李雅铃
中国建筑技术集团有限公司 北京市 100013
摘要：
冷却塔是中央空调系统冷源中必不可少又非常重要的设备，作为空调冷却水降温装置，冷却水通过冷却塔内部填料与室外大气进行热交换降温,然后输送至主机冷凝器,给冷水机组的冷凝器降温。通过接触的一些实际运行中的案例,由于冷却塔安装位置的错误,而导致系统运行存在问题的案例存在不少,甚至影响冷水机组的正常运行。本文以实际工程为案例,分析冷却塔安装位置的错误原因,并提出解决问题的改造方案,同时提出冷却塔的安装注意事项，希望对相似工程有指导作用。
1 实际工程运行问题简述
1.1 工程概述
某新建办公楼位于山东东营，建筑面积约1.3万平米，设置集中空调系统，冷源为两台螺杆机冷水机组，制冷机房位于办公楼一层设备间内，冷却塔设置在办公楼东侧室外空地上，距制冷机房约100m左右。
2 系统存在问题
夏季运行期间，冷源系统出现一些问题，影响了用户的使用，现将问题简述如下：
（1）运行初期，有些房间未投入使用，末端风机盘管使用率较低，当大部分房间内风机盘管处于关闭状态时，系统制冷量的需求下降，螺杆机组会自动减载，直至其中一台待机。当其中一台冷水机组待机后，其对应的冷却水水泵也会停机，水泵停机的瞬间，冷却水会先减弱而后再增加，瞬间压力变化对于流量开关来说幅度过大，会导致冷却水流量开关误报警、螺杆机组停机。
（2）冷却水在运行过程中，冷却泵在吸入侧压力偏低，导致冷却水管道中出现空气，同时冷却泵吸入侧与出水侧的压差较小，并且在运行过程中明显感觉系统内存在空气。
（3）当环境湿度大于70%，室外温度在34度以上时，冷却塔散热能力降低，长时间运行后，有较大可能导致螺杆机组因冷却水温度过高而报警停机。
二、原因分析
根据现场勘测和对以上运行问题分析之后，目前系统运行不良的主要原因如下：
（1）在系统不运行时，制冷机房内冷却水部分管道处于无水状态。
（2）冷却塔距离制冷机房较远且冷却塔高度不足，在系统满负荷运行时，冷却水泵的吸水管在运行时会有较大负压，当负压值小于水泵汽蚀裕量时，会出现系统内出现空气并且容易发生汽蚀，影响水泵长期运行。
综上所述，引起问题的原因主要是冷却塔距离机房太远和冷却塔高度不足，解决问题的方法应该是尽可能提升冷却塔相对于冷却水系统的高度。
三、解决方案
为保证制冷机组安全、高效运行，需要采取以下解决方案：
1、抬升冷却塔，使集水盘高于冷却水最高点，并留有至少0.5m的裕量，保证无论在冷机运行和停止运行时，冷却水都能充满整个冷却水系统，保证冷却水系统的 “灌注式”吸水。
2、冷却水运行时，应保证冷却水循环泵吸入口处的压力大于水泵的汽蚀余量。
水泵吸入口与冷却塔集水盘之间的高差按下式计算：
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经过以上计算，冷却塔集水盘必须要高于冷却水泵吸入口1.63m，由于冷却水吸入口标高与制冷机房地面高差大约0.4-0.5m，因此需要冷却水集水盘底部距冷却水泵吸入口高差至少为2.13m。
由（1）的A，B，应保证冷却塔与冷却水泵吸入口的高差至少为2.63m，即保证冷却塔距制冷机房室内地面高差至少为3.13m。
修改方案如下图所示：
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四、结论
通过以上案例分析，冷却塔安装位置的选择对保证制冷系统正常运行具有很重要的意义。本文以实际案例为分析对象，提出冷却塔安装的典型问题，并对存在的问题进行理论计算和分析，提出解决方案，同时针对实际建筑空调系统模式，对制冷机组采取不同的控制方案。得出以下结论工相似工程参考：
1、安装要求：
1）.冷却塔位置的选择应结合建筑专业，进行整体规划。为了避免运行时大量热量散热不佳，需要设置在通风良好的场所，同时冷却塔的进风口与建筑物或围墙等应保持一定的距离，确保有足够的控制使新风进入塔内；
2）.冷却塔应安装于空旷的场所以避免声音反射而使噪音扩大。
3）.冷却水泵吸入口应设置在冷却塔集水盘水位以下的位置；且冷却塔出水管一定不能高于集水盘最高水位；
4）.多台冷却塔并联运行时，冷却塔之间应设置连通管，并共用连通水槽；且连通管管径宜比总供、回水的管径放大一号，与冷却塔各出水管都连接方式为管顶平接。
5).对于裙房为商业、塔楼为住宅的商住型建筑，冷却塔宜放置在塔楼项部；对于公共建筑，冷却塔应远离对噪声、振动敏感的房间。条件有限时，应采用低噪声或超低噪声冷却塔，或采取以下措施处理：基础作减振处理，周边做隔声屏，上方做消声导风筒，冷却塔进水管、出水管、补充水管上设置隔振防噪装置。
2、设备选型要求：
(1)在冷却塔设计选型时，需要根据冷却水量、温差、逼近度冷却水质、运行方式及可工布置的冷却塔空间大小和安装条件，通过技术经济比较后确定。同时要根据实际的室外空气参数、冷却水进出口温差等，对名义工况下的冷却水量进行修正，以防冷却塔选型过小。
(2)在冷却塔设计选型时，应考虑当地夏季空调室外计算湿球温度与冷却塔标准工况的差异．充分考虑冷却塔的安装条件，并对各不利因素分析论证，选择适当类型和冷却能力的冷却塔。对于安装位置通风良好的冷却塔，其冷却能力应按冷水机组冷却水量的1. 25倍选取，对于安装位置通风条件不利的冷却塔，应根据其散热不利的程度在此基础上加大冷却塔的冷却能力，并在气流组织上采取有效措施。
3、控制要求：
1、根据每台冷却塔集水潘温度决定每台冷却塔的风机运行台数，可以采用变频控制。
2、根据冷水机组的使用台数，自动匹配冷却塔的运行台数，使冷却塔可以切换运行，不会出现一台连续使用，一台停滞的状态。
3、对于冬季使用的冷却塔，需要设置防冻措施，当冷却塔集水盘的冷却水温度接近零度时，自动开启电加热器，防止集水盘中的冷却水结冰。同时，冷却塔进水和回水干管上应设置旁通管道及控制阀，保证进入制冷机组都冷却水温度不至于过低。
参考文献：
[1]马最良.孙宇辉.冷却塔供冷技术的原理及分析 [J].暖通空调.1998:28-6
[2]吴业正.制冷原理及设备[M].第2版.西安：西安交通大学出版社，1997