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凉水塔类型、关键组件和安全维护问题

凉水塔是利用水和空气将热量从空调系统传递到室外环境的热交换器。最常见的是,它们用于从离开冷却器的冷凝器水中除去热量。凉水塔通常位于屋顶或其他室外场所。由于它们经常不可见,因此通常会被操作和维护技术人员所忽略,从而降低了冷却系统的效率。本文档将帮助您采用最佳实践,以有效地操作和维护凉水塔。
 
凉水塔类型
凉水塔有两种基本类型,即开放式和封闭式(有时称为直接和间接)。
 
开放式(直接)凉水塔
开放式凉水塔将来自冷水机组的冷凝水直接暴露于大气中。将这种热水喷洒到凉水塔中的填充物上以增加接触面积,并且空气穿过填充物。大部分热量通过蒸发除去。蒸发后剩余的冷却水下降到集水盆中,并返回到冷却器的冷凝器中。
 
封闭式(间接)凉水塔
封闭的凉水塔通过塔中的管道循环来自冷水机组的热水。在封闭的塔中,冷却水不会与外部空气接触。仅在凉水塔内循环的水喷洒在管道上,风扇将空气吹过管道。这将冷却管内的冷凝器水,然后将其再循环到冷却器工厂。
 
凉水塔的关键组件
本节说明凉水塔的各个组件如何协同工作。
 
凉水塔类型

配水系统
冷凝水泵将冷水系统产生的热水通过分配管道输送到凉水塔的顶部。在开放式塔中,热水通过喷嘴喷到凉水塔内部的传热介质(填料)上。一些塔通过加压管道给喷嘴供料;其他人则使用集水盆,并靠重力喂入喷嘴。在闭环塔中,冷凝器环路中的水流过塔中的管道,并且没有暴露于外界空气中。用于冷却管道的水仅在塔中循环。
 
在开放式塔中,塔底的冷水收集盆通过传热介质后会收集冷水。冷水被泵送回冷凝器以完成冷却水回路。在封闭的塔中,冷凝水在流经塔中管道时冷却,然后返回冷却器工厂。
 
传热介质(填充)
凉水塔利用蒸发从HVAC系统释放废热。在开放式塔中,来自冷凝器的热水会减慢并散布到整个填料上。一些热水在填充区域或在闭路管上方蒸发,从而冷却水。凉水塔填料通常以波纹状塑料薄板的包装或以网格状支撑的防溅条形式布置。
 
空气流动
大量空气流经传热介质有助于提高蒸发速率和凉水塔的冷却能力。塔式冷却风扇产生该气流。选择凉水塔风扇的大小和空气流量,以在冷凝器水温,水流量和湿球温度的设计条件下实现所需的冷却。
 
凉水塔可能装有螺旋桨式风扇或鼠笼式鼓风机。小型风扇可以直接连接到驱动马达,但是大多数设计都需要通过动力皮带或减速齿轮进行中间减速。风扇和驱动系统与控制系统一起运行,以控制启动/停止和速度。将变速驱动器(VSD)添加到风扇电动机中后,可控制风扇速度并更精确地调节水离开凉水塔时的温度。
 
漂移消除器
当空气流过填充物时,冷却水的小液滴会被夹带,并可能随着残留物或漂移而离开凉水塔。称为除水器的设备可去除残留的水滴。当水滴落在凉水塔上顺风而下的人和表面上时,凉水塔的漂移变得很烦人。高效的除漂移器实际上消除了气流中的漂移。
 
安全问题
水处理
凉水塔水必须定期进行化学处理,以防止有害细菌的生长,最大程度地减少腐蚀,并防止填料上结垢(矿物质沉积)。
 
维修人员
凉水塔通常放置在不稳定的位置,检查端口可以放置在笨拙或裸露的位置。这会造成危险的工作环境。确保执行适当的防坠措施和程序。此外,请始终遵守锁定和挂牌安全程序。
 
高效运营的最佳实践
请始终查阅凉水塔的制造商手册。凉水塔的另一个绝佳信息和标准来源是冷却技术研究所。以下是一些更有效地操作凉水塔的建议:
 
实施预防性维护计划:这包括定期水处理以及机械和电气系统的维护。有关更多信息,请参见下面的凉水塔维护时间表。
 
降低离开凉水塔的水的温度:离开凉水塔的水的温度应与冷水机制造商允许进入冷凝器水的温度一样低。较新的冷水机通常可以承受较低的温度,以防止水从凉水塔中回流。请与您的冷水机制造商的代表或手册进行核对,并将进入的冷凝器水温度(与离开的凉水塔温度相同)设置得尽可能低。
 
