武漢天河機(jī)場(chǎng)T2航站樓中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)整改方案

徐越輝 ,吳泉海,左會(huì)升 ,張志剛 ,王 松

(武漢天河機(jī)場(chǎng),湖北武漢430302)

1 引言

中央空調(diào)的水系統(tǒng)分為冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和定壓補(bǔ)水系統(tǒng),而中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行是否正常,直接關(guān)系到制冷系統(tǒng)的安全運(yùn)行,制冷機(jī)組的效率(能效比)和設(shè)備的使用壽命等。中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)由制冷機(jī)組冷凝器、冷卻塔、冷卻泵以及進(jìn)出水閥門等組成,圖1為該系統(tǒng)示意圖。

圖1 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)示意圖

2 中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)存在的問(wèn)題

T2航站樓中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔于2008年4月15日投入使用。2年來(lái),冷卻塔的出水溫度都遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)工況溫度32℃,達(dá)到了34～35℃,從而使得制冷機(jī)組的冷凝壓力十分接近安全閥的保護(hù)壓力10kg/cm2,這是非常危險(xiǎn)的。現(xiàn)在冷卻水系統(tǒng)主要存在2個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是冷卻塔的冷卻能力問(wèn)題;其次是冷卻塔溢水的問(wèn)題。

3 中央空調(diào)冷卻系統(tǒng)整改分析及對(duì)策

3.1 冷卻塔的冷卻能力問(wèn)題

設(shè)計(jì)院對(duì)冷卻塔的設(shè)計(jì)選型是3412A型。“3”代表3000系列,“412”代表一個(gè)冷卻塔的標(biāo)準(zhǔn)冷噸,即制冷量。查說(shuō)明書[1]得到“3412A”塔所配用的電機(jī)功率為18.5kW,風(fēng)量為103 700m3/h。而實(shí)際安裝的冷卻塔所配用的電機(jī)為20匹即15kW,風(fēng)量為85 720m3/h。查說(shuō)明書得知這種冷卻塔的型號(hào)為3333A,即制冷量為 333標(biāo)準(zhǔn)冷噸,比412冷t少了79冷t。根據(jù)我們實(shí)地測(cè)量,屋頂16臺(tái)塔的長(zhǎng)、寬、高尺寸是按3 412A型安裝的,但配用電機(jī)和風(fēng)量卻是3333A型的。也就是說(shuō)每個(gè)冷卻塔的實(shí)際制冷量只有333標(biāo)準(zhǔn)冷噸,4臺(tái)冷卻塔的實(shí)際制冷量只有1 332標(biāo)準(zhǔn)冷t,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足一臺(tái)機(jī)組1 746冷t的需要,他們之間相差 414冷 t,剛好是一臺(tái)3412A冷卻塔的制冷量。由于現(xiàn)在安裝的塔是3333A型的參數(shù),因此一臺(tái)機(jī)組在非標(biāo)準(zhǔn)工況即氣候條件是38～39℃的惡劣天氣下要開6臺(tái)塔才夠用(333冷 t×6臺(tái)=1 998冷 t＞1 746冷t),這就解答了為什么3年來(lái)都是開一臺(tái)機(jī)組就要開6臺(tái)塔的原因。

3.2 冷卻塔冷卻能力解決方案

冷卻塔的冷卻能力有兩種解決方案。一是將16臺(tái)塔的電機(jī)全部換成功率為18.5kW(即25匹),同時(shí)調(diào)整風(fēng)扇的扇葉角度,使風(fēng)量達(dá)到3412A型的要求。另一個(gè)就是增加冷卻塔的臺(tái)數(shù),新增冷卻塔的參數(shù)和配置嚴(yán)格按照3412A型安裝。考慮到盛夏的高溫天氣時(shí)要開3臺(tái)機(jī)組,以及屋頂冷卻塔的混凝土基礎(chǔ)的數(shù)量是4個(gè),可以增加4臺(tái)塔。

增加冷卻塔還有一個(gè)充分的理由,即適當(dāng)增加冷卻塔的數(shù)量,在蒸發(fā)溫度和室內(nèi)制冷量相同的情況下,由于冷凝溫度下降從而冷凝壓力下降,可以明顯降低壓縮機(jī)的功耗,起到節(jié)能減排的作用。關(guān)于這一點(diǎn),從壓-焓圖上可以清楚的看出來(lái),見圖2[2]。

新增加的4臺(tái)塔通過(guò)回水管道與現(xiàn)在的16臺(tái)冷卻塔并聯(lián)起來(lái),同時(shí)需要增加一臺(tái)與現(xiàn)在4臺(tái)冷卻泵同型號(hào)的冷卻泵,而且新增冷卻泵的出水管道要與現(xiàn)有的4臺(tái)冷卻泵的出水管道并聯(lián)起來(lái),這樣就達(dá)到了增加冷卻塔的冷卻能力的目的,見圖3。

圖2 壓-焓圖

圖3 整改程序一

3.3 冷卻塔溢水問(wèn)題分析及解決方案

目前情況是不管開哪一臺(tái)機(jī)組或者哪幾臺(tái)機(jī)組,屋頂上16臺(tái)塔均參與循環(huán),已開啟進(jìn)水閥的塔比未開啟進(jìn)水閥的塔的冷水盤水位要高出許多,從而導(dǎo)致大量的自來(lái)水補(bǔ)水通過(guò)高水位的塔的溢水口直接流向排水總管而排放掉,經(jīng)濟(jì)損失是顯而易見的。

先開啟某一冷水機(jī)組對(duì)應(yīng)的6臺(tái)塔,只有這6臺(tái)塔的電動(dòng)、手動(dòng)進(jìn)水和出水閥門打開,其余10臺(tái)冷卻塔的進(jìn)水和出水閥門關(guān)閉,觀察16臺(tái)塔的水位是否平衡。如果水位平衡,沒(méi)有自來(lái)水外溢,說(shuō)明符合要求。如果水位不平衡,則將16個(gè)塔的自來(lái)水補(bǔ)水閥的浮球較大幅度地向冷水盤底部下調(diào)(按說(shuō)明書,浮球應(yīng)處于冷水盤的1/2位置)。然后,按照前述實(shí)驗(yàn)方法觀察16臺(tái)塔的水位是否平衡,自來(lái)水補(bǔ)水是否外溢。如果依然外溢,就要考慮在平衡管與冷卻塔底部之間加裝電動(dòng)和手動(dòng)閥門或者去掉平衡管,見圖4。在這里需要說(shuō)明的是,因?yàn)槔鋮s泵啟動(dòng)后,打破了16臺(tái)塔原有的靜態(tài)平衡而形成了新的動(dòng)態(tài)平衡,所以在動(dòng)態(tài)情況下連通器原理已失去作用。

圖4 整改程序二

4 結(jié)語(yǔ)

本方案針對(duì)冷卻水系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提出了科學(xué)合理的解決方案。如果按照本方案進(jìn)行整改,那么整改以后,設(shè)備能夠安全運(yùn)行,能源消耗能夠大幅度的降低,制冷效率將大幅度提高,設(shè)備使用壽命也將大大延長(zhǎng)。

[1]巴爾的摩空氣有限公司.BAC3000系列冷卻塔說(shuō)明書[R].北京：巴爾的摩空氣有限公司,2007.

[2]尉遲斌,盧士勛,周祖毅.實(shí)用制冷與空調(diào)工程手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.