水循環方案范文

導語：如何才能寫好一篇水循環方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：液化天然氣；天然氣壓縮機；間冷開式循環冷卻水系統；間冷閉式循環冷卻水系統

中圖分類號：Q949.97 文獻標識碼：A

概述

液化天然氣，是將天然氣凈化冷卻而成的深冷液體，常壓沸點為-162°C，其密度為標準狀態下天然氣的600多倍，體積能量為汽油的72%，輸送和儲存十分便利。我國擁有豐富的天然氣資源，加快發展我國天然氣工業，對緩解我國能源供需矛盾、優化能源結構、改善生態環境、提高人民生活質量、加快城市化建設、保持國民經濟持續健康發展，都具有重要和深遠的戰略意義。目前，液化天然氣已成為我國一門新興的工業而得到迅速發展。本工程即是在此背景下新建的一個液化天然氣生產、儲存和裝運項目。

本工程的裝置分為主生產裝置、輔助生產裝置與公用工程。主生產裝置包括處理規模為100x104Nm3/d液化裝置區、壓縮機廠房等。

本工程的原設計方案采用間冷開式循環冷卻水來冷卻主生產裝置區天然氣壓縮機出口一級、二級壓縮氣體，但由于間冷開式循環冷卻水排污水量較大，大于該項目環評批復要求的污、廢水排放水量要求，因此，業主提請做間冷開式循環冷卻水系統、間冷閉式循環冷卻水系統的技術、經濟比較，為工程的冷卻方案的選擇提供參考，以期在經濟、合理的情況下，盡量減少項目污、廢水排放量，滿足環評批復要求。

1 冷卻系統說明

1．1 間冷開式循環冷卻水系統

間冷開式循環冷卻水系統是指循環冷卻水與被冷卻工藝介質在換熱器中進行間接傳熱，并且與大氣在冷卻水塔中直接接觸散熱。

該系統的優點是冷卻效果好，系統構成簡單，維護檢修方便，防凍措施簡單。

缺點是冷卻水在開式系統中循環，與外界直接接觸，水質容易被污染，造成冷卻水系統結垢、堵塞或腐蝕，使被冷卻設備效率降低，壽命縮短，冷卻水消耗量大，排污量相對較大。

1．2 間冷閉式循環冷卻水系統

間冷閉式循環冷卻水系統是指循環冷卻水與被冷卻工藝介質在換熱器中進行間接傳熱，帶走熱量；在冷卻塔中通過換熱盤管，與大氣和噴淋水間接散熱；循環冷卻水總在一個閉式管路中循環，不與大氣接觸。

該系統的優點是系統中的冷卻水為軟化水，有效的控制水垢的生成，冷卻水在閉式系統中循環，不受外界環境影響而污染，能夠保證循環水質不受污染，很好的保護了主設備，提高了使用壽命，且循環水消耗少。但設備造價相較于開式系統高；寒冷地區冬季防凍要求高；由于循環冷卻水補充水采用軟水或脫鹽水，需要考慮軟水或脫鹽水裝置；噴淋水水質受環境影響較大，當環境空氣質量差或有大風沙天氣發生，則噴淋水需要大比率更換。

2 兩種循環冷卻水方案的技術、經濟比較

2.1 根據項目情況，對兩種循環冷卻水方案做比較分析

原工程冷卻方案采用間冷開式循環冷卻水系統，系統設計循環水量為4,000m3/h，供水壓力為0.55MPa。在此基礎上，請相關廠家做了一個間冷閉式循環冷卻水系統的方案。并將兩個方案的技術、經濟數據列出如下表。

2.1.1 兩種循環冷卻水方案的比較分析結論

根據上述冷卻方案的技術、經濟比較表，可以得出以下結論：

從做兩種循環冷卻水方案的技術、經濟比較的目的來說，是為了減少廢水的排放量，以滿足環評批復的要求。但從表1中可以看出，間冷開式循環冷卻水系統的循環冷卻水排污量為24m3/h，為循環水量的0.6%；而間冷閉式循環冷卻水系統的循環冷卻水由于是在一個閉式管路中循環，不與外界接觸，所以基本沒有排污量，但對于外循環的噴淋水，由于其與開式系統的循環水一樣，與外界環境接觸，因此噴淋水存在排污，排污量為19.26 m3/h，為噴淋水循環水量的0.4%；就排污量而言，間冷閉式循環冷卻水系統的排污量相對較小，但兩者差距不大，無法滿足環評批復的排水量要求。

從工程投資成本來說，間冷閉式循環冷卻水系統的設備費即是間冷開式循環冷卻水系統的總投資的2.7倍，并且因為需要采用軟化水或脫鹽水來為循環冷卻水補水，需另上一套軟化水或脫鹽水裝置，不經濟；從工程運行費用來說，兩者噸水運行費用相差不大。

綜上所述，為滿足該項目環評批復的污、廢水排放量的要求，將間冷開式循環冷卻水系統改為間冷閉式循環冷卻水系統，無論是從排污量上考量，還是從投資、運行費用上考慮，都不經濟、合理。因此，針對該項目，不建議采用間冷閉式循環冷卻水系統，采用間冷開式循環冷卻水系統比較經濟、合理，或采用風冷系統。

結論

近年來，間冷閉式循環冷卻水系統在高科技工廠、化工工廠等24小時運行不能中斷的設備以及運行環境惡劣的場合被廣泛使用，有其優點及應用價值。但從排污量上來說，與間冷開式循環冷卻水系統相比，沒有絕對的優勢。因此，應根據項目情況，結合實際，合理的確定循環冷卻水方案。

參考文獻

篇2

循環冷卻水系統為敞開式循環冷卻水系統，在長期運行中與空氣接觸，空氣中灰塵、雜物等進入系統中，水中有機物及適宜的溫度，菌藻滋生、繁殖速迅，長期運行后生成大量生物粘泥及軟垢附著在冷卻設備、輸水管線等內壁，影響到冷卻設備的冷卻效果及輸水管線的暢通，也會引起冷卻設備、輸水管線垢下腐蝕。

. 循環冷卻水系統的冷卻水在不斷地循環運行，水的蒸發、溫度升高、流速變化，各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物和微生物的進入等，以及設備和水的相互作用等多種因素的綜合作用，產生水垢附著、設備腐蝕和微生物的大量滋生，并由此引起設備的腐蝕穿孔和泄漏、冷卻效率的降低和產量的下降以及粘泥污垢堵塞管道等危害.

