冷卻塔的節水技術

張甜甜（杭州新菱人工環境科技有限公司，杭州 310012）

冷卻塔的節水技術

張甜甜
（杭州新菱人工環境科技有限公司，杭州 310012）

本文簡要介紹了空調設備系統的節水冷卻技術，介紹了冷卻技術涉及的三方面問題和解決方案：冷卻水的水處理、噴淋和集水管路（含平衡管）設計、水的消耗控制。

冷卻塔技術；空調；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.186

節水冷卻技術涉及到三個方面的問題：

1　冷卻水的水處理

冷卻塔的水處理必須采用適當的水處理方式。在許多情況下，采用簡單的適量放空或定時放空排放裝置就足以控制結垢和腐蝕現象。采用生物殺滅劑（消毒殺菌劑）即可控制生物性的污染物。旁流自動反沖洗砂濾器主要用于去除水中的懸浮物，這種物理方法不會對設備產生腐蝕。不論采用何種水處理方式，循環水的PH值和處理方法必須與冷卻塔的制造材質兼容。對于采取鍍鋅鋼結構的冷卻塔，不推薦采用將藥物整批注入的方式，慎用自動加藥設備。

2　噴淋和集水管路（含平衡管）設計

合理的產品和設計能避免運行時不平衡滿溢和停泵泄水（啟泵補水）；

運行時水位不平衡滿溢主要是冷卻塔進出水閥門開度、水壓不等造成，加大集水盤、設置平衡管或平衡水箱的方式都是有效的。平衡管主要通過塔間水位差壓的作用補充塔間進出水量的不平衡；通常，平衡管的設計主要依靠經驗偏安全選取管徑。設計平衡管時考慮冷卻塔及平衡水箱儲水量的同時還要考慮集水深度、出水方式（底出水或水平出水）及配置那種防漩渦裝置，平衡管的工作壓差受限于集水深度和允許的水位下限。減少冷卻塔模塊單元數量、避免多列遠距布置能縮短集水盤水平距離，能有效減少平衡管需平衡的水流量，降低塔間水位差避免運行時水位不平衡滿溢。盡量采用冷卻水管并聯系統，可方便日常運行時對部分停止運行的塔組進行維護清洗工作。根據經驗，合理布置管路時，冷卻塔集水量在循環水量20-30S時能避免在水泵啟動時抽空；橫流塔內水回流需增加集水量約20%的回流存水量，逆流塔內水回流需增加約10%的回流存水量；塔外高位管路水回流和運行時集水盤水位存在高差等因素需考慮更多的適當余量；最大設計存水量（至滿溢水位）達≥循環水量50S時是合理也足夠的。

3　水的消耗控制

冷卻塔水的消耗主要有五個部分—蒸發量，適量放空（水質保持），清洗排污，出風口飄水損失和進風口飛濺損失，運行滿溢和停泵泄水蒸發量是正常消耗；蒸發量約為冷卻水量的0.83%（國標工況）；干球溫度升高時水的蒸發量加大，如40℃時，達1%；如42℃時，達1.1%；此部分水消耗是冷卻塔為滿足熱力性能（冷效）的正常消耗，達不到蒸發量的冷卻塔是冷效不夠的冷卻塔！飄水率：單位時間內從風筒飄出的水量與進塔水流量之比；出風口飄水損失和進風口飛濺損失對冷卻塔運行周邊環境環保影響大；飄水率成為衡量一臺冷卻水塔技術性能的重要指標之一被廣泛重視；飄水損失/飄水率控制在冷卻水量的0.015%以下（國標要求），優質的冷卻塔飄水損失≤0.001%；減少出風口飄水需合理設置收水裝置和降低風速；進風口飛濺損失指水滴落在填料上時飛濺到冷卻外的損耗部分。進風口飛濺出的水影響運行環境，縮短周圍設備和管路的使用壽命；減少進風口飛濺損失需合理設置導風百葉裝置；適量放空（水質保持）、清洗排污可以通過產品設計技術手段減少；為了保證冷卻水的水質達到國家環保要求，允許冷卻水有一定比例的放空量，以便補充更新。通常，按補充水的三倍濃度，放空量建議控制在冷卻水總量的0.3%左右，亦可由用戶根據環保技術規范自行確定放空量。

這里，簡要介紹當前國際制冷空調界十分關注的一個問題，即冷卻水中的肺親和性菌。肺親和性菌（退伍軍人病菌、軍團菌）是一種病原細菌，其感染癥狀早在1942年就被列為不明原因的疾病而報道過，但引起人們十分震驚則是70年代中期的一次會議發生的嚴重死亡事件。1976年7月至8月間，美國費城飯店召開退伍軍人會，到會者許多人發生原因不明的急性肺炎，死亡率達15.8%，因此后來便稱之為《肺炎型退伍軍人病》。經研究證實，這種病菌的生成、繁殖及傳播與空調設備（包括冷卻水塔）有關。原來，肺親和性菌是一種在各種環境下均可發現且分布極廣的士壤菌，廣泛分布于自然界的土壤和水中。之所以易在水塔的循環水中生成和繁殖，估計是由于水中的多種成份經不斷濃縮又成為各種微生物滋生的營養液。雖然目前尚未弄明白這種細菌什么條件下侵入及什么條件對其滋生最有利，但無疑地，水塔中循環水的水溫（約20—32℃）周圍潮濕的環境以及不斷濃縮而形成的營養液，都為肺親和性菌繁殖提供了條件，這種細菌在冷卻塔運行時隨水飄出而進入大氣中，如被人們吸入，便易被感染。

基于上述，除非不準用冷卻水塔，否則肺新和性菌侵入冷卻水中并隨水飄出而進入大氣中是可能的，且又是難于避免的，可是，由于冷卻水塔具有空冷式冷卻設備所不能比擬的優點，在以前、現在乃至將來，它的廣泛應用，已是人們所接受的事實，問題的關鍵是如何采取積極的有效的措施，來抑制肺親和性菌的滋生和繁殖。綜合國內外有關文獻介紹的方法，大致如下：1）定期于冷卻塔循環水中投放消毒（殺菌）劑。2）冷卻塔應定期檢查水質，定期清洗和換水；要降低冷卻水營養化程度需提供較大比例的補充水，做好定期清洗并配合連續溢流（高頻率使用時）和定期放空集水盤內的水（低頻率使用時，可結合清洗工作部分停機放空）是有效可行的方法，定期放空會更節水一些。連續溢流是簡便的，但也是浪費水的運行管理方法。提高濃縮倍數能節水，但要考慮水中雜質和冷卻效率。TDS-水中溶解的總固體含量，不同國家標準不同；不同地區的水質也不同；適量放空量的控制除水質外還需考慮周圍空氣環境等因素。

綜合來說，我們建議補水管路按循環水量的1.1%設計，視水質情況調整；實際運行時，水的消耗是隨負荷大小、環境、管理狀態變化的，在部分負荷時，用水量將減少。

［1］閆杰，孫青.冷卻塔控制策略［J］.智能建筑，2010（05）.

［2］陳祖銘，林琳.空調冷卻塔降噪設計技術探討［J］.制冷，2009（02）.

張甜甜（1980-），女，浙江紹興人，研究方向：冷卻塔技術。