3.10.1 設(shè)計循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時應(yīng)符合下列要求:
1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)宜采用敞開式,當需采用間接換熱時,可采用密閉式;
2 對于水溫、水質(zhì)、運行等要求差別較大的設(shè)備,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)宜分開設(shè)置;
3 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)應(yīng)滿足被冷卻設(shè)備的水質(zhì)要求;
4 設(shè)備、管道設(shè)計時應(yīng)能使循環(huán)系統(tǒng)的余壓充分利用;
5 冷卻水的熱量宜回收利用;
6 當建筑物內(nèi)有需要全年供冷的區(qū)域,在冬季氣候條件適宜時宜利用冷卻塔作為冷源提供空調(diào)用冷水。
3.10.2 冷卻塔設(shè)計計算所選用的空氣干球溫度和濕球溫度,應(yīng)與所服務(wù)的空調(diào)等系統(tǒng)的設(shè)計空氣干球溫度和濕球溫度相吻合,應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度和濕球溫度。
3.10.3 冷卻塔位置的選擇應(yīng)根據(jù)下列因素綜合確定:
1 氣流應(yīng)通暢,濕熱空氣回流影響小,且應(yīng)布置在建筑物的最小頻率風向的上風側(cè);
2 冷卻塔不應(yīng)布置在熱源、廢氣和煙氣排放口附近,不宜布置在高大建筑物中間的狹長地帶上;
3 冷卻塔與相鄰建筑物之間的距離,除滿足塔的通風要求外,還應(yīng)考慮噪聲、飄水等對建筑物的影響。
3.10.4 選用成品冷卻塔時,應(yīng)符合下列要求:
1 按生產(chǎn)廠家提供的熱力特性曲線選定,設(shè)計循環(huán)水量不宜超過冷卻塔的額定水量;當循環(huán)水量達不到額定水量的80%時,應(yīng)對冷卻塔的配水系統(tǒng)進行校核;
2 冷卻塔應(yīng)冷效高、能源省、噪聲低、重量輕、體積小、壽命長、安裝維護簡單、飄水少;
3 材料應(yīng)為阻燃型,并應(yīng)符合防火要求;
4 數(shù)量宜與冷卻水用水設(shè)備的數(shù)量、控制運行相匹配;
5 塔的形狀應(yīng)按建筑要求,占地面積及設(shè)置地點確定;
6 當冷卻塔的布置不能滿足本規(guī)范第3.10.3條的規(guī)定時,應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施,并對塔的熱力性能進行校核。
3.10.4A 當可能有凍結(jié)危險時,冬季運行的冷卻塔應(yīng)采取防凍措施。
3.10.5 冷卻塔的布置,應(yīng)符合下列要求:
1 冷卻塔宜單排布置;當需多排布置時,塔排之間的距離應(yīng)保證塔排同時工作時的進風量;
2 單側(cè)進風塔的進風面宜面向夏季主導風向;雙側(cè)進風塔的進風面宜平行夏季主導風向;
3 冷卻塔進風側(cè)離建筑物的距離,宜大于塔進風口高度的2倍;冷卻塔的四周除滿足通風要求和管道安裝位置外,還應(yīng)留有檢修通道;通道凈距不宜小于1.0m。
3.10.6 冷卻塔應(yīng)設(shè)置在專用的基礎(chǔ)上,不得直接設(shè)置在樓板或屋面上。
3.10.7 環(huán)境對噪聲要求較高時,冷卻塔可采取下列措施:
1 冷卻塔的位置宜遠離對噪聲敏感的區(qū)域;
2 應(yīng)采用低噪聲型或超低噪聲型冷卻塔;
3 進水管、出水管、補充水管上應(yīng)設(shè)置隔振防噪裝置;
4 冷卻塔基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置隔振裝置;
5 建筑上應(yīng)采取隔聲吸音屏障。
3.10.8 循環(huán)水泵的臺數(shù)宜與冷水機組相匹配。循環(huán)水泵的出水量應(yīng)按冷卻水循環(huán)水量確定,揚程應(yīng)按設(shè)備和管網(wǎng)循環(huán)水壓要求確定,并應(yīng)復(fù)核水泵泵殼承壓能力。
