中央空調冷卻塔水平衡分析與改造

袁顯冬 朱紅秀

（成都市新都區人民醫院 成都）

中央空調冷卻塔在中央空調系統中，作為制冷主機冷凝器散熱的末端設備，起著重要作用。冷卻塔設計和配合合理，可方便使用，經濟可靠，節省大量人力和財力，減少水資源的浪費。反之，會造成浪費，增加不必要的工作量，嚴重時會影響機組正常運行，給生產、生活造成不良后果。單塔如此，對于多塔系統如果設計不合理，結果會更加嚴重。

一、院中央空調系統設計與安裝情況

中央空調配3臺冷水機組，3臺冷卻塔。空調系統的控制模式為手動，根據環境溫度開啟制冷機組的臺數。冷卻塔為方形橫流、并聯式，由單獨的調節閥控制水流量，在冷卻塔之間未設計平衡管。

開機為1對1，即1臺主機對應1臺冷卻水泵、1臺冷凍水泵、1臺冷卻塔。開2臺主機時，對應2臺冷凍水泵、2臺冷卻水泵、2臺冷卻塔，3臺也一樣。

二、院中央空調系統實際運行與分析

系統從實際運行來看，不管開幾臺機組，冷卻塔都出現了不正常情況，有的塔在溢水，有的塔在降水。曾嘗試用以下方法處理。

（1）調節冷卻塔進水閥門，將溢水的冷卻塔調節閥開度關小，使水不溢出，但結果是這個塔不溢水另外的塔溢水，調節難度較大，費時費工且不好掌握。這種將閥門關小的方法，即使調節到水暫時不溢出，實際上卻減少了整個管道中的水流量，增大了水的阻力，也增大了水泵的負載，常常使冷卻水溫度上升，排氣壓力升高，機組報警停機。

（2）關掉停用塔的補水浮球閥。結果是出現水位偏低現象，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，直至高壓報警跳機。

（3）將補水浮球閥全部關閉，在夏季高溫時段，1 h不補水，冷卻塔就缺水，主機就跳機。

經過觀察后發現，3個冷卻塔采用的并聯方式，塔之間未做平衡管道，造成冷卻塔水位不平衡，出現溢水和降水現象。

三、解決方案

針對以上出現的情況進行分析，將對其進行改造，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蝶閥。從理論上看單機對單塔理應可行，但也存在問題。控制較為復雜，因為冷卻水有較高的溫度，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，所以當回水管上安裝電動水閥，如何控制，當3臺塔全停時，回水閥也不能全關，這種方式控制較難。

整改費用高，增加1個電動碟閥就需要增加1個旁通閥和控制箱，施工較難，材料和人工費高。整改困難，整改施工時必須停機，對醫院來說停機施工是不現實的。維護費用高，由于有電動蝶閥，經常開關容易損壞，增加了維修成本。故此方案不滿足實際需求。

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

（3）利用冷卻塔現有的排污閥用管道將3個冷卻塔并聯起來。由于有現成的排污閥門，所以在施工時不用停機，不影響機組的正常運行。冷卻塔水位離地不高，壓力不大，故可以采用一般藍色PVC管，經濟適用，施工方便。在施工時，因占用了冷卻塔的排污閥，需要在連通3個冷卻塔的PVC管道中間最低點增加了1個排水閥。此方案最佳，滿足實際需求。

采用方案（3）進行改造，冷卻塔溢水和降水現象得到了很大改善。冷卻塔進水閥開度增大了不少，水流量也有所增加，冷卻水溫度也有所降低。同時為了進一步解決冷卻塔水平衡問題，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題徹底解決，冷卻水不再出現溢流和降水。冷卻水全部經過風扇冷卻，成為可控。冷水機組不會報警停機，操作控制簡單，方便實用，幾乎不用維修，滿足了實際需求。

通過對醫院中央空調系統的冷卻塔水平衡問題分析與成功改造，使整套系統不僅運行正常，而且操作人員不用到樓頂調節冷卻塔進水閥，節省了人力，同時使醫院在冷卻用水能耗方面得到有效控制。