无菌室车间空调冷却水系统与设备

1.无菌室车间冷却水系统的组成

空调冷却水系统是指利用冷却塔等冷却构筑物向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水的水系统。对于风冷式冷冻机组，则不需要冷却水系统。冷水流过需要降温的冷凝器后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次，这种冷却水系统称为直流冷却水系统。当水源水量充足，如江河、湖泊，水温、水质适合，且大型冷冻站用水量较大，采用循环冷却水系统耗资较大时，可采用这种系统。

在无菌室车间空调工程中，大量采用循环冷却水系统。这种系统一般由冷却塔、冷却水池(箱)、冷却水泵、冷水机组冷凝器及连接管道组成。该系统将来自冷却塔的较低温度的冷却水，经冷却水泵加压后进入冷水机组，带走冷凝器的散热量。温度升高的冷却水再在循环冷却水泵的作用下，重新送入冷却塔上部喷淋。由于冷却塔风扇的运转，使冷却水在喷淋下落过程中，不断与塔下部进入的室外空气进行热湿交换，冷却后的水落入冷却塔集水盘中，由水泵重新送入冷水机组循环使用。这种系统冷水的用量大大降低(常可节约95%以上)，只需补充少量水，节约大量工业用水。因此，当制冷设备冷凝器、吸收器和压缩机的冷却方式采用水冷方式时，均需要设置冷却水系统。

2.无菌室车间冷却水系统的分类

循环冷却水系统按通风方式，可分为自然通风冷却循环系统和机械通风冷却循环系统两种方式。自然通风冷却循环系统采用冷却塔或冷却喷水池等构筑物，使冷却水和自然风相互接触进行热量交换，冷却水被冷却降温后循环使用，适用于当地气候条件适宜的小型冷冻机组。

机械通风冷却循环系统采用机械通风冷却塔或喷射式冷却塔，使冷却水和机械通风接触进行热量交换，从而降低冷却水温度后再送入冷凝器等设备循环使用。这种系统适用于气温高、湿度大，自然通风冷却塔不能达到冷却效果的情况。目前，运行稳定、可控的机械通风冷却循环系统应用较为广泛。

冷却水的供应系统，一般根据水源、水质、水温、水量及气候条件等进行综合技术经济比较后确定。由于冷却水流量、温度、压力等参数直接影响到制冷机的运行工况，因此，在空调工程中大量采用的是机械通风冷却水循环系统。

上述两种系统，均用自来水补充，以保证冷却水流量。

3.无菌室车间冷却塔

冷却塔是冷却水系统的重要设备，冷却塔的性能对整个空调系统的正常运行都有一定的影响。常用的冷却塔一般用玻璃钢制作，它是利用空气与水的接触来冷却水的设备，一般由高密度亲水性填料(亦称散热材)、配水系统、通风设备、空气分配装置(如进风口百叶窗、导风装置、风胴)、挡水器(或收水器)、集水槽(或集水池)等部分构成，上述结构的不同组合可以构造成不同型式的冷却塔。冷却塔的类型很多，按通风方式可分为自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔；按水和空气的接触方式可分为湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔；按水和空气的流动方向的不同可分为逆流式冷却塔、横流式冷却塔；按形状可分为圆形冷却塔、方型冷却塔。中净环球净化可提供无菌室、净化工程的咨询、规划、设计、施工、安装改造等配套服务。

(1)逆流式冷却塔

逆流式冷却塔是由外壳、轴流风机、填料层、进水及布水管、出水管、集水盘和进风百叶等组成。在风机的作用下，空气从塔下部进入，顶部排出。空气与水在冷却塔内竖直方向逆向而行，热交换效率高。冷却塔的布水设备对气流有阻力，布水系统维修不便，冷却水的进水压力要求0.1MPa。

(2)横流式冷却塔

横流式冷却塔工作原理与逆流式相同。空气从水平方向横向穿过填料层，然后从冷却塔顶部排出，水从上至下穿过填料层，空气与水的流向垂直，热交换效率不如逆流式。横流塔气流阻力较小，布水设备维修方便，冷却水阻力要求≤0.05MPa。一般大型的冷却塔都采用横流式冷却塔。

4.无菌室车间冷却水箱(池)

冷却水箱(池)的功能是增加系统的水容量，使冷却水泵能稳定地工作，保证水泵吸入口充满水不发生空蚀现象。在冷却塔不运行时，塔内的填料基本上是干燥的。工作中，冷却塔的填料表面首先润湿，水层保持正常运行时的水层厚度后，然后才流向冷却塔的集水盘，达到动态平衡。刚启动水泵时，集水盘内的水尚未达到正常水位的短时间内，水泵进口易缺水，导致制冷机无法正常运行。

对于一般逆流式斜波纹填料玻璃钢冷却塔，在短期内使填料层由干燥状态变为正常运转状态所需附着水量约为标称小时循环水量的1.2%。因此，冷却水箱的容积应不小于冷却塔小时循环水量的1.2%。

按照水箱在冷却水系统中所处位置的不同，可分为下水箱式冷却水系统和上水箱式冷却水系统。

下水箱(池)式冷却水系统的典型形式是制冷站为单层建筑，冷却塔设置在屋面上，当冷却水水量较大时，为便于补水，制冷机房内应设置冷却水箱。这种系统也适用于制冷站设在地下室，而冷却塔设在室外地面上或室外绿化地带的场合。其优点是冷却水泵从冷却水箱(池)吸水后，将冷却水压入冷凝器，水泵总是充满水，可避免水泵吸入空气而产生水锤。此时，冷却水泵的扬程，应是冷却水供、回水管道和部件(控制阀、过滤器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷却水箱(池)较低水位至冷却塔布水器的高差以及冷却塔布水器所需的喷射压头(约为5m水柱，49kPa)之和，再乘以1.05~1.1的安全系数。由于制冷站建筑的高度不高，这种系统所增加的水泵扬程不大，若制冷站的建筑高度较高时，可将冷却水箱设在屋面上(就成为上水箱式冷却水系统)，这样可减少冷却水泵的扬程，节省运行费用。

上水箱(池)式冷却水系统的制冷站设在地下室，冷却塔设在高层建筑主楼裙房的屋面上(或设在主楼的屋面上)。冷却水箱也设在屋面上冷却塔的近旁。此时，冷却水泵的扬程，包括冷却水供、回水管道和部件(控制阀、过滤器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷却塔集水盘水位至冷却塔布水器的高差以及冷却塔布水器所需的喷射压头之和，再乘以1.05~1.1的安全系数。显然，这种系统中冷却塔的供水自流入冷却水箱后，靠重力作用进入冷却水泵，然后将冷却水压入冷凝器，有效地利用了从水箱至水泵进口的位能，减小水泵扬程，节省了电能消耗，同时，也保证了冷却水泵内始终充满水。

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