中央空調(diào)冷卻塔水平衡分析與改造

袁顯冬 朱紅秀

（成都市新都區(qū)人民醫(yī)院 成都）

中央空調(diào)冷卻塔在中央空調(diào)系統(tǒng)中，作為制冷主機(jī)冷凝器散熱的末端設(shè)備，起著重要作用。冷卻塔設(shè)計(jì)和配合合理，可方便使用，經(jīng)濟(jì)可靠，節(jié)省大量人力和財(cái)力，減少水資源的浪費(fèi)。反之，會(huì)造成浪費(fèi)，增加不必要的工作量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響機(jī)組正常運(yùn)行，給生產(chǎn)、生活造成不良后果。單塔如此，對(duì)于多塔系統(tǒng)如果設(shè)計(jì)不合理，結(jié)果會(huì)更加嚴(yán)重。

一、院中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝情況

中央空調(diào)配3臺(tái)冷水機(jī)組，3臺(tái)冷卻塔。空調(diào)系統(tǒng)的控制模式為手動(dòng)，根據(jù)環(huán)境溫度開(kāi)啟制冷機(jī)組的臺(tái)數(shù)。冷卻塔為方形橫流、并聯(lián)式，由單獨(dú)的調(diào)節(jié)閥控制水流量，在冷卻塔之間未設(shè)計(jì)平衡管。

開(kāi)機(jī)為1對(duì)1，即1臺(tái)主機(jī)對(duì)應(yīng)1臺(tái)冷卻水泵、1臺(tái)冷凍水泵、1臺(tái)冷卻塔。開(kāi)2臺(tái)主機(jī)時(shí)，對(duì)應(yīng)2臺(tái)冷凍水泵、2臺(tái)冷卻水泵、2臺(tái)冷卻塔，3臺(tái)也一樣。

二、院中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行與分析

系統(tǒng)從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，不管開(kāi)幾臺(tái)機(jī)組，冷卻塔都出現(xiàn)了不正常情況，有的塔在溢水，有的塔在降水。曾嘗試用以下方法處理。

（1）調(diào)節(jié)冷卻塔進(jìn)水閥門，將溢水的冷卻塔調(diào)節(jié)閥開(kāi)度關(guān)小，使水不溢出，但結(jié)果是這個(gè)塔不溢水另外的塔溢水，調(diào)節(jié)難度較大，費(fèi)時(shí)費(fèi)工且不好掌握。這種將閥門關(guān)小的方法，即使調(diào)節(jié)到水暫時(shí)不溢出，實(shí)際上卻減少了整個(gè)管道中的水流量，增大了水的阻力，也增大了水泵的負(fù)載，常常使冷卻水溫度上升，排氣壓力升高，機(jī)組報(bào)警停機(jī)。

（2）關(guān)掉停用塔的補(bǔ)水浮球閥。結(jié)果是出現(xiàn)水位偏低現(xiàn)象，有的塔漏出回水管，使回水吸入空氣，冷卻效果惡化，排氣壓力升高，直至高壓報(bào)警跳機(jī)。

（3）將補(bǔ)水浮球閥全部關(guān)閉，在夏季高溫時(shí)段，1 h不補(bǔ)水，冷卻塔就缺水，主機(jī)就跳機(jī)。

經(jīng)過(guò)觀察后發(fā)現(xiàn)，3個(gè)冷卻塔采用的并聯(lián)方式，塔之間未做平衡管道，造成冷卻塔水位不平衡，出現(xiàn)溢水和降水現(xiàn)象。

三、解決方案

針對(duì)以上出現(xiàn)的情況進(jìn)行分析，將對(duì)其進(jìn)行改造，在塔之間做一條平衡管道，擬定出3種方案。

（1）在回水主管上加電動(dòng)蝶閥。從理論上看單機(jī)對(duì)單塔理應(yīng)可行，但也存在問(wèn)題。控制較為復(fù)雜，因?yàn)槔鋮s水有較高的溫度，及水的熱膨冷縮的特性，水不能密閉在管道中，必須與外界相同，所以當(dāng)回水管上安裝電動(dòng)水閥，如何控制，當(dāng)3臺(tái)塔全停時(shí)，回水閥也不能全關(guān)，這種方式控制較難。

整改費(fèi)用高，增加1個(gè)電動(dòng)碟閥就需要增加1個(gè)旁通閥和控制箱，施工較難，材料和人工費(fèi)高。整改困難，整改施工時(shí)必須停機(jī)，對(duì)醫(yī)院來(lái)說(shuō)停機(jī)施工是不現(xiàn)實(shí)的。維護(hù)費(fèi)用高，由于有電動(dòng)蝶閥，經(jīng)常開(kāi)關(guān)容易損壞，增加了維修成本。故此方案不滿足實(shí)際需求。

（2）在冷卻塔底部開(kāi)孔用管道將3個(gè)冷卻塔并聯(lián)起來(lái)。在冷卻塔底部開(kāi)孔，則必須將該冷卻塔水位降低，要降低水位則要關(guān)閉該冷卻塔的進(jìn)水閥，而關(guān)閉進(jìn)水閥，冷卻水將流向其他2個(gè)冷卻塔，由于水量增大則造成其他冷卻塔冷卻水溢流，否則就必須關(guān)閉冷卻塔的進(jìn)水閥，從而導(dǎo)致總水流量減少，導(dǎo)致冷卻水溫度上升，致使冷水機(jī)組排氣壓力升高而報(bào)警停機(jī)。故此方案仍需要在停機(jī)時(shí)才能進(jìn)行施工，也不滿足實(shí)際需求。

（3）利用冷卻塔現(xiàn)有的排污閥用管道將3個(gè)冷卻塔并聯(lián)起來(lái)。由于有現(xiàn)成的排污閥門，所以在施工時(shí)不用停機(jī)，不影響機(jī)組的正常運(yùn)行。冷卻塔水位離地不高，壓力不大，故可以采用一般藍(lán)色PVC管，經(jīng)濟(jì)適用，施工方便。在施工時(shí)，因占用了冷卻塔的排污閥，需要在連通3個(gè)冷卻塔的PVC管道中間最低點(diǎn)增加了1個(gè)排水閥。此方案最佳，滿足實(shí)際需求。

采用方案（3）進(jìn)行改造，冷卻塔溢水和降水現(xiàn)象得到了很大改善。冷卻塔進(jìn)水閥開(kāi)度增大了不少，水流量也有所增加，冷卻水溫度也有所降低。同時(shí)為了進(jìn)一步解決冷卻塔水平衡問(wèn)題，在冷卻塔溢水管底部增加了1根平衡管。自此冷卻塔水平衡問(wèn)題徹底解決，冷卻水不再出現(xiàn)溢流和降水。冷卻水全部經(jīng)過(guò)風(fēng)扇冷卻，成為可控。冷水機(jī)組不會(huì)報(bào)警停機(jī)，操作控制簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，幾乎不用維修，滿足了實(shí)際需求。

通過(guò)對(duì)醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔水平衡問(wèn)題分析與成功改造，使整套系統(tǒng)不僅運(yùn)行正常，而且操作人員不用到樓頂調(diào)節(jié)冷卻塔進(jìn)水閥，節(jié)省了人力，同時(shí)使醫(yī)院在冷卻用水能耗方面得到有效控制。