沉積物（主要是垢）的析出和附著

一般天然水都溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發生水垢附著的主要成份。

在直流冷卻水系統中重碳酸鹽的濃度較低。在循環冷卻水系統中，重碳酸鹽的濃度隨時著蒸發濃縮而增加，當其濃度達到飽和狀態時，或者在經過換熱器傳熱表面使水溫升高時，會發生下列反應：

Ca（HCO3）2=CaCO3+CO2+H2O

冷卻水經過冷卻塔向下噴淋時，溶解在水中的游離CO2要逸出，這就促使上述反應向右方進行。

CaCO3沉積在換熱器傳熱表面，形成致密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。不同的水垢，其導熱系數不同，但一般不超過1.16w/（m2?k），而鋼材的導熱系數為45 w/（m2?k），可見水垢形成，必然會影響換熱器的傳熱效率。

水垢附著的危害，輕者是降低換熱器的傳熱效率，影響產量，增加能耗，嚴重時，則換熱器、管道被堵。

2.設備腐蝕

“系統”中大量的設備是金屬制造的，長期使用循環冷卻水會發生腐蝕，減少設備使用壽命甚至穿孔，造成安全隱患。其腐蝕的原因是多種因素造成的。

(1)均勻腐蝕 (2)點蝕

(3)侵蝕 (4)選擇性腐蝕

(5)垢下腐蝕 (6)縫隙腐蝕

(7)水線腐蝕 (8)開裂腐蝕（應力腐蝕開裂）

1）冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕

系統中，水與空氣充分接觸（以便降溫），因此水中溶解的氧可達飽和狀態。當換熱器與溶有O2的冷卻水接觸時，由于金屬表面的不均一性和冷卻水的導電性，在金屬表面會形成許多腐蝕微電池，微電池的陽極區和陰極區分別發生氧化反應和還原反應，促使微電池中的陽極區的部分金屬不斷溶解而被腐蝕。

2）有害離子引起的腐蝕

循環冷卻水在濃縮過程中，除碳鹽濃度隨濃縮倍數增長而增加外，其它的鹽類如氯化物、硫酸鹽等的濃度也增加，當Cl-和SO42-離子濃度增高時，會使金屬上保護膜的保護性能降低，尤其是Cl-的離子半徑小，穿透性強，容易穿過膜層，置換氧原子形成氯化物，加速陽極過程的進行，使腐蝕加速，所以氯離子是引起點蝕的主要原因一。

3）微生物引起的腐蝕

由于微生物排出的粘液與無機垢和泥砂雜物等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕。此外，在金屬表面和沉積物之間缺乏氧，因此一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當水溫為20~50℃下繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽，產生H2S，引起設備腐蝕其反應如下：

SO4 2-+8H+ + 8e =S2- + 4H2O + 能量（細菌生存所需）

Fe2+ + S2- = FeS

硫酸鹽還原菌（SRB）是一種弧形狀厭氧性細菌，在它體內有一種過氧化氫酶，在厭氧條件下還原硫酸鹽生成硫化氫而獲得生存能力。SRB廣泛存在于水中及土壤中，在PH 5.5～8.5,溫度20～50℃下，以硫化物作營養源在厭氧條件下最適宜繁殖。SRB是金屬的微生物腐蝕中最普遍、最嚴重，也是最引人注目的菌類，它對金屬的腐蝕主要是通過陰極去極化作用，加速腐蝕過程。

作為腐蝕產物FeS沉積在金屬表面上，與沒有被硫化亞鐵覆蓋的金屬又構成腐蝕電池，這使SRB的腐蝕更加嚴重。據文獻報導，在最佳期生成條件下，SRB對碳鋼腐蝕率最大可達100密耳/年。

SRB造成的腐蝕是強烈的局部點腐蝕，在點腐蝕區通常充滿黑色的腐蝕產物，其下面的金屬表面通常是光亮而活潑的。

4)銅管脫鋅腐蝕

這是電力系統及其它有黃銅換熱器企業最常見的腐蝕形式，凝汽器使用最多的銅材為黃銅，黃銅的脫鋅腐蝕是最常見的腐蝕形態，它包括均勻型層狀脫鋅和局部型栓狀脫鋅，但主要為局部型栓狀脫鋅腐蝕，該腐蝕易造成局部穿孔，因此危害性較大。黃銅脫鋅腐蝕反應式如下：

陰極：1/2O2+H2O+2e2OH－

陽極：Zn•CuCu2＋＋Zn2＋＋4e

Cu2＋在表面聚集，與金屬本體發生置換反應如下：

Cu2＋＋Zn•CuCu＋Zn2＋

銅管脫鋅后的腐蝕產物可能為Zn（OH）2，ZnCO3•Zn（OH）2等并覆蓋在腐蝕點上，腐蝕產物加劇了管壁上水垢的形成和固體顆粒的沉積，沉積物下面的金屬因缺氧而成為陽極，與周圍部分形成氧的濃差電池而出現潰瘍型脫鋅，此潰瘍深入金屬內部起到完全穿透。

3.微生物的滋生和粘泥

循環冷卻水中的微生物一般是指細菌和藻類，在新鮮水中，一般來說細菌和藻類都較少。但在循環水中，由于養分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件。大量細菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中飄浮的灰塵雜質和化學沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉積物粘附在換熱器的傳熱表面上。粘泥吸附在換熱器管壁上，除了會引起腐蝕外還會使冷卻水的流量減少，并降低換熱器的冷卻效率，嚴重時，會將管子堵死，迫使停產清洗。

次氯酸鈉是強氧化劑和消毒劑，可以有效去除循環水中細茵和病毒的數量，控制水中藻類的毓，去除水中的臭味，提高水的澄清度。次氯酸鈉發生且工作原理為：

配制一定比例的食鹽水，插入電極，在一定電壓下，食鹽溶液由于離子的移動和電極瓜發生導電作用氯根、氫氧根等負離子向陽極移動，鈉離子、氫離子向陰極移動。

鹽水溶液電解過程可用下列議程式表示：

NaclNa++cl-

陽極電解作用：

陰極電解作用：

在無隔膜電解裝置中，氫氣從溶液里向外逸出，對溶液起到一定的攪拌作用，使電極間的電解生成物發生一系列化學反應，反應方程式如下：

2Nacl+2ho=2NaOH+h2

在無隔膜電解裝置中，溶液的總議程式即為上述兩方程式相加：

F：法拉第電解常數

次氯酸鈉發生器用作循環水殺茵滅藻平面圖如下所示：

次氯酸鈉發生器建成至今損壞嚴重，1、電路及電路控制系統應重新安裝。

2、為向循環水中加藥需要新鋪設管道至循環水如圖所示。

3、電極向安裝至今未處理，需解體對電極進行預處理。

調試步驟：

1、將固體鹽（食用鹽或工業鹽）倒入定量溶鹽箱中，加水至定量位置，用機械充分攪拌，街鹽全部溶解，停止攪拌，靜置10分鐘，打開排放閥門，進入儲液備用。

2、讓鹽液流入電解槽、并調整流量計，將轉子調至設備所需的流量流量刻度上，打開電源，電解工作開始，再旋轉整流器分線開關，將直流電流與電壓調至設備的規定值，同時調節好冷卻水，將循環電解槽末槽的電解液溫度控制在20~35℃之間。

調試時應注意：

1、3%鹽液配比應準確（濃度可偏高至3.5%），鹽液需經沉淀后才能使用，否則會因大量結污堵塞管道和電極，使設備不能正常工作。

2、應保持導線接觸良好，以免在大電流作用下，接頭發熱，導線的 配用規格，應滿足設備規定的直流電流值需要，否則將影響設備的正常工作。

3、注意直流電源極性接線，正級（+）接陽極，負極（-）接陰 極，如反接會損壞電極。

4、經常注意觀察鹽液及冷卻水的流通情況，嚴防污垢堵塞電 解槽通道及排放流通管道。

5、設備運行時，應經常觀察電解電流與電壓是否符合規定值。

6、設備每運行20―30小時，利用自動停機的間隔，將鹽水閥關閉，將電解循環槽中余氯排空，打開沖洗閥門進行反沖洗一次（約3~5分鐘），防止電解循環槽中污垢大量沉積，影響電解效果，沖洗后，關閉沖洗閥及排空閥，打開鹽水閥，設備即可自動運行。

7、在電解運行中，有效氯含量應控制在1%以內，含量太高可適當降低電解液（鹽水）濃度或加大氯排放量、否則對電極的壽命有影響。

運行中技術指標。

次氯酸鈉用于循環殺茵滅藻，水中濃度應控制在2g/m3―5g/m3。

次氯酸鈉發生器出力3g/m3。

循環水總量4000m3.

