水循环方案范文

导语：如何才能写好一篇水循环方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：液化天然气；天然气压缩机；间冷开式循环冷却水系统；间冷闭式循环冷却水系统

中图分类号：Q949.97 文献标识码：A

概述

液化天然气，是将天然气净化冷却而成的深冷液体，常压沸点为-162°C，其密度为标准状态下天然气的600多倍，体积能量为汽油的72%，输送和储存十分便利。我国拥有丰富的天然气资源，加快发展我国天然气工业，对缓解我国能源供需矛盾、优化能源结构、改善生态环境、提高人民生活质量、加快城市化建设、保持国民经济持续健康发展，都具有重要和深远的战略意义。目前，液化天然气已成为我国一门新兴的工业而得到迅速发展。本工程即是在此背景下新建的一个液化天然气生产、储存和装运项目。

本工程的装置分为主生产装置、辅助生产装置与公用工程。主生产装置包括处理规模为100x104Nm3/d液化装置区、压缩机厂房等。

本工程的原设计方案采用间冷开式循环冷却水来冷却主生产装置区天然气压缩机出口一级、二级压缩气体，但由于间冷开式循环冷却水排污水量较大，大于该项目环评批复要求的污、废水排放水量要求，因此，业主提请做间冷开式循环冷却水系统、间冷闭式循环冷却水系统的技术、经济比较，为工程的冷却方案的选择提供参考，以期在经济、合理的情况下，尽量减少项目污、废水排放量，满足环评批复要求。

1 冷却系统说明

1．1 间冷开式循环冷却水系统

间冷开式循环冷却水系统是指循环冷却水与被冷却工艺介质在换热器中进行间接传热，并且与大气在冷却水塔中直接接触散热。

该系统的优点是冷却效果好，系统构成简单，维护检修方便，防冻措施简单。

缺点是冷却水在开式系统中循环，与外界直接接触，水质容易被污染，造成冷却水系统结垢、堵塞或腐蚀，使被冷却设备效率降低，寿命缩短，冷却水消耗量大，排污量相对较大。

1．2 间冷闭式循环冷却水系统

间冷闭式循环冷却水系统是指循环冷却水与被冷却工艺介质在换热器中进行间接传热，带走热量；在冷却塔中通过换热盘管，与大气和喷淋水间接散热；循环冷却水总在一个闭式管路中循环，不与大气接触。

该系统的优点是系统中的冷却水为软化水，有效的控制水垢的生成，冷却水在闭式系统中循环，不受外界环境影响而污染，能够保证循环水质不受污染，很好的保护了主设备，提高了使用寿命，且循环水消耗少。但设备造价相较于开式系统高；寒冷地区冬季防冻要求高；由于循环冷却水补充水采用软水或脱盐水，需要考虑软水或脱盐水装置；喷淋水水质受环境影响较大，当环境空气质量差或有大风沙天气发生，则喷淋水需要大比率更换。

2 两种循环冷却水方案的技术、经济比较

2.1 根据项目情况，对两种循环冷却水方案做比较分析

原工程冷却方案采用间冷开式循环冷却水系统，系统设计循环水量为4,000m3/h，供水压力为0.55MPa。在此基础上，请相关厂家做了一个间冷闭式循环冷却水系统的方案。并将两个方案的技术、经济数据列出如下表。

2.1.1 两种循环冷却水方案的比较分析结论

根据上述冷却方案的技术、经济比较表，可以得出以下结论：

从做两种循环冷却水方案的技术、经济比较的目的来说，是为了减少废水的排放量，以满足环评批复的要求。但从表1中可以看出，间冷开式循环冷却水系统的循环冷却水排污量为24m3/h，为循环水量的0.6%；而间冷闭式循环冷却水系统的循环冷却水由于是在一个闭式管路中循环，不与外界接触，所以基本没有排污量，但对于外循环的喷淋水，由于其与开式系统的循环水一样，与外界环境接触，因此喷淋水存在排污，排污量为19.26 m3/h，为喷淋水循环水量的0.4%；就排污量而言，间冷闭式循环冷却水系统的排污量相对较小，但两者差距不大，无法满足环评批复的排水量要求。

从工程投资成本来说，间冷闭式循环冷却水系统的设备费即是间冷开式循环冷却水系统的总投资的2.7倍，并且因为需要采用软化水或脱盐水来为循环冷却水补水，需另上一套软化水或脱盐水装置，不经济；从工程运行费用来说，两者吨水运行费用相差不大。

综上所述，为满足该项目环评批复的污、废水排放量的要求，将间冷开式循环冷却水系统改为间冷闭式循环冷却水系统，无论是从排污量上考量，还是从投资、运行费用上考虑，都不经济、合理。因此，针对该项目，不建议采用间冷闭式循环冷却水系统，采用间冷开式循环冷却水系统比较经济、合理，或采用风冷系统。

结论

近年来，间冷闭式循环冷却水系统在高科技工厂、化工工厂等24小时运行不能中断的设备以及运行环境恶劣的场合被广泛使用，有其优点及应用价值。但从排污量上来说，与间冷开式循环冷却水系统相比，没有绝对的优势。因此，应根据项目情况，结合实际，合理的确定循环冷却水方案。

参考文献

篇2

循环冷却水系统为敞开式循环冷却水系统，在长期运行中与空气接触，空气中灰尘、杂物等进入系统中，水中有机物及适宜的温度，菌藻滋生、繁殖速迅，长期运行后生成大量生物粘泥及软垢附着在冷却设备、输水管线等内壁，影响到冷却设备的冷却效果及输水管线的畅通，也会引起冷却设备、输水管线垢下腐蚀。

. 循环冷却水系统的冷却水在不断地循环运行，水的蒸发、温度升高、流速变化，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物和微生物的进入等，以及设备和水的相互作用等多种因素的综合作用，产生水垢附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，并由此引起设备的腐蚀穿孔和泄漏、冷却效率的降低和产量的下降以及粘泥污垢堵塞管道等危害.