3.10.9 冷卻塔循環(huán)管道的流速,宜采用下列數(shù)值:
1 循環(huán)干管管徑小于等于250mm時,應(yīng)為1.5m/s~2.0m/s;管徑大于250mm、小于500mm時,應(yīng)為2.0m/s~2.5m/s;管徑大于等于500mm時,應(yīng)為2.5m/s~3.0m/s;
2 當循環(huán)水泵從冷卻塔集水池中吸水時,吸水管的流速宜采用1.0m/s~1.2m/s;當循環(huán)水泵直接從循環(huán)管道吸水,且吸水管直徑小于等于250mm時,流速宜為1.0m/s~1.5m/s,當吸水管直徑大于250mm時,流速宜為1.5m/s~2.0m/s。水泵出水管的流速可采用循環(huán)干管下限流速。
3.10.10 冷卻塔集水池的設(shè)計,應(yīng)符合下列要求:
1 集水池容積應(yīng)按下列第1)項、第2)項因素的水量之和確定,并應(yīng)滿足第3)項的要求:
1) 布水裝置和淋水填料的附著水量,宜按循環(huán)水量的1.2%~1.5%確定;
2) 停泵時因重力流入的管道水容量;
3) 水泵吸水口所需最小淹沒深度應(yīng)根據(jù)吸水管內(nèi)流速確定,當流速小于等于0.6m/s時,最小淹沒深度不應(yīng)小于0.3m;當流速為1.2m/s時,最小淹沒深度不應(yīng)小于0.6m。
2 當選用成品冷卻塔時,應(yīng)按本條第1款的規(guī)定,對其集水盤的容積進行核算,當不滿足要求時,應(yīng)加大集水盤深度或另設(shè)集水池;
3 不設(shè)集水池的多臺冷卻塔并聯(lián)使用時,各塔的集水盤宜設(shè)連通管;當無法設(shè)置連通管時,回水橫干管的管徑應(yīng)放大一級;連通管、回水管與各塔出水管的連接應(yīng)為管頂平接;塔的出水口應(yīng)采取防止空氣吸入的措施;
4 每臺(組)冷卻塔應(yīng)分別設(shè)置補充水管、泄水管、排污及溢流管;補水方式宜采用浮球閥或補充水箱。
當多臺冷卻塔共用集水池時,可設(shè)置一套補充水管、泄水管、排污及溢流管。
3.10.11 冷卻塔補充水量可按下式計算:

——補充水水量(m³/h);
——蒸發(fā)損失水量(m³/h);
——濃縮倍數(shù),設(shè)計濃縮倍數(shù)不宜小于3.0。注:對于建筑物空調(diào)、冷凍設(shè)備的補充水量,應(yīng)按冷卻水循環(huán)水量的1%~2%確定。
3.10.11A 冷卻塔補充水總管上應(yīng)設(shè)置水表等計量裝置。
3.10.12 建筑空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)有過濾、緩蝕、阻垢、殺菌、滅藻等水處理措施。
3.10.13 旁流處理水量可根據(jù)去除懸浮物或溶解固體分別計算。當采用過濾處理去除懸浮物時,過濾水量宜為冷卻水循環(huán)水量的1%~5%。
條文說明
3.10 循環(huán)冷卻水及冷卻塔
3.10.1
1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)通常以循環(huán)水是否與空氣直接接觸而分為密閉式和敞開式系統(tǒng),民用建筑空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般可采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。當暖通專業(yè)采用內(nèi)循環(huán)方式供冷(內(nèi)部)供熱(外部及新風)時(水環(huán)熱泵),以及高檔辦公樓出租時需提供用于客戶計算機房等常年供冷區(qū)域的各局部空調(diào)共用的冷卻水系統(tǒng)(租戶冷卻水)等情況時,采用間接換熱方式的冷卻水系統(tǒng),此時的冷卻水系統(tǒng)通常采用密閉式。
5 隨著我國對節(jié)能節(jié)水的日益重視,冷水機組的冷凝廢熱應(yīng)通過冷卻水盡可能加以利用,如夏季作為生活熱水的預(yù)熱熱源。