則一次加藥27―67h，加藥間斷進行，每20―30min清潔一次電極及管道。

加藥次數視季度及具體情況。

夏季，每15―20天一次。

冬季，每20天一次。

篇3

進入英保設備有限公司工作，市場銷售部擔任銷售工程師職務，主要工作是針對不同客戶的不同要求提供不同的水處理方案。由于公司在水處理行業內的業務優勢主要在循環水處理上，而循環水主要集中在暖通空調領域，所以在近半年的工作時間里，接觸了大量與暖通空調水循環系統相關的水處理流程及裝置，如鍋爐給水工藝中的全自動軟化水裝置、海棉鐵除氧器、反滲透裝置，循環水管路中的過濾器、電子除垢儀、全自動加藥裝置等等。

除此之外，重點學習公司從引進的國際上最先進的用于暖通空調水循環系統的脫氣除渣系列產品，赴學習考察之后，掌握了應用于暖通空調水循環系統的脫氣除渣產品內涵。

被外派公司辦事處工作，由于業務需要。擔任銷售主管職務，主要工作是針對不同的暖通空調水循環系統提供不同的脫氣除渣方案。為了向暖通空調系統設計師和系統集成商提供更好更合適的脫氣除渣方案，系統地學習了與暖通空調水循環系統相關的系統知識及相關設備知識，系統知識包括中央空調系統設計教程、制冷與低溫技術原理、住宅分戶采暖系統教程等等，相關設備包括鍋爐、換熱器、散熱片、水泵、冷凍機、風機盤管、冷卻塔、平衡閥等等。此基礎上，已經可以熟練地向不同要求的客戶提供不同的合適的水循環系統脫氣除渣方案。

篇4

在模具注塑過程中，模溫的變化會對塑膠制品的品質和生產周期造成影響。從品質方面看，模溫會對塑膠制品的收縮變形率、尺寸穩定性、機械強度、應力開裂和表面質量等方面造成影響;從生產周期方面看，注塑過程中模具的冷卻時間占到整個注塑周期的60%以上，因此，在確保注塑質量的前提下，縮短塑膠制品的冷卻時間可提高注塑生產效率。

在現行技術中，注塑模具中設置的冷卻管道均適用于大型零件的注塑生產，其冷卻管道的結構設計復雜，控制方式繁瑣，且制備成本高。對于中、小型零件的注塑卻并不適用，容易造成人力及生產資源的浪費。

二、方案設計

（一）結構設計

圖1為本設計適用的注塑模具的結構示意圖;圖2為本設計提及的注塑模具中冷卻管道的結構示意圖;該注塑模具包括上模1和下模2，合模時內部形成注塑模腔3;上模1的頂部開設注料孔4，上、下模內分別設置冷水循環管路5，兩條冷水循環管路5在上、下模合模時導通;上、下模內的冷水循環管路5由連接管道6連通，連接管道6之間采用管孔連接;下模2的結合面上設置凸管7結構，上模1的結合面上設置凹孔8結構;凸管7與凹孔8為上、下連接管道的結合端口，兩者配合連接時可實現連接管道6的導通。

上述冷水循環管路5為環形管結構，設置在上、下模的中部，與模具外壁和注塑模腔3之間的距離比約為2：1;下模2內的冷水循環管路5的左端部開設入水孔10;上模1內的冷水循環管路5的左端部開設出水孔9;入水孔10和出水孔9設置在同側。

本設計的工作流程為：首先，冷水在外置水泵作用下從入水孔10流入，按逆時針方向流動;然后，經連接管道6進入上模1內的冷水循環管路5;最后，按順時針方向流動，并從出水孔9流出。冷水在管道內流動過程中，注塑過程中產生的熱量被帶走，塑膠制品的冷卻效率得到提升;實驗證明，被帶走的熱量與冷水循環管路5的內徑、水流速度及通流時間有關。

圖1

（二）制備工藝設計

如圖2所示，模具中的冷水循環管路5采用鉆孔工藝進行制備。一條冷水循環管路需進行三次鉆削加工，包括兩次橫向鉆削和一次縱向鉆削，可制得兩條橫向孔11和一條縱向孔12;橫向孔11和縱向孔12均為不通孔，縱向孔12與兩橫向孔11的末端連通;上述孔洞的開口端均在車床上加工出管螺紋結構，橫向孔11中的一個開口為入水孔或出水孔，其端部安設水管后與水泵相連，另一個開口使用密封螺栓13進行封閉;縱向孔的開口同樣使用密封螺栓13進行封閉。

圖2

結合圖1所示，上、下模之間還需鉆削加工出連接管道6，其開口分別設置在上、下模的結合面上，連接管道6的末端分別與冷水循環管路5的橫向孔10導通;下模2段的連接管道的開口處設置凸管7結構，該結構的材質選用不銹鋼，凸管7與連接管道之間通過焊接工藝連成一體;上模1段的連接管道的開口處設置凹孔8結構，該結構與凸管7配合;當上、下模閉合時，兩者之間依靠間隙配合以實現連接管道6的密封性。

上述冷水循環管路5與連接管道6共同組成冷水循環系統，該系統中管孔孔徑的常見規格為：8mm、10mm、12mm、15mm及20mm。

（三）實施方案設計

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關鍵詞：熱水泵汽蝕；熱水循環系統；熱水泵故障分析

作者公司乳化產品工藝生產線的輸送管路部分對介質的溫度有較高的要求，因此輸送管路要求伴熱溫度在95±3℃，伴熱系統選擇的是熱水循環系統，整個系統由熱水箱（采用蒸汽加熱），管路、泵和閥門組成，目前這套系統已在十多條生產線上得到推廣應用。但在實際生產使用過程中，我發現很多工廠在熱水的溫度超過95℃時，熱水循環泵的運行狀態出現不穩定，具體表現為振動和噪音加大，輸出流量出現異常波動，輸出壓力降低等，根據這種現象初步判斷為泵出現了明顯汽蝕。根據掌握的知識，作者大致分析了汽蝕的發生過程：水汽化時的壓力稱為汽化壓力（飽和蒸汽壓力），它汽化壓力的大小和溫度有關，溫度越高，由于分子運動更劇烈，其汽化壓力越大。20℃清水的汽化壓力為233.8Pa，而100℃水的汽化壓力為101296Pa（一個大氣壓）。可見，一定溫度下的壓力是促成液體汽化的外界因素。液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產生氣泡。這種氣泡會降低泵吸入端的壓強，當泵吸入壓強降到水的飽和蒸汽壓以下時，液體又會產生氣泡。氣泡聚集在一起，會在泵腔內在泵殼內形成一個充滿蒸汽的空間，隨著泵旋轉，氣泡進入高壓區。由于壓差的作用，氣泡受壓破裂而重新凝結，在凝結的一瞬間，質點互相撞擊，產生了很高的局部壓力，如果這些氣泡在金屬表面附近破裂而凝結，則液體質點就象無數小彈頭一樣，連續擊打在金屬表面，使金屬表面產生疲勞和裂紋，甚至局部產生剝落現象，使葉輪表面呈蜂窩狀，同時氣泡中的某些活潑氣體如氧氣等進入到金屬表面的裂紋中，借助氣泡凝結時放出的熱量，使金屬受到化學腐蝕作用，上述現象即為汽蝕。汽蝕現象產生時，泵將產生噪音和振動，使泵的揚程、流量、效率的性能急劇下降，同時加速了材料的損壞，縮短了機件的使用壽命，因此需要極力避免和消除汽蝕現象。為了驗證分析是否正確，我們通過以下計算來進行理論分析。