沉积物（主要是垢）的析出和附着

一般天然水都溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成份。

在直流冷却水系统中重碳酸盐的浓度较低。在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随时着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到饱和状态时，或者在经过换热器传热表面使水温升高时，会发生下列反应：

Ca（HCO3）2=CaCO3+CO2+H2O

冷却水经过冷却塔向下喷淋时，溶解在水中的游离CO2要逸出，这就促使上述反应向右方进行。

CaCO3沉积在换热器传热表面，形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差。不同的水垢，其导热系数不同，但一般不超过1.16w/（m2・k），而钢材的导热系数为45 w/（m2・k），可见水垢形成，必然会影响换热器的传热效率。

水垢附着的危害，轻者是降低换热器的传热效率，影响产量，增加能耗，严重时，则换热器、管道被堵。

2.设备腐蚀

“系统”中大量的设备是金属制造的，长期使用循环冷却水会发生腐蚀，减少设备使用寿命甚至穿孔，造成安全隐患。其腐蚀的原因是多种因素造成的。

(1)均匀腐蚀 (2)点蚀

(3)侵蚀 (4)选择性腐蚀

(5)垢下腐蚀 (6)缝隙腐蚀

(7)水线腐蚀 (8)开裂腐蚀（应力腐蚀开裂）

1）冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀

系统中，水与空气充分接触（以便降温），因此水中溶解的氧可达饱和状态。当换热器与溶有O2的冷却水接触时，由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性，在金属表面会形成许多腐蚀微电池，微电池的阳极区和阴极区分别发生氧化反应和还原反应，促使微电池中的阳极区的部分金属不断溶解而被腐蚀。

2）有害离子引起的腐蚀

循环冷却水在浓缩过程中，除碳盐浓度随浓缩倍数增长而增加外，其它的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也增加，当Cl-和SO42-离子浓度增高时，会使金属上保护膜的保护性能降低，尤其是Cl-的离子半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧原子形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，所以氯离子是引起点蚀的主要原因一。

3）微生物引起的腐蚀

由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀。此外，在金属表面和沉积物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌（主要是硫酸盐还原菌）得以繁殖，当水温为20~50℃下繁殖更快。它分解水中的硫酸盐，产生H2S，引起设备腐蚀其反应如下：

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

Fe2+ + S2- = FeS

硫酸盐还原菌（SRB）是一种弧形状厌氧性细菌，在它体内有一种过氧化氢酶，在厌氧条件下还原硫酸盐生成硫化氢而获得生存能力。SRB广泛存在于水中及土壤中，在PH 5.5～8.5,温度20～50℃下，以硫化物作营养源在厌氧条件下最适宜繁殖。SRB是金属的微生物腐蚀中最普遍、最严重，也是最引人注目的菌类，它对金属的腐蚀主要是通过阴极去极化作用，加速腐蚀过程。

作为腐蚀产物FeS沉积在金属表面上，与没有被硫化亚铁覆盖的金属又构成腐蚀电池，这使SRB的腐蚀更加严重。据文献报导，在最佳期生成条件下，SRB对碳钢腐蚀率最大可达100密耳/年。

SRB造成的腐蚀是强烈的局部点腐蚀，在点腐蚀区通常充满黑色的腐蚀产物，其下面的金属表面通常是光亮而活泼的。

4)铜管脱锌腐蚀

这是电力系统及其它有黄铜换热器企业最常见的腐蚀形式，凝汽器使用最多的铜材为黄铜，黄铜的脱锌腐蚀是最常见的腐蚀形态，它包括均匀型层状脱锌和局部型栓状脱锌，但主要为局部型栓状脱锌腐蚀，该腐蚀易造成局部穿孔，因此危害性较大。黄铜脱锌腐蚀反应式如下：

阴极：1/2O2+H2O+2e2OH－

阳极：Zn•CuCu2＋＋Zn2＋＋4e

Cu2＋在表面聚集，与金属本体发生置换反应如下：

Cu2＋＋Zn•CuCu＋Zn2＋

铜管脱锌后的腐蚀产物可能为Zn（OH）2，ZnCO3•Zn（OH）2等并覆盖在腐蚀点上，腐蚀产物加剧了管壁上水垢的形成和固体颗粒的沉积，沉积物下面的金属因缺氧而成为阳极，与周围部分形成氧的浓差电池而出现溃疡型脱锌，此溃疡深入金属内部起到完全穿透。

3.微生物的滋生和粘泥

循环冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类，在新鲜水中，一般来说细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养分的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的传热表面上。粘泥吸附在换热器管壁上，除了会引起腐蚀外还会使冷却水的流量减少，并降低换热器的冷却效率，严重时，会将管子堵死，迫使停产清洗。

次氯酸钠是强氧化剂和消毒剂，可以有效去除循环水中细茵和病毒的数量，控制水中藻类的毓，去除水中的臭味，提高水的澄清度。次氯酸钠发生且工作原理为：

配制一定比例的食盐水，插入电极，在一定电压下，食盐溶液由于离子的移动和电极瓜发生导电作用氯根、氢氧根等负离子向阳极移动，钠离子、氢离子向阴极移动。

盐水溶液电解过程可用下列议程式表示：

NaclNa++cl-

阳极电解作用：

阴极电解作用：

在无隔膜电解装置中，氢气从溶液里向外逸出，对溶液起到一定的搅拌作用，使电极间的电解生成物发生一系列化学反应，反应方程式如下：

2Nacl+2ho=2NaOH+h2

在无隔膜电解装置中，溶液的总议程式即为上述两方程式相加：

F：法拉第电解常数

次氯酸钠发生器用作循环水杀茵灭藻平面图如下所示：

次氯酸钠发生器建成至今损坏严重，1、电路及电路控制系统应重新安装。

2、为向循环水中加药需要新铺设管道至循环水如图所示。

3、电极向安装至今未处理，需解体对电极进行预处理。

调试步骤：

1、将固体盐（食用盐或工业盐）倒入定量溶盐箱中，加水至定量位置，用机械充分搅拌，街盐全部溶解，停止搅拌，静置10分钟，打开排放阀门，进入储液备用。

2、让盐液流入电解槽、并调整流量计，将转子调至设备所需的流量流量刻度上，打开电源，电解工作开始，再旋转整流器分线开关，将直流电流与电压调至设备的规定值，同时调节好冷却水，将循环电解槽末槽的电解液温度控制在20~35℃之间。

调试时应注意：

1、3%盐液配比应准确（浓度可偏高至3.5%），盐液需经沉淀后才能使用，否则会因大量结污堵塞管道和电极，使设备不能正常工作。

2、应保持导线接触良好，以免在大电流作用下，接头发热，导线的 配用规格，应满足设备规定的直流电流值需要，否则将影响设备的正常工作。

3、注意直流电源极性接线，正级（+）接阳极，负极（-）接阴 极，如反接会损坏电极。

4、经常注意观察盐液及冷却水的流通情况，严防污垢堵塞电 解槽通道及排放流通管道。

5、设备运行时，应经常观察电解电流与电压是否符合规定值。

6、设备每运行20―30小时，利用自动停机的间隔，将盐水阀关闭，将电解循环槽中余氯排空，打开冲洗阀门进行反冲洗一次（约3~5分钟），防止电解循环槽中污垢大量沉积，影响电解效果，冲洗后，关闭冲洗阀及排空阀，打开盐水阀，设备即可自动运行。

7、在电解运行中，有效氯含量应控制在1%以内，含量太高可适当降低电解液（盐水）浓度或加大氯排放量、否则对电极的寿命有影响。

运行中技术指标。

次氯酸钠用于循环杀茵灭藻，水中浓度应控制在2g/m3―5g/m3。

次氯酸钠发生器出力3g/m3。

循环水总量4000m3.