同时操作凉水塔:无论运行多少台冷却器,都应将水直接引导通过所有凉水塔。塔式风扇应按要求上演。在大多数情况下,同时运行铁塔将比单独登铁塔消耗更少的能源。此策略对风扇上的VSD尤其有效。当风扇VSD达到40%的速度(可调)时,下一个风扇将启动并并行运行,这两个风扇现在都以20%的最低速度运行。
 
平衡多个塔(或单个塔外壳内的单元)之间以及每个塔或单元内的水分配。水通常仅向下流到塔的一侧,或者一个塔的流量可能比相邻塔的流量大。这增加了返回冷却器的水的温度,并降低了塔的效率。
 
考虑冷凝器水重置策略:离开凉水塔的水的温度设定点应比周围的湿球温度高至少5°F(根据设计可调整)。如果直接数字控制(DDC)系统具有湿球温度传感器,则可以自动完成。否则,操作员应考虑按季节手动调整设定点。
 
在启动凉水塔风扇之前,请关闭旁通阀:确保DDC控制顺序阻止塔扇在完全关闭凉水塔旁路阀之前启动。如果旁通阀未完全关闭,则离开冷却器的热水会短路,流回冷却器的水,给压缩机增加不必要的负荷。
 
趋势记录离开塔的水的温度:使用DDC的趋势记录功能来跟踪离开塔的水的温度。高于正常温度可能表明塔架无法正常运行。
 
维护最佳实践
在运行中的凉水塔内部就像飓风一样。必须对这种恶劣的环境进行定期检查和维护,以获取最佳的系统性能。
 
有效的水处理:有效的水处理可消除有害细菌和生物膜,并控制水垢,固体和腐蚀。放气或排污(一小部分的循环水连续流到排水口以消除溶解的固体)本身不足以控制水垢和腐蚀,并且在控制生物污染方面始终无效。始终建议使用常规化学处理程序来控制生物,水垢和腐蚀。
 
防止水垢沉积:当水从凉水塔中蒸发时,溶解在其中的矿物会作为水垢沉积物留在填料表面上。结垢的形成会阻止热量从水传递到空气,从而降低填充效果。结垢过多是水处理不充分的迹象。
 
防止或清洗堵塞的喷嘴:积聚在水盆中的藻类和沉淀物以及进入冷却水中的过多固体会堵塞喷嘴。这会导致填充物上的水分布不均匀,以及穿过填充物的气流不均匀,从而减少了蒸发。这些问题表明水处理不当和滤网堵塞。套件可替换大口径,无堵塞的设计,以代替较旧的,较小的分配喷嘴或槽。
 
确保足够的空气流通:通过凉水塔的空气流通不良,会减少热量从水到空气的传递。空气流动不良可能是由塔的入口或出口或填充物中的碎屑,风扇和电动机的安装松动,电动机和风扇的排列不良,变速箱维护不良,风扇的螺距不合适,风扇叶片的损坏或过度振动引起的。由于风扇性能不佳而导致气流减少,最终可能导致电动机或风扇故障。
 
确保足够的泵性能:闭环凉水塔使用泵将水输送到管道上以进行蒸发冷却。适当的水流量对于实现最佳的热传递很重要。连接松动,轴承失效,气蚀,滤网堵塞,过度振动以及在设计条件之外操作会导致水流量减少,效率降低以及设备过早失效。
 
描述评论维护频率
凉水塔的使用/排序开启/排序不必要的凉水塔每天
总体外观检查完成总体外观检查,以确保所有设备都在运行并且安全系统到位每天
风扇电动机状况通过温度或振动分析检查风扇电动机状况,并与基准值进行比较每周
清洁吸滤网彻底清洁所有杂物筛网每周
操作化妆水浮球开关手动操作开关以确保正常操作每周
振动每周检查电动机,风扇和泵中的振动是否过大
检查塔架结构检查填充物是否松动,连接,是否有泄漏等。每周一次
检查皮带和滑轮每周调整所有皮带和滑轮
测试水样测试溶解固体的适当浓度和化学成分。必要时调整排污和化学药品。对于开放式塔,每周执行一次,对于封闭式系统,每月执行一次。
 
检查润滑情况确保按照制造商的建议润滑所有轴承每月一次
检查电机支架和风扇叶片是否过度磨损并紧固牢固每月一次
电机对准对准电机联轴器可实现有效的扭矩传递每月
检查除水器,百叶窗和填充物,寻找合适的位置并建立规模,每月
检查喷嘴是否堵塞确保水流过热井中的喷嘴每年
清洁塔架每年清除塔架盆,填充物和喷嘴上的所有灰尘,水垢和藻类
检查轴承检查轴承和传动带是否磨损。根据需要调整,修理或更换。每年
电机状况通过温度或振动分析检查电机状况,确保使用寿命长