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大型医院冷却塔设计和选型建议

来源:本站原创 发布时间:2021-7-5 14:35:21 点击:38
 冷却塔是利用空气同水的接触(直接或间接)来冷却水的设备。是以水为循环冷却剂,从一个系统中吸收热量并排放至大气中,从而降低塔内温度,制造冷却水可循环使用的设备。


 
 
一、冷却塔原理分类
 
冷却塔有开式冷却塔、闭式冷却塔。
 
1、闭式冷却塔与开式冷却塔的区别
 
开式冷却塔的冷却原理就是,通过将循环水以喷雾方式,喷淋到玻璃纤维的填料上,通过水与空气的接触,达到换热,再有风机带动塔内气流循环,将与水换热后的热气流带出,从而达到冷却。此种冷却方式,首期的投入比较的少,但是运营成本较高(水耗、电耗)。
 
2、闭式冷却塔的冷却原理,简单来说是两个循环:一个内循环、一个外循环。没有填料,主核心部分为紫铜管表冷器。
 
①内循环:与对象设备对接,构成一个封闭式的循环系统(循环介质为软水)。为对象设备进行冷却,将对象设备中的热量带出到冷却机组。
 
②外循环:在冷却塔中,为冷却塔本身进行降温。不与内循环水相接触,只是通过冷却塔内的紫铜管表冷器进行换热散热。在此种冷却方式下,通过自动控制,根据水温设置电机的运行。
 
两个循环,在春夏两季环境温度高的情况下,需要两个循环同时运行。秋冬两季环境温度不高,大部分情况下只需一个内循环。
 
二、冷却塔选型
 
确定流体排热总量Q,Kw/h;
 
确定冷却塔希望达到的进出水温度差Δt,即T1-T2。在空调工程中,吸收式冷机一般取Δt=8℃;压缩式制冷剂一般取取Δt=5℃。
 
按下列公式计算冷却水量:
 
名义水量=3.6×Q×K/(C×Δt)m3/h
 
注:K吸收式取3.0;
 
压缩式取1.56;
 
C水的比热4.19KJ/(㎏℃)。
 
根据当地的气象条件,当湿球温度小于27℃时,可不加设计富余量。
 
例:
 
为一制冷量为1160KW/H的溴化锂制冷机配冷却塔,要求入制冷剂冷却水温度不高于32℃,安装现场大气湿球温度为28℃。取K=3,C=4.19Kj/kg,Δt=8℃;那么名义水量=3.6×1160×3/(4.19×8)=373m3/h;冷却塔的型号为375或者400m3/h,温差为40-32=8℃。
 
三、选择横流,不选择逆流
 
冷却塔一般为逆流式和横流式两种,在其他条件满足的情况下,更适合选择横流式冷却塔。
 
横流式多为方形塔,有充足的检修空间,方便日常的维护、清理、检查,及时了解冷却塔的性能,保证设备的完好率;横流式冷却塔的噪声比同水量的逆流式冷却塔要小,低噪声型或者超低噪声型冷却塔适合医院系统;横流式冷却塔的布水器多数为固定的,易于冷却水泵变频使用。
 
四、选型考虑一定的余量
 
医院空调系统的安全运行永远是第一位的,因此选择制冷设备时要留有一定的安全余量。一般设计中,冷却塔的容量选型考虑留有一定安全余量,一般取余量系数1.2。
 
但实际运行中,应对极端天气时,发现远远不够。例如华北地区(尤其北京)经常出现极端高温天气,温度超过冷却塔最佳运行湿球温度,冷却塔的出力下降。
 
另外考虑冷却塔在运行中填料层、风机、布水器的工作效率会逐渐降低,因此建议按照极端天气考虑,根据具体地区的不同,选择合适的余量系数,北京地区建议取1.4~1.6。
 
冷却塔在整个系统中投资比例一般较小,但在运行中,冷却水温度可控制在较低状态,制冷设备制冷效率就高很多。理论和实践都说明,在合理范围内,冷却水温度降低,制冷效率会明显提高,出水温度每降低1℃,COP至少可以提高1.5%,经济效益巨大。
 
五、优先选用分模块的冷却塔
 
在选择大容量横流塔时,每个模块都有独立风机、布水器、填料层等,可独立工作,工作方式灵活多样。而且风机可单独停止进行检修,能更好地应对季节变化带来的影响。
 
六、优先选用分体式集水盘
 
连体式的布水管、风机也可以独立工作,然而其集水盘是相通的,分段也没有完全隔断,因此气流、水流没有做到完全隔断。
 
实际维修、清洗时,不能完全独立和隔断以实现独立操作;运行中因气流没有隔断,当有1台风机停机时,就会有气流互窜而影响冷却效果。因此连体式集水盘不便于整体停机检修时,应选用分体式集水盘。
 
七、噪声控制在合理的范围内
 
在布置冷却塔时,要充分考虑噪声的问题,采取以下措施来降低噪声对环境的影响。
 
①冷却塔布置时,尽量远离窗口,降低其对病人的影响,并进行噪声自然衰减计算校核;当自然衰减无法满足医院的要求时,需要在冷却塔四周加装消声百叶围栏。
 
②采用电磁噪声和轴承噪声较小的低噪声、低速、轻型电动机。
 
③采用阔叶大弦长型风机叶片,采用变频风机或多级变速风机。