则一次加药27―67h，加药间断进行，每20―30min清洁一次电极及管道。

加药次数视季度及具体情况。

夏季，每15―20天一次。

冬季，每20天一次。

篇3

进入英保设备有限公司工作，市场销售部担任销售工程师职务，主要工作是针对不同客户的不同要求提供不同的水处理方案。由于公司在水处理行业内的业务优势主要在循环水处理上，而循环水主要集中在暖通空调领域，所以在近半年的工作时间里，接触了大量与暖通空调水循环系统相关的水处理流程及装置，如锅炉给水工艺中的全自动软化水装置、海棉铁除氧器、反渗透装置，循环水管路中的过滤器、电子除垢仪、全自动加药装置等等。

除此之外，重点学习公司从引进的国际上最先进的用于暖通空调水循环系统的脱气除渣系列产品，赴学习考察之后，掌握了应用于暖通空调水循环系统的脱气除渣产品内涵。

被外派公司办事处工作，由于业务需要。担任销售主管职务，主要工作是针对不同的暖通空调水循环系统提供不同的脱气除渣方案。为了向暖通空调系统设计师和系统集成商提供更好更合适的脱气除渣方案，系统地学习了与暖通空调水循环系统相关的系统知识及相关设备知识，系统知识包括中央空调系统设计教程、制冷与低温技术原理、住宅分户采暖系统教程等等，相关设备包括锅炉、换热器、散热片、水泵、冷冻机、风机盘管、冷却塔、平衡阀等等。此基础上，已经可以熟练地向不同要求的客户提供不同的合适的水循环系统脱气除渣方案。

篇4

在模具注塑过程中，模温的变化会对塑胶制品的品质和生产周期造成影响。从品质方面看，模温会对塑胶制品的收缩变形率、尺寸稳定性、机械强度、应力开裂和表面质量等方面造成影响;从生产周期方面看，注塑过程中模具的冷却时间占到整个注塑周期的60%以上，因此，在确保注塑质量的前提下，缩短塑胶制品的冷却时间可提高注塑生产效率。

在现行技术中，注塑模具中设置的冷却管道均适用于大型零件的注塑生产，其冷却管道的结构设计复杂，控制方式繁琐，且制备成本高。对于中、小型零件的注塑却并不适用，容易造成人力及生产资源的浪费。

二、方案设计

（一）结构设计

图1为本设计适用的注塑模具的结构示意图;图2为本设计提及的注塑模具中冷却管道的结构示意图;该注塑模具包括上模1和下模2，合模时内部形成注塑模腔3;上模1的顶部开设注料孔4，上、下模内分别设置冷水循环管路5，两条冷水循环管路5在上、下模合模时导通;上、下模内的冷水循环管路5由连接管道6连通，连接管道6之间采用管孔连接;下模2的结合面上设置凸管7结构，上模1的结合面上设置凹孔8结构;凸管7与凹孔8为上、下连接管道的结合端口，两者配合连接时可实现连接管道6的导通。

上述冷水循环管路5为环形管结构，设置在上、下模的中部，与模具外壁和注塑模腔3之间的距离比约为2：1;下模2内的冷水循环管路5的左端部开设入水孔10;上模1内的冷水循环管路5的左端部开设出水孔9;入水孔10和出水孔9设置在同侧。

本设计的工作流程为：首先，冷水在外置水泵作用下从入水孔10流入，按逆时针方向流动;然后，经连接管道6进入上模1内的冷水循环管路5;最后，按顺时针方向流动，并从出水孔9流出。冷水在管道内流动过程中，注塑过程中产生的热量被带走，塑胶制品的冷却效率得到提升;实验证明，被带走的热量与冷水循环管路5的内径、水流速度及通流时间有关。

图1

（二）制备工艺设计

如图2所示，模具中的冷水循环管路5采用钻孔工艺进行制备。一条冷水循环管路需进行三次钻削加工，包括两次横向钻削和一次纵向钻削，可制得两条横向孔11和一条纵向孔12;横向孔11和纵向孔12均为不通孔，纵向孔12与两横向孔11的末端连通;上述孔洞的开口端均在车床上加工出管螺纹结构，横向孔11中的一个开口为入水孔或出水孔，其端部安设水管后与水泵相连，另一个开口使用密封螺栓13进行封闭;纵向孔的开口同样使用密封螺栓13进行封闭。

图2

结合图1所示，上、下模之间还需钻削加工出连接管道6，其开口分别设置在上、下模的结合面上，连接管道6的末端分别与冷水循环管路5的横向孔10导通;下模2段的连接管道的开口处设置凸管7结构，该结构的材质选用不锈钢，凸管7与连接管道之间通过焊接工艺连成一体;上模1段的连接管道的开口处设置凹孔8结构，该结构与凸管7配合;当上、下模闭合时，两者之间依靠间隙配合以实现连接管道6的密封性。

上述冷水循环管路5与连接管道6共同组成冷水循环系统，该系统中管孔孔径的常见规格为：8mm、10mm、12mm、15mm及20mm。

（三）实施方案设计

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关键词：热水泵汽蚀；热水循环系统；热水泵故障分析

作者公司乳化产品工艺生产线的输送管路部分对介质的温度有较高的要求，因此输送管路要求伴热温度在95±3℃，伴热系统选择的是热水循环系统，整个系统由热水箱（采用蒸汽加热），管路、泵和阀门组成，目前这套系统已在十多条生产线上得到推广应用。但在实际生产使用过程中，我发现很多工厂在热水的温度超过95℃时，热水循环泵的运行状态出现不稳定，具体表现为振动和噪音加大，输出流量出现异常波动，输出压力降低等，根据这种现象初步判断为泵出现了明显汽蚀。根据掌握的知识，作者大致分析了汽蚀的发生过程：水汽化时的压力称为汽化压力（饱和蒸汽压力），它汽化压力的大小和温度有关，温度越高，由于分子运动更剧烈，其汽化压力越大。20℃清水的汽化压力为233.8Pa，而100℃水的汽化压力为101296Pa（一个大气压）。可见，一定温度下的压力是促成液体汽化的外界因素。液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生气泡。这种气泡会降低泵吸入端的压强，当泵吸入压强降到水的饱和蒸汽压以下时，液体又会产生气泡。气泡聚集在一起，会在泵腔内在泵壳内形成一个充满蒸汽的空间，随着泵旋转，气泡进入高压区。由于压差的作用，气泡受压破裂而重新凝结，在凝结的一瞬间，质点互相撞击，产生了很高的局部压力，如果这些气泡在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数小弹头一样，连续击打在金属表面，使金属表面产生疲劳和裂纹，甚至局部产生剥落现象，使叶轮表面呈蜂窝状，同时气泡中的某些活泼气体如氧气等进入到金属表面的裂纹中，借助气泡凝结时放出的热量，使金属受到化学腐蚀作用，上述现象即为汽蚀。汽蚀现象产生时，泵将产生噪音和振动，使泵的扬程、流量、效率的性能急剧下降，同时加速了材料的损坏，缩短了机件的使用寿命，因此需要极力避免和消除汽蚀现象。为了验证分析是否正确，我们通过以下计算来进行理论分析。

