無菌室車間空調(diào)冷卻水系統(tǒng)與設(shè)備

1.無菌室車間冷卻水系統(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)。對于風(fēng)冷式冷凍機(jī)組，則不需要冷卻水系統(tǒng)。冷水流過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)。

在無菌室車間空調(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.無菌室車間冷卻水系統(tǒng)的分類

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)，均用自來水補(bǔ)充，以保證冷卻水流量。

3.無菌室車間冷卻塔

冷卻塔是冷卻水系統(tǒng)的重要設(shè)備，冷卻塔的性能對整個空調(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冷卻水的設(shè)備，一般由高密度親水性填料(亦稱散熱材)、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?？諝馀c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?？諝鈴乃椒较驒M向穿過填料層，然后從冷卻塔頂部排出，水從上至下穿過填料層，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.無菌室車間冷卻水箱(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，達(dá)到動態(tài)平衡。剛啟動水泵時(shí)，集水盤內(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)無法正常運(yùn)行。

對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)房內(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、過濾器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷卻塔集水盤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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