作者公司一直選用的熱水泵型號為上海中耐制泵有限公司生產的IRG型單級單吸立式熱水循環離心泵，適用于能源、冶金、化工、紡織、造紙，以及賓館飯店等鍋爐高溫熱水增壓循環輸送及城市采暖系統循環用泵，使用介質溫度不超過120℃。1、吸入壓力≤1.0MPa，或泵系統最高工作壓力≤1.6MPa，即泵吸入口壓力+泵揚程≤1.6MPa，泵靜壓試驗壓力為2.5MPa，整體采用鑄鐵結構，密封處為機械密封。

為了驗證分析，選取我公司最常用的IRG25-160A這款泵，其標稱流量3.7m3/h，汽蝕余量2.3m。同時，為方便計算，設定兩個假定條件：1、泵所在區域的海拔高度為0米，即大氣壓為標準大氣壓101.3KPa，10.33m水柱為例。2、熱水保持恒溫98℃。

水箱的體積為600mm×1000mm×800mm（長×寬×高），容積0.48m3。水箱四腳支撐高度200mm，水位一般會定在80%的水箱高度，可以得出水箱水面的高度為840mm。水箱出水口與泵的進出水口的中心高度200mm，中間連接有一段長500mm的1寸鍍鋅管，在水箱出口上裝了一個手動球閥，規格DN25，整體進水長度為570mm，屬于簡單管路系統。

收集了以上的信息，下面我們開始驗證分析結果。

通常情況下，泵的特性表上標明的汽蝕余量是按20℃清水的輸送條件下測定出來的。可以根據提供的汽蝕余量，計算出泵的允許吸上高度：

泵的額定流量為Q=3.7m3/h，1寸鍍鋅管外徑33.7mm，壁厚3.2mm，內徑d=27.3mm，內截面積 ，進一步計算出水的流速： ，而98℃時水的運動粘度υ=0.32×10-6 m2/S。

故通過流速可以計算出雷諾數：雷諾數 ，因此可以判斷出管路里水流狀態為紊流。

因此可以計算出沿程管路的水頭損失：

式中λ為水力摩阻系數，根據舍維列夫進行的鋼管及鑄鐵管的實驗，提出來計算過渡區及阻力平方區的阻力，新鋼管 。代入各項參數，計算得hf=0.16m，泵的允許吸上真空高度

現在輸送的是約98℃的熱水，98℃下水的飽和蒸汽壓為94.3KPa，9.6m水柱即Hv=9.6m。0海拔對應Ha=10.33m。

于是[Hs]=Hs+Ha-10.33-（Hv-0.24）=-2.21m，Hg=[Hs]-0.5（安全量）=-2.71m

按照這個計算結果，熱水罐的液面高度需要高出泵進口2.71m。如果吸入管路更長，或者彎頭更多，則其高度還需要提升。針對這個計算結果，我們在現場進行了糾正，將一樓零平面上的熱水罐移置到二樓，二樓標高3.5m，泵仍在原位，取水口在罐子下方，相當于吸入管路長度增加了3.5m，液位高度也增加了3.5m，并增加一個彎頭。

按照重新布置計算新的hf1=1.27m，泵的允許吸上真空高度Hs1=6.04m，[Hs]=3.32m。而實際的液面高度為4.3m，高于計算的最低液面高度，因此理論上是可行的。

經公司技術會上討論后，制定了整改方案，將熱水罐移置到二樓，重新連接水管。完工后我們開始了熱水系統的測試。

先開啟熱水循環泵，熱水開始升溫。最后的結果證實了我們的推測。水溫升到98℃時熱水循環泵仍能保持平穩狀態運行，振動和噪音明顯減小，出口壓力較平穩，成功的解決了困擾公司的一個生產難題。

結論：

熱水循環系統，在熱水罐和熱水循環泵的安裝上，要考慮水在高溫狀態下其飽和蒸汽壓的降低，此外還會出現閃蒸問題（水在一定壓力下加熱到一定溫度，然后注入下級壓力較低的容器中，突然擴容使部分水汽化為蒸汽的過程稱為閃蒸），閃蒸會加劇泵的汽蝕。當出現汽蝕時，可以從以下途徑著手：

1.減少吸入管路的長度，盡量減少彎頭和閥門的數量，以減小水的沿程水頭損失。

2.吸入管徑要求不小于泵的吸入口通徑。也可以適當增大一級管徑，可降低吸入端水的流速和吸入的水頭損失。

3.提高熱水液面高度，以提高吸入端壓力。

4.離心泵更換為自吸能力更強的型號，或者自吸泵。

總體來說，第3條方案是個投資節省同時易于實施的方案，因此我們采用了第三條。這四條可以因地制宜采用其中的一種或者同時幾種，直至改善泵的運行狀態，消除汽蝕現象。

參考文獻：

[1]王宇清.流體力學 泵與風機.中國建筑工業出版社，2001.12

[2]中國國家標準.GB/T3091-2001低壓流體輸送用（鍍鋅）焊接鋼管

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關鍵詞：振沖碎石樁沉淀泥漿水循環利用

0 前言

振沖碎石樁是利用在地基中就地振制的碎石快速加固松軟地基的方法。它是利用起重機吊起振沖器，運用振沖器中的潛水電動機帶到偏心塊，使振沖器產生高頻振動；同時開動水泵，使高壓水通過射水泵管噴嘴噴射高壓水流沖擊孔底，在邊沖邊振的聯合作業下，將振沖器沉入預定深度并形成鉆孔；再在清孔后向孔內分批填入碎石來制作成樁[1]。樁土與原來的粘土構成復合地基，以提高其承載力、增強穩定性、減少沉降量，同時還顯著地增強其抗震性能，無論是公路、橋梁、堤壩和房屋等建筑的軟基均可采用振沖碎石樁處理成復合地基以滿足工程的使用與抗震的要求。