作者公司一直选用的热水泵型号为上海中耐制泵有限公司生产的IRG型单级单吸立式热水循环离心泵，适用于能源、冶金、化工、纺织、造纸，以及宾馆饭店等锅炉高温热水增压循环输送及城市采暖系统循环用泵，使用介质温度不超过120℃。1、吸入压力≤1.0MPa，或泵系统最高工作压力≤1.6MPa，即泵吸入口压力+泵扬程≤1.6MPa，泵静压试验压力为2.5MPa，整体采用铸铁结构，密封处为机械密封。

为了验证分析，选取我公司最常用的IRG25-160A这款泵，其标称流量3.7m3/h，汽蚀余量2.3m。同时，为方便计算，设定两个假定条件：1、泵所在区域的海拔高度为0米，即大气压为标准大气压101.3KPa，10.33m水柱为例。2、热水保持恒温98℃。

水箱的体积为600mm×1000mm×800mm（长×宽×高），容积0.48m3。水箱四脚支撑高度200mm，水位一般会定在80%的水箱高度，可以得出水箱水面的高度为840mm。水箱出水口与泵的进出水口的中心高度200mm，中间连接有一段长500mm的1寸镀锌管，在水箱出口上装了一个手动球阀，规格DN25，整体进水长度为570mm，属于简单管路系统。

收集了以上的信息，下面我们开始验证分析结果。

通常情况下，泵的特性表上标明的汽蚀余量是按20℃清水的输送条件下测定出来的。可以根据提供的汽蚀余量，计算出泵的允许吸上高度：

泵的额定流量为Q=3.7m3/h，1寸镀锌管外径33.7mm，壁厚3.2mm，内径d=27.3mm，内截面积 ，进一步计算出水的流速： ，而98℃时水的运动粘度υ=0.32×10-6 m2/S。

故通过流速可以计算出雷诺数：雷诺数 ，因此可以判断出管路里水流状态为紊流。

因此可以计算出沿程管路的水头损失：

式中λ为水力摩阻系数，根据舍维列夫进行的钢管及铸铁管的实验，提出来计算过渡区及阻力平方区的阻力，新钢管 。代入各项参数，计算得hf=0.16m，泵的允许吸上真空高度

现在输送的是约98℃的热水，98℃下水的饱和蒸汽压为94.3KPa，9.6m水柱即Hv=9.6m。0海拔对应Ha=10.33m。

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

按照这个计算结果，热水罐的液面高度需要高出泵进口2.71m。如果吸入管路更长，或者弯头更多，则其高度还需要提升。针对这个计算结果，我们在现场进行了纠正，将一楼零平面上的热水罐移置到二楼，二楼标高3.5m，泵仍在原位，取水口在罐子下方，相当于吸入管路长度增加了3.5m，液位高度也增加了3.5m，并增加一个弯头。

按照重新布置计算新的hf1=1.27m，泵的允许吸上真空高度Hs1=6.04m，[Hs]=3.32m。而实际的液面高度为4.3m，高于计算的最低液面高度，因此理论上是可行的。

经公司技术会上讨论后，制定了整改方案，将热水罐移置到二楼，重新连接水管。完工后我们开始了热水系统的测试。

先开启热水循环泵，热水开始升温。最后的结果证实了我们的推测。水温升到98℃时热水循环泵仍能保持平稳状态运行，振动和噪音明显减小，出口压力较平稳，成功的解决了困扰公司的一个生产难题。

结论：

热水循环系统，在热水罐和热水循环泵的安装上，要考虑水在高温状态下其饱和蒸汽压的降低，此外还会出现闪蒸问题（水在一定压力下加热到一定温度，然后注入下级压力较低的容器中，突然扩容使部分水汽化为蒸汽的过程称为闪蒸），闪蒸会加剧泵的汽蚀。当出现汽蚀时，可以从以下途径着手：

1.减少吸入管路的长度，尽量减少弯头和阀门的数量，以减小水的沿程水头损失。

2.吸入管径要求不小于泵的吸入口通径。也可以适当增大一级管径，可降低吸入端水的流速和吸入的水头损失。

3.提高热水液面高度，以提高吸入端压力。

4.离心泵更换为自吸能力更强的型号，或者自吸泵。

总体来说，第3条方案是个投资节省同时易于实施的方案，因此我们采用了第三条。这四条可以因地制宜采用其中的一种或者同时几种，直至改善泵的运行状态，消除汽蚀现象。

参考文献：

[1]王宇清.流体力学 泵与风机.中国建筑工业出版社，2001.12

[2]中国国家标准.GB/T3091-2001低压流体输送用（镀锌）焊接钢管

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关键词：振冲碎石桩沉淀泥浆水循环利用

0 前言

振冲碎石桩是利用在地基中就地振制的碎石快速加固松软地基的方法。它是利用起重机吊起振冲器，运用振冲器中的潜水电动机带到偏心块，使振冲器产生高频振动；同时开动水泵，使高压水通过射水泵管喷嘴喷射高压水流冲击孔底，在边冲边振的联合作业下，将振冲器沉入预定深度并形成钻孔；再在清孔后向孔内分批填入碎石来制作成桩[1]。桩土与原来的粘土构成复合地基，以提高其承载力、增强稳定性、减少沉降量，同时还显著地增强其抗震性能，无论是公路、桥梁、堤坝和房屋等建筑的软基均可采用振冲碎石桩处理成复合地基以满足工程的使用与抗震的要求。

1 振冲碎石桩施工中存在的问题

近几年来振冲碎石桩在高层建筑地基的加固及处理中也得到了广泛地应用。它具有技术可靠、设备简单、操作技术易于掌握、施工简便快速、工期短、既不用水泥,又不用钢材,加固后地基承载力有显著提高等优点。适用于中、粗砂和部分细砂或粉砂土地基、特别适用于沿海地区的砂质土地基。然而，由于振冲碎石桩的成桩机理，成桩过程势必用水量很大，当然必定会产生大量的泥浆。