3.10.2 民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔設(shè)計計算時所選用的空氣干球溫度和濕球溫度,應(yīng)與所服務(wù)的空調(diào)等系統(tǒng)的設(shè)計空氣干球溫度和濕球溫度相吻合。本條規(guī)定依據(jù):國家標準《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50019-2003第3.2.7條規(guī)定“夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度”,第3.2.8條規(guī)定“夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度,應(yīng)采用歷年平均不保證50h的濕球溫度”。
3.10.4 在實際工程設(shè)計中,由于受建筑物的約束,冷卻塔的布置很可能不能滿足第3.10.3條文的規(guī)定。當采用多臺塔雙排布置時,不僅需考慮濕熱空氣回流對冷效的影響,還應(yīng)考慮多臺塔及塔排之間的干擾影響(回流是指機械通風冷卻塔運行時,從冷卻塔排出的濕熱空氣,一部分又回到進風口,重新進入塔內(nèi);干擾是指進塔空氣中摻入了一部分從其他冷卻塔排出的濕熱空氣)。這時候,必須對選用的成品冷卻器的熱力性能進行校核,并采取相應(yīng)的技術(shù)措施,如提高汽水比等。
3.10.4A 供暖室外計算溫度在0℃以下的地區(qū),冬季運行的冷卻塔應(yīng)采取防凍措施。
3.10.8 設(shè)計中,通常采用冷卻塔、循環(huán)水泵的臺數(shù)與冷凍機組數(shù)量相匹配。
循環(huán)水泵的流量應(yīng)按冷卻水循環(huán)水量確定,水泵的揚程應(yīng)根據(jù)冷凍機組和循環(huán)管網(wǎng)的水壓損失、冷卻塔進水的水壓要求、冷卻水提升凈高度之和確定。
當建筑物高度較高,且冷卻塔設(shè)置在建筑物的屋頂上,循環(huán)水泵設(shè)置在地下室內(nèi),這時水泵所承受的靜水壓強遠大于所選用的循環(huán)水泵的揚程。由于水泵泵殼的耐壓能力是根據(jù)水泵的揚程作為參數(shù)設(shè)計的,所以遇到上述情況時,必須復(fù)核水泵泵殼的承壓能力。
3.10.10 不設(shè)集水池的多臺冷卻塔并聯(lián)使用時,各塔的集水盤之間設(shè)置連通管是為了各集水盤中的水位保持基本一致,防止空氣進入循環(huán)水系統(tǒng)。在一些工程項目中由于受客觀條件的限制,而無法設(shè)置連通管,此時應(yīng)放大回水橫干管的管徑。
3.10.11 冷卻水在循環(huán)過程中,共有三部分水量損失,即:蒸發(fā)損失水量、排污損失水量、風吹損失水量,在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,為維持系統(tǒng)的水量平衡,補充水量應(yīng)等于上述三部分損失水量之和。
循環(huán)冷卻水通過冷卻塔時水分不斷蒸發(fā),因為蒸發(fā)掉的水中不含鹽分,所以隨著蒸發(fā)過程的進行,循環(huán)水中的溶解鹽類不斷被濃縮,含鹽量不斷增加。為了將循環(huán)水中含鹽量維持在某一個濃度,必須排掉一部分冷卻水,同時為維持循環(huán)過程中的水量平衡,需不斷地向系統(tǒng)內(nèi)補充新鮮水。補充的新鮮水的含鹽量和經(jīng)過濃縮過程的循環(huán)水的含鹽量是不相同的,后者與前者的比值稱為濃縮倍數(shù)Nn。由于蒸發(fā)損失水量不等于零,Nn值永遠大于1,即循環(huán)水的含鹽量總大于補充新鮮水的含鹽量。濃縮倍數(shù)Nn越大,在蒸發(fā)損失水量、風吹損失水量,排污損失水量越小的條件下,補充水量就越小。由此看來,提高濃縮倍數(shù),可節(jié)約補充水量和減少排污水量;同時,也減少了隨排污水量而流失的系統(tǒng)中的水質(zhì)穩(wěn)定藥劑量。但是濃縮倍數(shù)也不能提得過高,如果采用過高的濃縮倍數(shù),不僅水中有害離子氯根或垢離子鈣、鎂等將產(chǎn)生腐蝕或結(jié)垢傾向;而且濃縮倍數(shù)高了,增加了水在系統(tǒng)中的停留時間,不利于微生物的控制。因此,考慮節(jié)水、加藥量等多種因素,濃縮倍數(shù)必須控制在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)。一般建筑用冷卻塔循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計濃縮倍數(shù)控制在3.0以上比較經(jīng)濟合理。