1 振沖碎石樁施工中存在的問題

近幾年來振沖碎石樁在高層建筑地基的加固及處理中也得到了廣泛地應用。它具有技術可靠、設備簡單、操作技術易于掌握、施工簡便快速、工期短、既不用水泥,又不用鋼材,加固后地基承載力有顯著提高等優點。適用于中、粗砂和部分細砂或粉砂土地基、特別適用于沿海地區的砂質土地基。然而，由于振沖碎石樁的成樁機理，成樁過程勢必用水量很大，當然必定會產生大量的泥漿。

振沖碎石樁施工的兩大技術難題一是泥漿排放量大、污染環境，若采取外運處理方式運輸成本較大，在一定程度上又影響施工進度；二是施工用水量大。若能采用沉淀泥漿后集中外運水循環利用的方式，將會大大減少泥漿的外運量，節約了成本同時加快了施工進度，另一方面水的循環利用也解決了施工用水的難題，具有明顯的技術效益和經濟效益。

2 泥漿排放總體方案

在指定的排污場地開挖作為沉淀池，在振沖樁施工現場設置臨時集漿池收集泥漿，排至泥漿中轉池（如機組距離泥漿進行沉淀較近，可不設中轉池），然后從中轉池用泥漿泵通過管道將泥漿排至泥漿沉淀池。設置兩級泥漿沉淀池，施工產生的泥漿經兩級沉淀后使用清水泵將分離出的清水抽至各施工機組，循環使用，這樣既節約資源，又能保證泥漿的處理效果，不對環境造成污染。

圖1 泥漿處理流程圖

3 泥漿排放處理系統布置

3.1泥漿收集系統

(1)在指定地點挖好臨時集漿池。

(2)將整個施工場地劃分成若干小施工區域，每個施工區域一臺施工機組，且每個小施工區設置一個小泥漿坑，機組施工產生的泥漿通過排漿溝直接排至小泥漿坑。

(3)用泥漿泵將小泥漿坑內泥漿排至臨時集漿池。

(4)在臨時集漿池上架設大功率排漿泵與泥漿中轉池相連，設專人進行看護。

3.2泥漿中轉輸送

施工機組的泥漿通過臨時集漿池輸送至泥漿中轉池。臨時集漿池的泥漿通過3PNL型泥漿泵抽至泥漿中轉池，泥漿中轉池用3PNL泥漿泵通過管道輸送至泥漿沉淀池。

3.3泥漿沉淀池設計及開挖

泥漿沉淀池容量以能滿足以上泥漿排放量及排放強度估算量的要求，并有不小于10％的設計安全儲備量。泥漿沉淀池采用機械開挖，圍筑土堰應分層夯實。

圖2 泥漿沉淀池斷面圖

3.4清水循環利用

泥漿沉淀池內上部清水通過沉淀池另一端部預埋ø150管自由分離至清水池，用清水泵將分離出的清水抽至施工現場供各施工機組，循環使用。為保證水的循環效果，清水池宜為砌筑而成的水池，不宜為土坑。

3.5安全防護

為保證人員和設備的安全，防止進入施工現場的人員或物體掉入集漿池或泥漿中轉池或泥漿沉淀池或清水池，在各池的周圍搭設1.5米高防護欄桿并設警示標志和燈光。設專人24hr晝夜巡視中轉池、排漿管道和泥漿池，發現管道、圍堰隱患險情及時采取補救、堵漏或加固措施，防止泥漿漫流。

4 結論

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關鍵詞：循環水改造；注塑成型車間；水冷卻系統

中圖分類號：X756　文獻標識碼：A　文章編號：1009－2374(2011)19－0016－02

注塑成型車問是工廠耗水、耗電較多的單位之一，在環保意識日益提高的今天，傳統的不加控制的生產方式已越來越不適應今天的生產形式。為了有效利用現有資源，能過對目前線路的分析，改進車間的水循環系統，有效地改善了設備及模具的冷卻效果，同時降低了水耗。

一、方案背景及內容

1.現狀分析。公司建廠時將整個成型車問的循環水系統用兩臺水泵供壓，依次循環各臺設備后流入冷卻塔，以目前第一排10臺設備的冷卻效果為例(如下圖所示)，處于供水最未端的10#注塑機由于回水的背壓最大(因為1～9號機臺產生的回水會在管路中形成紊流，在管路中形成壓力)，且進入機臺的水壓也最小(壓力在管路中會損耗，且管路越長損耗越大)導致注塑機和模具的循環水流量偏低，造成機臺和模具的冷卻效果不佳；而處于最先位置的1#機的情況與10#號完全相反，壓力最大，回流最容易，冷卻效果“富余”。目前為了保證機臺冷卻效果，在天熱時為了保證10#機左右的機臺的冷卻效果，在熱天時放掉部分系統中的水，加入自來水或加入冰塊降低系統水溫，造成一定的浪費及操作上的不便。

2.改善方案。將整個管路系統改造到如圖所示的狀態，出水管增加半截水管，單獨形成一個半環形水路，將原先的冷卻系統“先前先出”改成“先進后出，后進先出”，如下圖所示。最開始一臺設備的進入水最先進來，出水最后出，最后一臺機臺距離蓄水池最近，出水管路的背壓最小，有利于冷卻水回到系統。這就有效的保證了各機臺的冷卻效果一致，避免前面機臺冷卻“富余”，后面機臺冷卻“不足”的情況。

在管路改進的同時給所有的管路安裝流量計，實現冷卻水管理數據化、可視化。

二、方案實施過程

1.方案負責部門。方案由制造部完成設計，并和基建部門就施工的方案進行討論，制定出最快最佳的改進方案。

2.方案施工部門及周期。整體施工由基建部門進行負責，施工周期兩周。設備部門協助。

三、方案實施效果

1.方案實施完成后，各臺設備的冷卻效基本一致且效果良好，這幾天盡管氣溫達到了36℃，但所有機臺運轉正常，沒有出現先前機臺冷卻不足等不良影響，這樣所有機臺的冷卻水都能回到系統中，不用排放到下水道中，節省了用水。也不需要進行額外的操作，保證了生產的流暢。

2.使注塑機和模具能夠正常的冷卻，減少質量隱患。因為機臺冷卻改善，機臺很少因系統冷卻不佳而出現問題，產品質量也較以前有了較大的改善。

整個回路改造花費用2萬元，一年就可收回投入成本。

四、項目實施總結

注塑車問的循環水路是以前極易忽視的一個問題，有些是先天設計不足導致后續生產上極大的麻煩，等到出了問題才開始想辦法解決，既增加了工作上的麻煩也增加了后續的投入，其環保成本也是驚人的，而通過目前車問的改造，較小的投入成本達到了以下幾個效果：

1.提高管路系統末端設備的水壓，不增加額外的水泵或其他操作改善循環未端冷卻。

2.循環水可以回入系統中，不造成水的浪費(較大的環保收益)

3.將注塑機臺和模具的冷卻水流量目視化，便于管理。

篇8

【關鍵詞】深井降溫系統;運行原理;水壓試驗;調試

一、井下降溫系統原理概述

張雙樓煤礦井下降溫系統安裝具體方案：

1.在-500水平設置HEMS-T換熱工作站，從礦井涌水中提取冷量，供給HEMS-PT壓力轉換工作站；

2.在-750水平設置HEMS-PT壓力轉換工作站，用以降低設備承受壓力，并將熱量傳遞給HEMS-I降溫工作站；

3.HEMS-I降溫工作站出來的冷凍水直接供給HEMS-II系統；

4.在-1000水平設置HEMS-II降溫工作站，對-1000高溫工作面和掘進斷頭進行降溫；

5.在地面設置HEMS-III熱（冷）能利用工作站，從排水泵房排出的水進入井上HEMS-III系統取代燃煤鍋爐，提取礦井水中的熱（冷）能，取代地面鍋爐系統進行供熱。整個系統實現井下制冷，地面供熱。