振冲碎石桩施工的两大技术难题一是泥浆排放量大、污染环境，若采取外运处理方式运输成本较大，在一定程度上又影响施工进度；二是施工用水量大。若能采用沉淀泥浆后集中外运水循环利用的方式，将会大大减少泥浆的外运量，节约了成本同时加快了施工进度，另一方面水的循环利用也解决了施工用水的难题，具有明显的技术效益和经济效益。

2 泥浆排放总体方案

在指定的排污场地开挖作为沉淀池，在振冲桩施工现场设置临时集浆池收集泥浆，排至泥浆中转池（如机组距离泥浆进行沉淀较近，可不设中转池），然后从中转池用泥浆泵通过管道将泥浆排至泥浆沉淀池。设置两级泥浆沉淀池，施工产生的泥浆经两级沉淀后使用清水泵将分离出的清水抽至各施工机组，循环使用，这样既节约资源，又能保证泥浆的处理效果，不对环境造成污染。

图1 泥浆处理流程图

3 泥浆排放处理系统布置

3.1泥浆收集系统

(1)在指定地点挖好临时集浆池。

(2)将整个施工场地划分成若干小施工区域，每个施工区域一台施工机组，且每个小施工区设置一个小泥浆坑，机组施工产生的泥浆通过排浆沟直接排至小泥浆坑。

(3)用泥浆泵将小泥浆坑内泥浆排至临时集浆池。

(4)在临时集浆池上架设大功率排浆泵与泥浆中转池相连，设专人进行看护。

3.2泥浆中转输送

施工机组的泥浆通过临时集浆池输送至泥浆中转池。临时集浆池的泥浆通过3PNL型泥浆泵抽至泥浆中转池，泥浆中转池用3PNL泥浆泵通过管道输送至泥浆沉淀池。

3.3泥浆沉淀池设计及开挖

泥浆沉淀池容量以能满足以上泥浆排放量及排放强度估算量的要求，并有不小于10％的设计安全储备量。泥浆沉淀池采用机械开挖，围筑土堰应分层夯实。

图2 泥浆沉淀池断面图

3.4清水循环利用

泥浆沉淀池内上部清水通过沉淀池另一端部预埋ø150管自由分离至清水池，用清水泵将分离出的清水抽至施工现场供各施工机组，循环使用。为保证水的循环效果，清水池宜为砌筑而成的水池，不宜为土坑。

3.5安全防护

为保证人员和设备的安全，防止进入施工现场的人员或物体掉入集浆池或泥浆中转池或泥浆沉淀池或清水池，在各池的周围搭设1.5米高防护栏杆并设警示标志和灯光。设专人24hr昼夜巡视中转池、排浆管道和泥浆池，发现管道、围堰隐患险情及时采取补救、堵漏或加固措施，防止泥浆漫流。

4 结论

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关键词：循环水改造；注塑成型车间；水冷却系统

中图分类号：X756　文献标识码：A　文章编号：1009－2374(2011)19－0016－02

注塑成型车问是工厂耗水、耗电较多的单位之一，在环保意识日益提高的今天，传统的不加控制的生产方式已越来越不适应今天的生产形式。为了有效利用现有资源，能过对目前线路的分析，改进车间的水循环系统，有效地改善了设备及模具的冷却效果，同时降低了水耗。

一、方案背景及内容

1.现状分析。公司建厂时将整个成型车问的循环水系统用两台水泵供压，依次循环各台设备后流入冷却塔，以目前第一排10台设备的冷却效果为例(如下图所示)，处于供水最未端的10#注塑机由于回水的背压最大(因为1～9号机台产生的回水会在管路中形成紊流，在管路中形成压力)，且进入机台的水压也最小(压力在管路中会损耗，且管路越长损耗越大)导致注塑机和模具的循环水流量偏低，造成机台和模具的冷却效果不佳；而处于最先位置的1#机的情况与10#号完全相反，压力最大，回流最容易，冷却效果“富余”。目前为了保证机台冷却效果，在天热时为了保证10#机左右的机台的冷却效果，在热天时放掉部分系统中的水，加入自来水或加入冰块降低系统水温，造成一定的浪费及操作上的不便。

2.改善方案。将整个管路系统改造到如图所示的状态，出水管增加半截水管，单独形成一个半环形水路，将原先的冷却系统“先前先出”改成“先进后出，后进先出”，如下图所示。最开始一台设备的进入水最先进来，出水最后出，最后一台机台距离蓄水池最近，出水管路的背压最小，有利于冷却水回到系统。这就有效的保证了各机台的冷却效果一致，避免前面机台冷却“富余”，后面机台冷却“不足”的情况。

在管路改进的同时给所有的管路安装流量计，实现冷却水管理数据化、可视化。

二、方案实施过程

1.方案负责部门。方案由制造部完成设计，并和基建部门就施工的方案进行讨论，制定出最快最佳的改进方案。

2.方案施工部门及周期。整体施工由基建部门进行负责，施工周期两周。设备部门协助。

三、方案实施效果

1.方案实施完成后，各台设备的冷却效基本一致且效果良好，这几天尽管气温达到了36℃，但所有机台运转正常，没有出现先前机台冷却不足等不良影响，这样所有机台的冷却水都能回到系统中，不用排放到下水道中，节省了用水。也不需要进行额外的操作，保证了生产的流畅。

2.使注塑机和模具能够正常的冷却，减少质量隐患。因为机台冷却改善，机台很少因系统冷却不佳而出现问题，产品质量也较以前有了较大的改善。

整个回路改造花费用2万元，一年就可收回投入成本。

四、项目实施总结

注塑车问的循环水路是以前极易忽视的一个问题，有些是先天设计不足导致后续生产上极大的麻烦，等到出了问题才开始想办法解决，既增加了工作上的麻烦也增加了后续的投入，其环保成本也是惊人的，而通过目前车问的改造，较小的投入成本达到了以下几个效果：

1.提高管路系统末端设备的水压，不增加额外的水泵或其他操作改善循环未端冷却。

2.循环水可以回入系统中，不造成水的浪费(较大的环保收益)

