淺談循環冷卻水和排水系統設計

摘要：氣候寒冷地區冬季運行的冷卻塔往往會發生結冰現象，嚴重結冰不僅封堵了進風口甚至造成淋水填料局部或全部倒塌。寒冷或嚴寒地區的冷卻塔，根據具體條件，宜采取多種措施，加以防護。

關鍵詞：冷卻塔防凍措施；冷卻塔設計選擇；循環冷卻水系統設計；排水系統設計

中圖分類號：F4 文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2010）25-0209-01

在秋冬交替的季節，雨雪水白天沿井蓋流入井內保溫蓋，晚上溫度降低后凍結，第二天地面上融化的雪水又流下來晚上又凍結，反復幾次，便將保溫層凍成大冰塊，與四壁凍結在一起，要打開井蓋和保溫蓋非常困難，這種情況根本無法滿足滅火要求。如果要解決以上問題，筆者認為，應從以下兩個方面考慮。

一、循環冷卻水系統的設計

1.冷卻塔防凍措施。氣候寒冷地區冬季運行的冷卻塔往往會發生結冰現象，嚴重結冰不僅封堵了進風口甚至造成淋水填料局部或全部倒塌。寒冷或嚴寒地區的冷卻塔，根據具體條件，宜采取下列措施：（1）在進風口上緣設置向塔內噴射熱水的噴水管，噴射熱水的量，可按冬季設計水量的20%～40%計算。（2）在塔的進水干管上宜設能通過部分循環水的旁路水管至集水池，旁路水量占冬季運行循環水量的大部分或全部。（3）配水系統宜采用分區配水，冬季可加大淋水填料外圍部分的淋水密度。（4）機械通風冷卻塔可采取停止風機運行、減小風機葉片的安裝角，或采用變速電動機以及允許倒轉的風機設備等措施，風機倒轉時間一次不超過30min，以防風機損壞和影響冷卻。（5）為防止冷空氣侵入塔內造成淋水填料結冰，可在冷卻塔的進風口設置擋風板，這是目前比較有效的防凍措施。大型風筒式自然通風冷卻塔應配備摘、掛擋風板的機械設備。（6）當塔的數量較多時，可減少運行的塔數，將熱負荷集中到少數塔上或停運風機，提高冷卻后水溫以防止結冰。停止運行的塔的集水池應保持一定量的熱水循環或采取其它保溫措施。（7）逆流式自然通風冷卻塔的進風口上緣內壁宜設擋水檐，檐寬宜采用0.3～0.4m，檐與塔內壁夾角宜為45°～60°。（8）機械通風冷卻塔的風機減速器有潤滑油循環系統時，應有加熱潤滑油的設施。（9）冷卻塔的進水管道，出水管道應有防凍放水管，或其它防凍措施。

2.冷卻塔設計選擇。循環冷卻水系統冷卻塔設計選擇時，必須明確有關氣象參數，包括干、濕球溫度或相對濕度，大氣壓力，風向、風速及冬季最低溫度等。空氣干、濕球溫度一般以近期連續不少于五年，每年最熱時期（3個月）的頻率為5%～10%的晝夜平均干、濕球溫度作為設計依據。

3.循環冷卻水系統設計。對于空調制冷機組循環冷卻水系統，冬季系統不運行，要求冬季停止運行后將管路中水放空，特別是室外明露管道，以防冰凍。

對于工業建筑的工藝設備的循環冷卻水系統，設計時特別要注意冬季的防冰凍問題。

室外埋地冷、熱水池應有防凍措施，水池應覆土保溫，池頂覆土深度盡量在冰凍深度以下，確保水池溢流水位在冰凍線以下，水池人孔設保溫井口及木制保溫蓋，保溫井口及木制保溫蓋國標97S501-1-64。有條件時冷熱水池可設在室內。

冬季冷卻水系統運行時管路一般不會冰凍，晚上停止運行后容易冰凍，設計時管道盡可能走室內，盡量減少室外明露管道，為防止冷卻水系統停運后冰凍而造成較大的損失，循環管路上設放空閥，晚上停止運行時將室外明露管路（包括冷卻塔集水盤）中的水放空，以防止冰凍，白天正常使用，冷卻塔可配用雙速電機，根據冷水管溫度情況，確定啟用高速或低速電機。

系統加設旁通管將熱水泵出水直接回冷水池，冬季氣溫很低時，可根據冷水管溫度情況，打開旁通管，不使用冷卻塔或部分水量經過冷卻塔，此時室外明露管道中的水仍需的放空。

二、排水系統的設計

室外無保溫措施的生活污水管道或水溫和它接近的工業廢水管道，宜埋設在冰凍線以下，并應保證管頂最小覆土厚度。

由于雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若該地區雨水管內不貯留水，且地下水位較深，則可將管道埋在冰凍線以上，但同時應滿足管道最小覆土厚度的要求。一般情況下，室外雨水管埋深要求基本同污水管，有困難時可適當減小埋深。在冰凍深度<0．6m的地區也可采用無覆土的地面式暗溝。

當采暖室外計算溫度低于-10℃的地區，各種隔油池、沉淀池、化糞池人孔井均應做保溫井口或采取其他保溫措施，且須采用有覆土形式，水面須在冰凍線以下。一般在人孔處設保溫井口及木制保溫蓋，保溫井口及木制保溫蓋詳見國標97S501-1-64，及各構筑物標準圖。

寒冷地區雨水及污廢水立管應布置在室內，雨水斗應布置在易受室內溫度影響的屋面及雪水易融化范圍的天溝內。

總之，在北方建筑排水系統的設計上，規范中也規定了一些細節上的要求如：采暖房間內地漏采用無水封地漏下設存水彎；伸頂通氣管應高出最大積雪厚度；通氣帽形式應采用傘形或蘑菇形，最冷月平均氣溫<-13℃的地區伸頂通氣管的放大要求。[責任編輯 王曉燕]