整個系統是由上循環系統、下循環系統及風循環系統組成，其中上、下循環系統是閉路循環系統，循環介質是水體，而風循環系統是開路系統，HEMS-Ⅰ為制冷工作站，其主要功能是從井下冷源中提取冷量，HEMS-PT壓力轉換系統起到承上啟下的作用。井下降溫系統工作原理如圖1所示：

二、調試方案

1.本調試方案共分為三大部分：充水、試運轉、負荷調節。整個降溫系統試調試方案以分單位分階段投運為原則，分步實施、分段分區完成，先獨立系統試投運然后再電氣、水泵、風機、HEMS-PT、HEMS-I、HEMS-Ⅱ等聯合試投運。

2.張雙樓整個管網及設備調試順序：

a井下-500到-750冷卻水一次側循環系統注水試壓，靜壓穩定后開泵試循環動壓。b東-750到-838冷凍水循環系統注水試壓，靜壓穩定后開泵試循環動壓。c東-750內部冷卻水二次側循環系統注水試壓，靜壓穩定后開泵試循環動壓。d西冷卻水二次側循環系統注水試壓，靜壓穩定后開泵試循環動壓。e西-750到-1000冷凍水循環系統注水試壓，靜壓穩定后開泵試循環動壓。

三、水壓試驗

a降溫管網的管道和設備、硐室內的管道和設備等，應按設計要求做嚴密性試驗和強度試驗。強度試驗壓力為1.5倍設計壓力，嚴密性試驗壓力為1.25倍設計壓力，且不低于1Mpa。b管道水壓試驗以潔凈水作為試驗介質。c試驗系統應有可靠的排水系統。d充水時，應排盡管道及設備中的空氣。e當試驗過程中發現滲漏時，嚴禁帶壓處理。清除缺陷后，應重新進行試驗。f試驗結束后，應及時拆除試驗用臨時加固裝置，排盡管內積水。排水時應防止形成負壓，嚴禁隨地排放。g試驗結束后，泄壓至0.2Mpa 后，轉入清洗程序。h試驗合格后，填寫強度、嚴密性試驗記錄。

四、充水安排

a充水前，充水值班人員全面檢查使所有閥門處在關閉位置。然后按流程順序由后向前依次開啟充水流程中應該開啟的閥門（含放氣閥），最后按充水指揮的指令開啟清水閥門開始向供回水管線內充水。b充水一經開始，沿線要派巡回檢查人員巡查管線，發現異常立即報告領導小組采取有效措施及時處理。c經多次高點放空排盡空氣后，充水管線管壓與清水管壓一致時可判斷管線充水已滿。d高點放氣閥也按10min排氣一次方法操作，放氣次數不少于三次至排盡空氣。e水箱做滿水試驗，以無滲漏為合格。

五、電氣及其操作控制系統調試

a按電氣原理圖和安裝接線圖進行，設備內部接線和外部接線達到應準確無誤。b按電源的類型、等級和容量、檢查或調試其斷流容量、熔斷器容量、過壓、欠壓、過流保護等，檢查或調試內容均應符合其規定值。c按設備使用說明書有關電氣系統調整方案和調試要求，用模擬操作檢查其工藝動作、指示、訊號和連鎖裝置應正確、靈敏和可靠。d經上述各項檢查或調整后，方可進行機械與各系統的聯合調整試驗。

六、以HEMS-I制冷工作站調試為例

1.管路清洗

本工作站安裝完畢，并試壓滿足要求后，即進行管路的清洗工作，目的是清除管道內殘留的焊渣等雜質，凈化系統循環水體。

2.冷卻水管路清洗

a關閉HEMS-I制冷器機組冷凝器進出水閥門；b打開HEMS-I制冷器機組冷凝器旁通閥門；c關閉所有泄水閥；d冷卻水管道注水；e打開排氣閥，確認管道內氣體排完后關閉排氣閥；f關閉冷卻水泵1的進出口閥門；g開啟冷卻水泵2，運行12h；h打開冷卻水管路上的排污過濾器及除砂器等水處理設備，清除雜物后關閉；i關閉冷卻水泵2的進出水口閥門；j開啟冷卻水泵1，運行12h；k打開冷卻水管路上的排污過濾器及除砂器等水處理設備，清除雜物后關閉，示過濾情況來決定是否繼續進行冷卻水管道清洗。

3.冷凍水管路清洗

a關閉HEMS-I制冷器機組蒸發器進出水閥門；b打開HEMS-I制冷器機組蒸發器旁通閥門；c關閉所有泄水閥；d冷凍水管道注水；e打開排氣閥，確認管道內氣體排完后關閉排氣閥；f關閉冷凍水循環泵1和2的進出口閥門；g開啟冷凍水循環泵3，運行12h；h打開冷凍水管路上的排污過濾器等水處理設備，清除雜物后關閉；I關閉上循環泵3的進出水口閥門；j開啟上循環泵2，運行12h；k打開冷凍水管路上的排污過濾器等水處理設備，清除雜物后關閉，示過濾情況來決定是否繼續進行冷凍水管路清洗。L關閉上循環泵2的進出水口閥門；m開啟上循環泵1，運行12h；n打開冷凍水管路上的排污過濾器等水處理設備，清除雜物后關閉，示過濾情況來決定是否繼續進行冷凍水管路清洗。

4.調試與運行

1）管路清洗完成后，即可進行本工作站設備的調試運行。

2）管路注水：

a打開HEMS-I制冷器機組冷凝器及蒸發器進出水閥門；b關閉HEMS-I制冷器機組冷凝器及蒸發器旁通閥門及泄水閥；c打開冷卻水泵進出口閥門，打開冷卻水管路上的排氣閥；d冷卻水管路注水，確認排氣后關閉排氣閥；e打開冷凍水循環泵的進出口閥門，打開冷凍水管路上的排氣閥；f冷凍水循環管路通過補水系統注入軟化水，確認排氣后關閉排氣閥。

3)試運行:

a關閉冷卻水泵2的進出水口閥門；b關閉冷凍水泵2的進出水口閥門；c啟動冷卻水泵1；d啟動冷卻水循環泵1和2；e水泵啟動1min后，機組啟動；f控制參數調試。

5.HEMS-II制冷工作站試運行：同HEMS-I制冷工作站試運行。

七、各系統聯合調試注意事項

1.設備及其、加熱和電氣及控制等系統均應單獨調試檢查并符合要求；

2.聯合調試應按要求進行，不宜模擬操作代替；

3.聯合調試應由部件開始至組件，值單機，直至整機(成套設備)，

按說明書和操作程序進行并應符合下列要求：

（1）各轉動和移動部分，用手盤動，應靈活，無卡滯現象。

（2）安全裝置、緊急停機和制動、報警訊號等經試驗均應正確、靈敏、可靠。

（3）各種手柄操作位置、按鈕、控制顯示和訊號等，應與實際動作及其運動方向相符；壓力、流量、溫度等儀表、儀器指示均應正確、靈敏、可靠。

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關鍵詞：酒店， 空調熱回收， 技術經濟分析

Abstract: this article in view of the two kinds of different heat recovery plan and normal scheme of comparison, compares the advantages and disadvantages of different options, and makes corresponding conclusion.