3.10.11A 本條系新增條文,貫徹執(zhí)行國家標準《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB 50189-2005的有關(guān)要求而規(guī)定。
3.10.12 民用建筑空調(diào)的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,影響循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定的因素有:
1 在循環(huán)過程中,水在冷卻塔內(nèi)和空氣充分接觸,使水中的溶解氧得到補充,達到飽和;水中的溶解氧是造成金屬電化學腐蝕的主要因素;
2 水在冷卻塔內(nèi)蒸發(fā),使循環(huán)水中含鹽量逐漸增加,加上水中二氧化碳在塔中解析逸散,使水中碳酸鈣在傳熱面上結(jié)垢析出的傾向增加;
3 冷卻水和空氣接觸,吸收了空氣中大量的灰塵、泥沙、微生物及其孢子,使系統(tǒng)的污泥增加。冷卻塔內(nèi)的光照、適宜的溫度、充足的氧和養(yǎng)分都有利于細菌和藻類的生長,從而使系統(tǒng)黏泥增加,在換熱器內(nèi)沉積下來,形成了黏泥的危害。
在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,冷卻水吸收熱量后,經(jīng)冷卻塔與大氣直接接觸,二氧化碳逸散,溶解氧和濁度增加,水中溶解鹽類濃度增加以及工藝介質(zhì)的泄漏等,使循環(huán)冷卻水質(zhì)惡化,給系統(tǒng)帶來結(jié)垢腐蝕、污泥和菌藻等問題。冷卻水的循環(huán)對換熱器帶來的腐蝕、結(jié)垢和黏泥影響比采用直流系統(tǒng)嚴重得多。如果不加以處理,將發(fā)生換熱設(shè)備的水流阻力加大,水泵的電耗增加,傳熱效率降低,造成換熱器腐蝕并泄漏等。因此,民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水應(yīng)該進行水質(zhì)穩(wěn)定處理,主要任務(wù)是去除懸浮物、控制泥垢及結(jié)垢、控制腐蝕及微生物等四個方面。當循環(huán)冷卻水系統(tǒng)達到一定規(guī)模時,除了必須配置的冷卻塔、循環(huán)水泵、管網(wǎng)、放空裝置、補水裝置、溫度計等外,還應(yīng)配置水質(zhì)穩(wěn)定處理和殺菌滅藻、旁濾器等裝置,以保證系統(tǒng)能夠有效和經(jīng)濟地運行。
在密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,水在系統(tǒng)中不與空氣接觸,不受陽光照射,結(jié)垢與微生物控制不是主要問題,但腐蝕問題仍然存在??赡墚a(chǎn)生的泄漏、補充水帶入的氧氣、各種不同金屬材料引起的電偶腐蝕,以及各種微生物(特別是在厭氧區(qū)微生物)的生長都將引起腐蝕。
3.10.13 旁流處理的目的是保持循環(huán)水水質(zhì),使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在滿足濃縮倍數(shù)條件下有效和經(jīng)濟地運行。旁流水就是取部分循環(huán)水量按要求進行處理后,仍返回系統(tǒng)。旁流處理方法可分去除懸浮固體和溶解固體兩類,但在民用建筑空調(diào)系統(tǒng)中通常是去除循環(huán)水中的懸浮固體。因為從空氣中帶進系統(tǒng)的懸浮雜質(zhì)以及微生物繁殖所產(chǎn)生的黏泥,補充水中的泥沙、黏土、難溶鹽類,循環(huán)水中的腐蝕產(chǎn)物、菌藻、冷凍介質(zhì)的滲漏等因素使循環(huán)水的濁度增加,僅依靠加大排污量是不能徹底解決的,也是不經(jīng)濟的。旁流處理的方法同一般給水處理的有關(guān)方法,旁流水量需根據(jù)去除懸浮物或溶解固體的對象而分別計算確定。當采用過濾處理去除懸浮物時,過濾水量宜為冷卻水循環(huán)水量的1%~5%。


自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計