3.将注塑机台和模具的冷却水流量目视化，便于管理。

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【关键词】深井降温系统;运行原理;水压试验;调试

一、井下降温系统原理概述

张双楼煤矿井下降温系统安装具体方案：

1.在-500水平设置HEMS-T换热工作站，从矿井涌水中提取冷量，供给HEMS-PT压力转换工作站；

2.在-750水平设置HEMS-PT压力转换工作站，用以降低设备承受压力，并将热量传递给HEMS-I降温工作站；

3.HEMS-I降温工作站出来的冷冻水直接供给HEMS-II系统；

4.在-1000水平设置HEMS-II降温工作站，对-1000高温工作面和掘进断头进行降温；

5.在地面设置HEMS-III热（冷）能利用工作站，从排水泵房排出的水进入井上HEMS-III系统取代燃煤锅炉，提取矿井水中的热（冷）能，取代地面锅炉系统进行供热。整个系统实现井下制冷，地面供热。

整个系统是由上循环系统、下循环系统及风循环系统组成，其中上、下循环系统是闭路循环系统，循环介质是水体，而风循环系统是开路系统，HEMS-Ⅰ为制冷工作站，其主要功能是从井下冷源中提取冷量，HEMS-PT压力转换系统起到承上启下的作用。井下降温系统工作原理如图1所示：

二、调试方案

1.本调试方案共分为三大部分：充水、试运转、负荷调节。整个降温系统试调试方案以分单位分阶段投运为原则，分步实施、分段分区完成，先独立系统试投运然后再电气、水泵、风机、HEMS-PT、HEMS-I、HEMS-Ⅱ等联合试投运。

2.张双楼整个管网及设备调试顺序：

a井下-500到-750冷却水一次侧循环系统注水试压，静压稳定后开泵试循环动压。b东-750到-838冷冻水循环系统注水试压，静压稳定后开泵试循环动压。c东-750内部冷却水二次侧循环系统注水试压，静压稳定后开泵试循环动压。d西冷却水二次侧循环系统注水试压，静压稳定后开泵试循环动压。e西-750到-1000冷冻水循环系统注水试压，静压稳定后开泵试循环动压。

三、水压试验

a降温管网的管道和设备、硐室内的管道和设备等，应按设计要求做严密性试验和强度试验。强度试验压力为1.5倍设计压力，严密性试验压力为1.25倍设计压力，且不低于1Mpa。b管道水压试验以洁净水作为试验介质。c试验系统应有可靠的排水系统。d充水时，应排尽管道及设备中的空气。e当试验过程中发现渗漏时，严禁带压处理。清除缺陷后，应重新进行试验。f试验结束后，应及时拆除试验用临时加固装置，排尽管内积水。排水时应防止形成负压，严禁随地排放。g试验结束后，泄压至0.2Mpa 后，转入清洗程序。h试验合格后，填写强度、严密性试验记录。

四、充水安排

a充水前，充水值班人员全面检查使所有阀门处在关闭位置。然后按流程顺序由后向前依次开启充水流程中应该开启的阀门（含放气阀），最后按充水指挥的指令开启清水阀门开始向供回水管线内充水。b充水一经开始，沿线要派巡回检查人员巡查管线，发现异常立即报告领导小组采取有效措施及时处理。c经多次高点放空排尽空气后，充水管线管压与清水管压一致时可判断管线充水已满。d高点放气阀也按10min排气一次方法操作，放气次数不少于三次至排尽空气。e水箱做满水试验，以无渗漏为合格。

五、电气及其操作控制系统调试

a按电气原理图和安装接线图进行，设备内部接线和外部接线达到应准确无误。b按电源的类型、等级和容量、检查或调试其断流容量、熔断器容量、过压、欠压、过流保护等，检查或调试内容均应符合其规定值。c按设备使用说明书有关电气系统调整方案和调试要求，用模拟操作检查其工艺动作、指示、讯号和连锁装置应正确、灵敏和可靠。d经上述各项检查或调整后，方可进行机械与各系统的联合调整试验。

六、以HEMS-I制冷工作站调试为例

1.管路清洗

本工作站安装完毕，并试压满足要求后，即进行管路的清洗工作，目的是清除管道内残留的焊渣等杂质，净化系统循环水体。

2.冷却水管路清洗

a关闭HEMS-I制冷器机组冷凝器进出水阀门；b打开HEMS-I制冷器机组冷凝器旁通阀门；c关闭所有泄水阀；d冷却水管道注水；e打开排气阀，确认管道内气体排完后关闭排气阀；f关闭冷却水泵1的进出口阀门；g开启冷却水泵2，运行12h；h打开冷却水管路上的排污过滤器及除砂器等水处理设备，清除杂物后关闭；i关闭冷却水泵2的进出水口阀门；j开启冷却水泵1，运行12h；k打开冷却水管路上的排污过滤器及除砂器等水处理设备，清除杂物后关闭，示过滤情况来决定是否继续进行冷却水管道清洗。

3.冷冻水管路清洗

a关闭HEMS-I制冷器机组蒸发器进出水阀门；b打开HEMS-I制冷器机组蒸发器旁通阀门；c关闭所有泄水阀；d冷冻水管道注水；e打开排气阀，确认管道内气体排完后关闭排气阀；f关闭冷冻水循环泵1和2的进出口阀门；g开启冷冻水循环泵3，运行12h；h打开冷冻水管路上的排污过滤器等水处理设备，清除杂物后关闭；I关闭上循环泵3的进出水口阀门；j开启上循环泵2，运行12h；k打开冷冻水管路上的排污过滤器等水处理设备，清除杂物后关闭，示过滤情况来决定是否继续进行冷冻水管路清洗。L关闭上循环泵2的进出水口阀门；m开启上循环泵1，运行12h；n打开冷冻水管路上的排污过滤器等水处理设备，清除杂物后关闭，示过滤情况来决定是否继续进行冷冻水管路清洗。

4.调试与运行

1）管路清洗完成后，即可进行本工作站设备的调试运行。

2）管路注水：

a打开HEMS-I制冷器机组冷凝器及蒸发器进出水阀门；b关闭HEMS-I制冷器机组冷凝器及蒸发器旁通阀门及泄水阀；c打开冷却水泵进出口阀门，打开冷却水管路上的排气阀；d冷却水管路注水，确认排气后关闭排气阀；e打开冷冻水循环泵的进出口阀门，打开冷冻水管路上的排气阀；f冷冻水循环管路通过补水系统注入软化水，确认排气后关闭排气阀。