Keywords: hotel, air conditioning heat recovery, technical and economic analysis

中圖分類號：TE684文獻標識碼：A文章編號：

0 引言

目前，我國的能源利用率普遍較低，有廣泛的余熱資源，對空調系統加以熱回收利用有著巨大的潛力。對空調系統熱回收的研究也成為一大趨勢。國外，Healy[1]等提出將冷凝熱作為免費熱水供應的可能性，隨后用實驗裝置確證了其計算結果，他們發現熱回收系統每年可節約70%的熱水供應耗熱量。夏威夷地區[2]從1980年起就有約200幢建筑，超過25000個用戶以及15家旅館對空調系統進行了改造，充分利用了制冷機組的冷凝熱量進行了熱水供應，運行結果顯示，回收系統比原有的燃氣熱水器節約花銷至少50%以上。國內，丁力行等[3]針對湖南典型氣候，以假定建筑面積及冷負荷為例，對水源熱泵冷水機組、風冷熱泵機組、溴化鋰直燃機組及水冷冷熱水機組+燃油熱水鍋爐的四種冷熱源方案采用了凈現值成本法進行了經濟性分析，結果表明水源熱泵冷水機組有較好的經濟性。本文針對佛山某酒店采用蒸汽鍋爐+普通螺桿制冷機、蒸汽鍋爐+普通螺桿制冷機+水-水熱泵、蒸汽鍋爐+顯熱回收螺桿制冷機三種方案進行技術經濟分析。

1 方案介紹

本項目地處佛山，為五星級度假酒店，地下兩層，地上最高塔樓為五層，包含車庫、酒店后勤區、全日餐廳、特色餐廳、宴會廳、會議室、室內泳池及酒店客房等功能區。

方案一：蒸汽鍋爐+普通螺桿制冷機

根據冷熱負荷計算，選取4臺250RT螺桿式水冷制冷機+2臺4.0t/h蒸汽鍋

爐作為本項目的冷熱源。

方案二：蒸汽鍋爐+普通螺桿制冷機+水-水熱泵

水-水熱泵低溫側從冷凍水中吸取熱量，產生高溫熱水用來預熱生活熱水，因本項目客房數較少，生活熱水負荷較低，而制冷負荷在全年大部分時段遠遠大于熱泵預熱負荷，為了保證熱泵的平穩運行，熱泵預熱能力的選型基于將每天所需的生活熱水預熱負荷平攤到16個小時內。本方案采用水-水熱泵先預熱生活熱水，再通過鍋爐再熱至所需的溫度。

圖1水-水熱泵方案+蒸汽鍋爐方案

系統相關示意圖1所示，將水-水熱泵機組連接在中央制冷系統的冷凍水管路上，利用熱泵機組將冷水由15℃預熱至45℃左右，然后利用蒸汽鍋爐將熱水在容積式換熱器內加熱至60℃，送至各用水點；熱泵運行的同時，輸出的低溫水可使制冷機進水溫度降低，降低制冷機能耗的輸出。根據計算，選用兩臺180kW熱泵可滿足本項目需求。

方案三 ：蒸汽鍋爐+部分熱回收式螺桿制冷機

本方案利用部分熱回收式制冷機回收的熱量，將自來水由15℃預熱至35℃，然后利用蒸汽鍋爐將熱水在容積式換熱器內加熱至60℃，送至各用水點。結合項目情況，選用4臺熱回收制冷機可基本滿足酒店生活熱水所需的預熱負荷。

采用部分熱回收制冷機，在熱回收工況時，不會降低制冷機的運行效率，反而可稍微提升制冷機的效率，同時基本不會對冷凍水系統的控制造成不利影響。系統相關示意圖2如下：

圖2部分熱回收式制冷機+蒸汽鍋爐方案

3 方案分析

評價一個系統方案是否成功，需從技術經濟方面綜合分析。下面從控制、日常維護、初投資、回收期等方面綜合分析。

從運行控制復雜程度看，方案一為常規方案，冷熱源完全獨立，系統控制最簡單；方案二，熱泵的工作效率受制于空調冷負荷，同時亦受制于生活熱水負荷，系統控制復雜。方案三，因部分熱回收式制冷機熱回收工況的控制由制冷機廠商提供，同時熱回收工況不會對冷凍水系統造成不利影響，故此方案于控制上相對方案二簡單。

從機房占用面積來看，以方案一為基礎，方案二，增加了兩臺水-水熱泵、六臺熱水循環泵、兩臺容積式儲水罐及其配套設施，機房面積大約需增加120平方米；方案三，由于帶熱回收制冷機與普通制冷機結構尺寸上并無差別，僅增加了五臺熱水循環泵及其配套設施，機房面積大約需增加80平方米；

從日常管理及運行維護方面看，方案一及方案三設備集中于地庫機房，便于集中管理及維護；方案二設備也集中于地庫機房，但熱泵系統控制復雜，管理上需工程人員對系統有較深入的認識，管理及維護較為復雜。

從初投資來看，以方案一為基礎，方案二由于增加了水-水熱泵、熱水循環泵、熱水儲熱罐等配套設備，并附加上相對應的管道、管件、閥門、變配電系統、控制系統，所以初投資大約需增加133萬元；方案三中帶部分熱回收的制冷機比普通的制冷機造價要高，同時增加了熱水循環泵、熱水儲熱罐、及相對應的管道、管件、閥門、配電系統、控制系統等，所以初投資大約增加98萬元。

從運行費用分析:取天然氣熱值38.85MJ/m3，天然氣價格5.7元/m3；

電費：1.1元/kWh；

每產生1kWh的熱量，鍋爐及熱泵的運行費用如下：

鍋爐：取鍋爐運行效率0.9，水-水熱泵NPLV為3.0；

鍋爐運行費用：

5.7*3600/38.85/1000/0.9=0.587元/kWh;

水-水熱泵運行費用：1.1/3.0=0.367元/kWh;

酒店生活熱水全年預熱負荷按下式計算：

其中，取水的比熱為4.187kJ/kg℃，按全年270天運行，全年平均負荷占高峰熱水負荷的系數為0.7,為全年預熱負荷kWh,為預熱熱水溫度，取45℃，為冷水全年平均溫度，取15℃，

基于上述分析，以方案一為基礎，計算得到方案二年節省運行費用為32.3萬元，方案三年節省運行費用為38.1萬元。

通過以上對增加初投資及年節省運行費用分析，可計算出方案二的回收期為4.9年，方案三的回收期為2.7年。

4 結論

在本文分析中，方案三相較于方案二控制、管理簡單，初投資增加少，年節省運行費用多，回收期短。

但是否采用熱回收及采用哪種熱回收方式，還需結合項目情況，進行綜合、全面的經濟技術分析比較后確定。

參考文獻

[1]R．E．Cook．Water Storage Tank Size Requitement for Residential Heat Pump／Air-conditioner I)superheater Heater Recovery．ASHRAE Transductions，1990，V01．96 Pt．(2)：715—719．

