨脹水箱一般設(shè)在屋頂或頂層的設(shè)備間內(nèi),膨脹水箱外表雖有保溫,并設(shè)有循環(huán)管,但實(shí)際使用中,循環(huán)管真正能起循環(huán)作用的很少,即在冬季存在著膨脹水箱內(nèi)水長期處于低溫環(huán)境下,雖保溫但仍會被凍,膨脹水箱被凍則起不到膨脹作用,系統(tǒng)內(nèi)溫度升高,則壓力增加。

為了解決這個問題,在施工時可在空調(diào)供水總管設(shè)一個DN20的接口,裝一只閥門適當(dāng)開啟,保證水箱內(nèi)的水得到循環(huán)。若夜間不使用空調(diào),水泵停止前,可將此閥全部打開,使膨脹水箱內(nèi)的水溫升高,可保停泵后很長時間內(nèi)膨脹水箱不結(jié)冰。

8.冷卻塔防凍

冷卻塔本身作為一個循環(huán)冷卻設(shè)備,必然會使得工藝熱水不同程度的降溫,尤其在低溫季節(jié),室外干濕球溫度極低,而冷卻塔又通常安裝在室外,在冷空氣的作用下,熱交換迅速,熱水極容易冷卻。而水要結(jié)成冰并且積聚成一個較大的體積,還得必須要有固體物作為載體,所以我們通常會發(fā)現(xiàn)在冷卻塔的外側(cè)護(hù)板、百葉窗、填料、收水器、集水盤等位置有較為嚴(yán)重的凍結(jié)現(xiàn)象。

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造成的危害:

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1)濕式冷卻塔:

a.橫流式冷卻塔結(jié)冰位置、原因及解決方案:

①集水盤,雖然積水盤中的水是循環(huán)流動的,但是在集水盤邊緣位置水流相對緩慢許多,在低溫條件下,此處也會容易結(jié)冰積聚。而且,如果集水盤密封不好,有滲水或滴水現(xiàn)象,那么長時間下水盤外部也會隨之結(jié)冰積聚。

解決方案:

在集水盤加裝電加熱裝置,并安裝溫度傳感器,通過實(shí)時監(jiān)控集水盤中的水溫而自動控制電加熱裝置的啟停,使得積水盤中的水長期保持在一定溫度不致結(jié)冰。

在低溫季節(jié)來臨之前,將集水盤漏水、滲水、滴水位置全部修補(bǔ)完好,杜絕漏水、滲水、滴水現(xiàn)象發(fā)生,從而杜絕此處結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生。

②填料,橫流式冷卻塔填料分布于塔體兩側(cè),進(jìn)風(fēng)面積大為整個塔身高度,水流通過填料時由于水膜較薄,水流緩慢,在靠近填料外側(cè)水與冷空氣接觸充分,降溫快速明顯,極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案:

在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口處懸掛附著安裝保溫篷布,減小水與外界冷空氣的接觸強(qiáng)度,減小結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。

適當(dāng)加大臨水密度,通過適當(dāng)加大流量或者多臺冷卻塔使用時關(guān)閉若干臺來加大臨水密度,這樣可以保證循環(huán)水有一定的熱負(fù)荷,增大了水流速度,有效的改善了結(jié)冰現(xiàn)象。

③百葉窗,百葉窗本身作為導(dǎo)風(fēng)裝置,可以有效減小渦流區(qū)域,使氣流分布均勻,保證空氣分配區(qū)靜壓均勻,降低冷卻塔總阻力,同時也可有效收集由于填料收水效果不好或者布水不均而從填料濺出的水滴使之流入塔內(nèi),但是顯而易見,隨之而來的則是水滴或水流由于流量小熱量低停滯時間長,與冷空氣接觸充分而極易結(jié)冰并逐漸積聚。暖通南社

解決方案:

在散水槽(池)底部設(shè)置弧形或折型擋水板,杜絕水滴濺出,將水滴直接導(dǎo)流至填料內(nèi)部,從而避免百葉窗上濺水,進(jìn)而避免結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生;

在流量滿足使用要求的條件下,人工堵塞靠近外側(cè)的散水孔或散水噴頭,避免濺水產(chǎn)生。

④散水槽(池),由于目前大部分橫流式冷卻塔均采用槽(池)式配水,即熱水通過冷卻塔頂部的散水槽(池)由自身重力通過填料均勻布水。但是由于散水槽裸露在外面,與冷空氣直接接觸,在散水槽邊緣和流速較慢的散水孔或散水噴頭部位容易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案:

在散水槽頂部加裝散水槽蓋板,較小水與冷空氣的接觸強(qiáng)度,起到一定的保溫作用,進(jìn)而避免結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生;

停機(jī)檢視,確保散水孔或散水噴頭暢通,確保散水槽(池)內(nèi)整潔,避免堵塞。

⑤傳動設(shè)備,如果風(fēng)機(jī)長時間停轉(zhuǎn),那么由于冷卻塔運(yùn)行時排出的水汽、水滴落到風(fēng)機(jī)葉片上,長時間積聚容易結(jié)冰,如果冰層不能及時清理,那么再次開機(jī)運(yùn)行時會由于葉片動靜平衡失調(diào)而造成風(fēng)機(jī)振動,嚴(yán)重時會造成風(fēng)機(jī)和塔體結(jié)構(gòu)的損壞。

解決方案:

若風(fēng)機(jī)長時間停轉(zhuǎn),則最好將其拆卸保養(yǎng),避免積結(jié)冰層;安裝變空控制系統(tǒng),降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

b.逆流式冷卻塔結(jié)冰位置、原因及解決方案:

①集水盤(參考橫流塔描述)。

②填料,逆流式冷卻塔填料填充于冷卻塔內(nèi)部,如果由于配水不均,那么也會容易造成部分區(qū)域結(jié)冰懸掛,特別在靠近進(jìn)風(fēng)口四周處,水與冷空氣接觸充分,降溫快速明顯,極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案:

在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口處懸掛附著安裝保溫篷布,減小水與外界冷空氣的接觸強(qiáng)度,減小結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。

檢視配水裝置是否堵塞或損壞,保證配水均勻。適當(dāng)增加臨水密度。

③百葉窗,百葉窗本身作為導(dǎo)風(fēng)裝置,可以有效減小渦流區(qū)域,使氣流分布均勻,保證空氣分配區(qū)靜壓均勻,降低冷卻塔總阻力,同時也可有效收集由于填料收水效果不好或者布水不均而從填料濺出的水滴流入塔內(nèi),但是顯而易見,隨之而來的則是水滴或水流由于流量小熱量低,由于停滯時間長,與冷空氣接觸充分極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案:

在進(jìn)風(fēng)口上邊緣內(nèi)側(cè)(填料底部外邊緣)設(shè)置弧形或折型擋水板,杜絕水滴濺出,將水滴直接導(dǎo)流至集水盤內(nèi)部,從而避免百葉窗上濺水,進(jìn)而避免結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生。

④收水器,由于逆流式冷卻塔收水器位于風(fēng)機(jī)下方,靠近出風(fēng)口,水汽持續(xù)穿透或停滯時間長,容易形成凍結(jié)。

解決方案:

低溫季節(jié)來臨之前需徹底清理收水器,保證收水器清潔暢通;冬季定期停機(jī)清理收水器;選擇亮光面PVC 平片制作的收水器,替換啞光面(磨砂面)PVC收水器,可以有效降低水汽水滴附著,減輕了結(jié)冰的程度。

2)干式、干濕式冷卻塔

①干式冷卻塔結(jié)冰位置、原因及解決方案:

干式冷卻塔雖然沒有外部淋水,但在低溫季節(jié),如果臨時、長時停機(jī)或者管內(nèi)水溫過低流速慢,也極容易造成管內(nèi)流體凍結(jié)。而這種凍結(jié)破壞性非常大,由于盤管換熱器有較多的回路循環(huán),管線密集穿插,凍結(jié)位置較多往往較難處理,嚴(yán)重的將會造成整組盤管換熱器的報廢,而盤管換熱器的造價往往又是非常高的,所以這不僅給用戶的正常使用造成了影響,也同時損害了用戶的經(jīng)濟(jì)利益。

解決方案:

冷卻盤管循環(huán)水溫必須保持或高于7℃。密閉系統(tǒng)的循環(huán)水在沒有熱負(fù)荷的情況下,即便循環(huán)水保持流動也會發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象,必須有妥善的防凍措施,一般需考慮采取以下三種方式最合適:

a.讓循環(huán)水保持一定的熱負(fù)荷,一般可在配管系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置浸沒式電加熱器或者在管路上加裝電伴熱;同時密閉系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水保持適當(dāng)流量(建議用戶保持在10~15m3/h),并通過溫度傳感器和控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時監(jiān)控。

b.在冷卻盤管內(nèi)加注防凍液,乙二醇或丙二醇即可,加注比例可參考下表。

防凍液適配比例表(此數(shù)據(jù)僅供參考用)

乙二醇(wt%)

5

10

20

30

40

50

凝固點(diǎn)(0℃)

-0.0

-3.5

-8

-15

-24

-36

c.若停機(jī)時間短或稍長,則可通過設(shè)置自動旁路加熱系統(tǒng),來切換管路流體循環(huán),是管路內(nèi)流體保持一定的熱負(fù)荷,加熱系統(tǒng)可參考a所描述,見下工藝流程圖:

圖片

d.若極長時間或季節(jié)性停機(jī),則建議用戶使用壓縮空氣(通常0.4Mpa以下)輔助排空盤管換熱器內(nèi)的水,防止盤管被凍結(jié)。

②干濕式冷卻塔結(jié)冰位置、原因及解決方案:

干濕式冷卻塔是干式冷卻塔和濕式冷卻塔的結(jié)合,簡單來講大部分結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)理也是兩者的疊加,所以上述干式、濕式冷卻塔結(jié)冰及改善措施分析也同樣適用于干濕式冷卻塔,要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況判斷處理,此處不再做贅述。

除上述方法外,應(yīng)優(yōu)化冷卻塔冬季運(yùn)行方式。

對于冷卻塔不同類型的結(jié)冰情況,雖然運(yùn)行工況和系統(tǒng)配置有所差異,但它們的結(jié)冰特性都遵循以下幾點(diǎn):

(1)冷卻塔的結(jié)冰量與室外氣溫變化成反比,當(dāng)室外溫度越低于冰點(diǎn)(0℃),結(jié)冰情況會越嚴(yán)重;

(2)冷卻塔的結(jié)冰量與流過冷塔填料的水量成反比,水量越小,結(jié)冰的可能性越大;

(3)冷卻塔的結(jié)冰量和通過冷塔填料的風(fēng)量成正比,減少冷塔的冷空氣進(jìn)風(fēng)量會降低結(jié)冰的可能;

(4)在不調(diào)節(jié)風(fēng)量時,冷卻塔的結(jié)冰量和流經(jīng)冷卻水管路的熱負(fù)荷成反比,減小熱負(fù)荷會增大結(jié)冰的可能。

對于室外溫度的變化無法人為對其進(jìn)行控制,但可以采用優(yōu)化冷卻塔運(yùn)行的方式控制水量、進(jìn)風(fēng)量以及增大熱負(fù)荷等手段達(dá)到避免結(jié)冰的效果。


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