3)试运行:

a关闭冷却水泵2的进出水口阀门；b关闭冷冻水泵2的进出水口阀门；c启动冷却水泵1；d启动冷却水循环泵1和2；e水泵启动1min后，机组启动；f控制参数调试。

5.HEMS-II制冷工作站试运行：同HEMS-I制冷工作站试运行。

七、各系统联合调试注意事项

1.设备及其、加热和电气及控制等系统均应单独调试检查并符合要求；

2.联合调试应按要求进行，不宜模拟操作代替；

3.联合调试应由部件开始至组件，值单机，直至整机(成套设备)，

按说明书和操作程序进行并应符合下列要求：

（1）各转动和移动部分，用手盘动，应灵活，无卡滞现象。

（2）安全装置、紧急停机和制动、报警讯号等经试验均应正确、灵敏、可靠。

（3）各种手柄操作位置、按钮、控制显示和讯号等，应与实际动作及其运动方向相符；压力、流量、温度等仪表、仪器指示均应正确、灵敏、可靠。

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关键词：酒店， 空调热回收， 技术经济分析

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

中图分类号：TE684文献标识码：A文章编号：

0 引言

目前，我国的能源利用率普遍较低，有广泛的余热资源，对空调系统加以热回收利用有着巨大的潜力。对空调系统热回收的研究也成为一大趋势。国外，Healy[1]等提出将冷凝热作为免费热水供应的可能性，随后用实验装置确证了其计算结果，他们发现热回收系统每年可节约70%的热水供应耗热量。夏威夷地区[2]从1980年起就有约200幢建筑，超过25000个用户以及15家旅馆对空调系统进行了改造，充分利用了制冷机组的冷凝热量进行了热水供应，运行结果显示，回收系统比原有的燃气热水器节约花销至少50%以上。国内，丁力行等[3]针对湖南典型气候，以假定建筑面积及冷负荷为例，对水源热泵冷水机组、风冷热泵机组、溴化锂直燃机组及水冷冷热水机组+燃油热水锅炉的四种冷热源方案采用了净现值成本法进行了经济性分析，结果表明水源热泵冷水机组有较好的经济性。本文针对佛山某酒店采用蒸汽锅炉+普通螺杆制冷机、蒸汽锅炉+普通螺杆制冷机+水-水热泵、蒸汽锅炉+显热回收螺杆制冷机三种方案进行技术经济分析。

1 方案介绍

本项目地处佛山，为五星级度假酒店，地下两层，地上最高塔楼为五层，包含车库、酒店后勤区、全日餐厅、特色餐厅、宴会厅、会议室、室内泳池及酒店客房等功能区。

方案一：蒸汽锅炉+普通螺杆制冷机

根据冷热负荷计算，选取4台250RT螺杆式水冷制冷机+2台4.0t/h蒸汽锅

炉作为本项目的冷热源。

方案二：蒸汽锅炉+普通螺杆制冷机+水-水热泵

水-水热泵低温侧从冷冻水中吸取热量，产生高温热水用来预热生活热水，因本项目客房数较少，生活热水负荷较低，而制冷负荷在全年大部分时段远远大于热泵预热负荷，为了保证热泵的平稳运行，热泵预热能力的选型基于将每天所需的生活热水预热负荷平摊到16个小时内。本方案采用水-水热泵先预热生活热水，再通过锅炉再热至所需的温度。

图1水-水热泵方案+蒸汽锅炉方案

系统相关示意图1所示，将水-水热泵机组连接在中央制冷系统的冷冻水管路上，利用热泵机组将冷水由15℃预热至45℃左右，然后利用蒸汽锅炉将热水在容积式换热器内加热至60℃，送至各用水点；热泵运行的同时，输出的低温水可使制冷机进水温度降低，降低制冷机能耗的输出。根据计算，选用两台180kW热泵可满足本项目需求。

方案三 ：蒸汽锅炉+部分热回收式螺杆制冷机

本方案利用部分热回收式制冷机回收的热量，将自来水由15℃预热至35℃，然后利用蒸汽锅炉将热水在容积式换热器内加热至60℃，送至各用水点。结合项目情况，选用4台热回收制冷机可基本满足酒店生活热水所需的预热负荷。

采用部分热回收制冷机，在热回收工况时，不会降低制冷机的运行效率，反而可稍微提升制冷机的效率，同时基本不会对冷冻水系统的控制造成不利影响。系统相关示意图2如下：

图2部分热回收式制冷机+蒸汽锅炉方案

3 方案分析

评价一个系统方案是否成功，需从技术经济方面综合分析。下面从控制、日常维护、初投资、回收期等方面综合分析。

从运行控制复杂程度看，方案一为常规方案，冷热源完全独立，系统控制最简单；方案二，热泵的工作效率受制于空调冷负荷，同时亦受制于生活热水负荷，系统控制复杂。方案三，因部分热回收式制冷机热回收工况的控制由制冷机厂商提供，同时热回收工况不会对冷冻水系统造成不利影响，故此方案于控制上相对方案二简单。

从机房占用面积来看，以方案一为基础，方案二，增加了两台水-水热泵、六台热水循环泵、两台容积式储水罐及其配套设施，机房面积大约需增加120平方米；方案三，由于带热回收制冷机与普通制冷机结构尺寸上并无差别，仅增加了五台热水循环泵及其配套设施，机房面积大约需增加80平方米；

从日常管理及运行维护方面看，方案一及方案三设备集中于地库机房，便于集中管理及维护；方案二设备也集中于地库机房，但热泵系统控制复杂，管理上需工程人员对系统有较深入的认识，管理及维护较为复杂。

从初投资来看，以方案一为基础，方案二由于增加了水-水热泵、热水循环泵、热水储热罐等配套设备，并附加上相对应的管道、管件、阀门、变配电系统、控制系统，所以初投资大约需增加133万元；方案三中带部分热回收的制冷机比普通的制冷机造价要高，同时增加了热水循环泵、热水储热罐、及相对应的管道、管件、阀门、配电系统、控制系统等，所以初投资大约增加98万元。

从运行费用分析:取天然气热值38.85MJ/m3，天然气价格5.7元/m3；

电费：1.1元/kWh；

每产生1kWh的热量，锅炉及热泵的运行费用如下：

锅炉：取锅炉运行效率0.9，水-水热泵NPLV为3.0；

锅炉运行费用：

5.7*3600/38.85/1000/0.9=0.587元/kWh;

水-水热泵运行费用：1.1/3.0=0.367元/kWh;

酒店生活热水全年预热负荷按下式计算：

其中，取水的比热为4.187kJ/kg℃，按全年270天运行，全年平均负荷占高峰热水负荷的系数为0.7,为全年预热负荷kWh,为预热热水温度，取45℃，为冷水全年平均温度，取15℃，

基于上述分析，以方案一为基础，计算得到方案二年节省运行费用为32.3万元，方案三年节省运行费用为38.1万元。

通过以上对增加初投资及年节省运行费用分析，可计算出方案二的回收期为4.9年，方案三的回收期为2.7年。

4 结论

在本文分析中，方案三相较于方案二控制、管理简单，初投资增加少，年节省运行费用多，回收期短。

但是否采用热回收及采用哪种热回收方式，还需结合项目情况，进行综合、全面的经济技术分析比较后确定。

参考文献

[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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关键词：中央空调；变频技术；PLC；节能