[2]A．S．Lloyd．and F．H．Kohloss．Before—and—after Metered Data and Daffy loadof Retrofit Commercial Heat Pump

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關鍵詞：中央空調；變頻技術；PLC；節能

中圖分類號：TB65 文獻標識碼：A

隨著科技的發展以及人民生活水平的提高，中央空調系統已經成為現代建筑物中不可缺少的基礎設施之一。但是，中央空調系統也是工廠和商務樓宇中的耗能大戶。因此，為使中央空調系統能夠節能減排，系統溫度穩定，必須對中央空調控制系統實施改造。然而，為了保證高可靠性，中央空調系統中的冷卻水循環系統、制冷壓縮機組、冷凍（媒）水循環系統、盤管風機系統以及冷卻水塔風機系統等的最大容量在設計之初均是按照目標最大的制熱、制冷負荷來進行設計的，甚至新風交換量也是按照最大量進行選型，剩余量非常充足。這樣就使得傳統的中央空調系統一年四季、白天或者黑夜以及用戶的實用負荷等無論怎樣變化都會工作在最大負荷狀態，電機全速運行，能源浪費現象極為嚴重。隨著物價的不斷上漲，電費也在上浮，直接導致中央空調系統所需要的運行費用大幅增加，從而使得中央空調系統的運行成本占據了整個目標運行成本中很大的一個比例。據相關部門統計，各類采用中央空調系統機構的總用電量超過65%以上的用電消耗來自于中央空調，而其中，中央空調系統中的水泵的用電量占據了中央空調系統總用電量的15～35%，因此，研究如何節約水泵以及風機的能源消耗問題是實現中央空調節能技術的關鍵，具有極其重要的經濟意義。世界各國都在提倡節能減排，因而，中央空調系統的節能改造便成為了必然。

一、中央空調工作原理與結構

如圖1所示，中央空調系統的組成主要包括三個機組系統，兩個設備，三個機組系統指的是冷凍水循環系統、冷卻水循環系統以及風機盤管系統，而兩個設備主要指的是冷卻塔和制冷主機。

在中央空調系統中，熱量的傳遞是通過流體物質來完成的，其中，在制冷系統中一般用制冷劑，而冷卻水系統和冷凍水系統都是以水作為傳輸介質。制冷主機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態后送蒸發器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍泵將冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中，由風機吹送冷風達到降溫的目的。經蒸發后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環水進行熱交換，由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水送到冷卻水塔上由水塔風機對其進行噴淋冷卻，與大氣之間進行熱交換，將熱量散發到大氣中去。

二、中央空調的變頻節能控制原理

流體傳輸設備水泵是一種平方轉矩負載，其轉速n與水泵流量Q，水泵揚程H及水泵功率N的關系如下式所示：

（1）

上式表明，水泵的流量與其轉速成正比，水泵的揚程與其轉速的平方成正比，水泵的功率與其轉速的立方成正比。而水泵的軸功率等于流量與壓力的乘積， 故水泵的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）

根據上述原理可知： 改變水泵的轉速就可改變水泵的功率。是一種能夠顯著節約能源的方法。

根據異步電動機原理：

（2）

式中：轉速

f：頻率

p：電機磁極對數

s：轉差率

由（2）式可見，調節轉速有3種方法，改變頻率、改變電機磁極對數、改變轉差率。在以上調速方法中，變頻調速性能最好，調速范圍大，靜態穩定性好，運行效率高。因此，通過改變頻率使風機、水泵的轉速、消耗的功率迅速下降，達到節能目的。

三、中央空調系統節能改造方案與設計

中央空調系統的運行機制就是熱交換的能量轉換過程，能量的轉換主要通過冷凍水和冷卻水循環系統作為傳輸媒介實現，所以中央空調控制系統的主要工作內容便是控制冷卻水和冷凍水循環系統，這兩個循環系統是實現節能技術的關鍵點，也正是本文準備進行節能改造的目標。

1 中央空調系統節能改造方案

圖2即為通過加裝變頻器實現中央空調系統節能的方案。

目前，在冷卻水循環系統進行改造的方案最為常見，節電效果也較為顯著。由于進水溫度是隨環境溫度不斷變化的，因此，把溫差設置為恒定值并非上策。通過研究發現，根據進水溫度來隨時調整溫差的大小是可取的。即：當進水溫度低時，應主要著眼于節能效果，將溫差的目標值可適當的設置高一點；而在進水溫度高時，則必須保證冷卻效果，這時，可以將溫差的目標值設置低一點。

基于對節能改造方案的研究，在設計之初，綜合考慮中央空調系統的冷卻效果和節能效果，最終選擇將溫差與進水溫度的混合控制方案作為本中央空調系統節能實施方案，溫差大小的調節則直接與進水溫度相關。即：進水溫度T132℃時，溫差的目標值設為T=3℃，從而保證了冷卻效果。在同時考慮進水溫度和進出水溫差的情況下，使冷卻水閉環控制系統能夠根據現場溫度和負載的變化自動調節三臺水泵的運行情況。

2 中央空調系統設計

中央空調系統，主要包括：冷卻水泵（三臺）、溫度傳感器、熱電阻輸入模塊、PLC、變頻器。

中央空調系統中的控制系統由PLC、變頻器等構成。本課題中的PLC選擇OMRON（歐姆龍）的CP1H-XA40DR-A，變頻器選擇歐姆龍3G3RX-A4075。

本文研究的中央空調系統中，溫度傳感器安裝在冷卻水管道中，主要負責采集通過管道中的進水溫度和出水溫度的模擬信號。熱電阻輸入模塊將溫度傳感器采集到的模擬信號轉換成電信號，這個電信號經過PLC控制單元，PLC控制單元按照設計的應用程序通過變頻器調節冷卻水泵的具體運行效率。

四、節能改造前后運行效果比較

1 節能效果及投資回報

進行技術改造后，系統會根據負載的變化而實際調節變頻器頻率。根據以往運行參數的統計與改造后的節能預測，平均節能約40%左右，節能效果是十分顯著的，一般改造后投入運行三年左右即可收回成本。

2 對系統的正面影響

由于冷凍泵、冷卻泵以及冷卻風機采用了變頻器軟啟停，消除了原來工頻啟動時大電流對電網的沖擊，用電環境得到了改善，同時變頻器能改善功率因素，電能的使用效率會大大提高；并消除了水泵啟停時產生的水錘對管道、閥門、壓力表等的損害；消除了原來直接啟停水泵造成的機械沖擊，電機及水泵的軸承、軸封等機械磨擦大大減少，機械部件的使用壽命得到延長 ；由于水泵大多數時間運行在額定轉速以下，電機的噪聲、溫升及震動都大大減少，電氣故障也比原來降低，電機使用壽命也相應延長。

由于采用了溫差與進水溫度的混合控制，提高了冷凍機組的工作效率，提高了自動化水平。減少了人為因素的影響，大大優化了系統的運行環境、運行質量。具有較好的實用價值和發展前景， 值得進一步研究和完善。

參考文獻

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