中图分类号：TB65 文献标识码：A

随着科技的发展以及人民生活水平的提高，中央空调系统已经成为现代建筑物中不可缺少的基础设施之一。但是，中央空调系统也是工厂和商务楼宇中的耗能大户。因此，为使中央空调系统能够节能减排，系统温度稳定，必须对中央空调控制系统实施改造。然而，为了保证高可靠性，中央空调系统中的冷却水循环系统、制冷压缩机组、冷冻（媒）水循环系统、盘管风机系统以及冷却水塔风机系统等的最大容量在设计之初均是按照目标最大的制热、制冷负荷来进行设计的，甚至新风交换量也是按照最大量进行选型，剩余量非常充足。这样就使得传统的中央空调系统一年四季、白天或者黑夜以及用户的实用负荷等无论怎样变化都会工作在最大负荷状态，电机全速运行，能源浪费现象极为严重。随着物价的不断上涨，电费也在上浮，直接导致中央空调系统所需要的运行费用大幅增加，从而使得中央空调系统的运行成本占据了整个目标运行成本中很大的一个比例。据相关部门统计，各类采用中央空调系统机构的总用电量超过65%以上的用电消耗来自于中央空调，而其中，中央空调系统中的水泵的用电量占据了中央空调系统总用电量的15～35%，因此，研究如何节约水泵以及风机的能源消耗问题是实现中央空调节能技术的关键，具有极其重要的经济意义。世界各国都在提倡节能减排，因而，中央空调系统的节能改造便成为了必然。

一、中央空调工作原理与结构

如图1所示，中央空调系统的组成主要包括三个机组系统，两个设备，三个机组系统指的是冷冻水循环系统、冷却水循环系统以及风机盘管系统，而两个设备主要指的是冷却塔和制冷主机。

在中央空调系统中，热量的传递是通过流体物质来完成的，其中，在制冷系统中一般用制冷剂，而冷却水系统和冷冻水系统都是以水作为传输介质。制冷主机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水送到冷却水塔上由水塔风机对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。

二、中央空调的变频节能控制原理

流体传输设备水泵是一种平方转矩负载，其转速n与水泵流量Q，水泵扬程H及水泵功率N的关系如下式所示：

（1）

上式表明，水泵的流量与其转速成正比，水泵的扬程与其转速的平方成正比，水泵的功率与其转速的立方成正比。而水泵的轴功率等于流量与压力的乘积， 故水泵的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）

根据上述原理可知： 改变水泵的转速就可改变水泵的功率。是一种能够显著节约能源的方法。

根据异步电动机原理：

（2）

式中：转速

f：频率

p：电机磁极对数

s：转差率

由（2）式可见，调节转速有3种方法，改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中，变频调速性能最好，调速范围大，静态稳定性好，运行效率高。因此，通过改变频率使风机、水泵的转速、消耗的功率迅速下降，达到节能目的。

三、中央空调系统节能改造方案与设计

中央空调系统的运行机制就是热交换的能量转换过程，能量的转换主要通过冷冻水和冷却水循环系统作为传输媒介实现，所以中央空调控制系统的主要工作内容便是控制冷却水和冷冻水循环系统，这两个循环系统是实现节能技术的关键点，也正是本文准备进行节能改造的目标。

1 中央空调系统节能改造方案

图2即为通过加装变频器实现中央空调系统节能的方案。

目前，在冷却水循环系统进行改造的方案最为常见，节电效果也较为显著。由于进水温度是随环境温度不断变化的，因此，把温差设置为恒定值并非上策。通过研究发现，根据进水温度来随时调整温差的大小是可取的。即：当进水温度低时，应主要着眼于节能效果，将温差的目标值可适当的设置高一点；而在进水温度高时，则必须保证冷却效果，这时，可以将温差的目标值设置低一点。

基于对节能改造方案的研究，在设计之初，综合考虑中央空调系统的冷却效果和节能效果，最终选择将温差与进水温度的混合控制方案作为本中央空调系统节能实施方案，温差大小的调节则直接与进水温度相关。即：进水温度T132℃时，温差的目标值设为T=3℃，从而保证了冷却效果。在同时考虑进水温度和进出水温差的情况下，使冷却水闭环控制系统能够根据现场温度和负载的变化自动调节三台水泵的运行情况。

2 中央空调系统设计

中央空调系统，主要包括：冷却水泵（三台）、温度传感器、热电阻输入模块、PLC、变频器。

中央空调系统中的控制系统由PLC、变频器等构成。本课题中的PLC选择OMRON（欧姆龙）的CP1H-XA40DR-A，变频器选择欧姆龙3G3RX-A4075。

本文研究的中央空调系统中，温度传感器安装在冷却水管道中，主要负责采集通过管道中的进水温度和出水温度的模拟信号。热电阻输入模块将温度传感器采集到的模拟信号转换成电信号，这个电信号经过PLC控制单元，PLC控制单元按照设计的应用程序通过变频器调节冷却水泵的具体运行效率。

四、节能改造前后运行效果比较

1 节能效果及投资回报

进行技术改造后，系统会根据负载的变化而实际调节变频器频率。根据以往运行参数的统计与改造后的节能预测，平均节能约40%左右，节能效果是十分显着的，一般改造后投入运行三年左右即可收回成本。

2 对系统的正面影响

由于冷冻泵、冷却泵以及冷却风机采用了变频器软启停，消除了原来工频启动时大电流对电网的冲击，用电环境得到了改善，同时变频器能改善功率因素，电能的使用效率会大大提高；并消除了水泵启停时产生的水锤对管道、阀门、压力表等的损害；消除了原来直接启停水泵造成的机械冲击，电机及水泵的轴承、轴封等机械磨擦大大减少，机械部件的使用寿命得到延长 ；由于水泵大多数时间运行在额定转速以下，电机的噪声、温升及震动都大大减少，电气故障也比原来降低，电机使用寿命也相应延长。

由于采用了温差与进水温度的混合控制，提高了冷冻机组的工作效率，提高了自动化水平。减少了人为因素的影响，大大优化了系统的运行环境、运行质量。具有较好的实用价值和发展前景， 值得进一步研究和完善。

参考文献

[1]陈建东.中央空调系统水泵变频节能技术的应用分析[J].制冷技术，2006（04）.12-14.

[2]吴木荣.浅谈中央空调系统节能改造[J].电源世界，2010（08）：55-58.

[3]杨振彪.PLC 在中央空调控制系统中的节能应用[J].广东科技，2011，（16）：

50-51.

[4]殷洪义.可编程控制器选择设计和维护[M].北京：机械工业出版社，2003.