無菌室車間空調冷卻水系統與設備

1.無菌室車間冷卻水系統的組成

空調冷卻水系統是指利用冷卻塔等冷卻構筑物向冷水機組的冷凝器供給循環冷卻水的水系統。對于風冷式冷凍機組，則不需要冷卻水系統。冷水流過需要降溫的冷凝器后，溫度上升，如果即行排放，冷水只用一次，這種冷卻水系統稱為直流冷卻水系統。當水源水量充足，如江河、湖泊，水溫、水質適合，且大型冷凍站用水量較大，采用循環冷卻水系統耗資較大時，可采用這種系統。

在無菌室車間空調工程中，大量采用循環冷卻水系統。這種系統一般由冷卻塔、冷卻水池(箱)、冷卻水泵、冷水機組冷凝器及連接管道組成。該系統將來自冷卻塔的較低溫度的冷卻水，經冷卻水泵加壓后進入冷水機組，帶走冷凝器的散熱量。溫度升高的冷卻水再在循環冷卻水泵的作用下，重新送入冷卻塔上部噴淋。由于冷卻塔風扇的運轉，使冷卻水在噴淋下落過程中，不斷與塔下部進入的室外空氣進行熱濕交換，冷卻后的水落入冷卻塔集水盤中，由水泵重新送入冷水機組循環使用。這種系統冷水的用量大大降低(常可節約95%以上)，只需補充少量水，節約大量工業用水。因此，當制冷設備冷凝器、吸收器和壓縮機的冷卻方式采用水冷方式時，均需要設置冷卻水系統。

2.無菌室車間冷卻水系統的分類

循環冷卻水系統按通風方式，可分為自然通風冷卻循環系統和機械通風冷卻循環系統兩種方式。自然通風冷卻循環系統采用冷卻塔或冷卻噴水池等構筑物，使冷卻水和自然風相互接觸進行熱量交換，冷卻水被冷卻降溫后循環使用，適用于當地氣候條件適宜的小型冷凍機組。

機械通風冷卻循環系統采用機械通風冷卻塔或噴射式冷卻塔，使冷卻水和機械通風接觸進行熱量交換，從而降低冷卻水溫度后再送入冷凝器等設備循環使用。這種系統適用于氣溫高、濕度大，自然通風冷卻塔不能達到冷卻效果的情況。目前，運行穩定、可控的機械通風冷卻循環系統應用較為廣泛。

冷卻水的供應系統，一般根據水源、水質、水溫、水量及氣候條件等進行綜合技術經濟比較后確定。由于冷卻水流量、溫度、壓力等參數直接影響到制冷機的運行工況，因此，在空調工程中大量采用的是機械通風冷卻水循環系統。

上述兩種系統，均用自來水補充，以保證冷卻水流量。

3.無菌室車間冷卻塔

冷卻塔是冷卻水系統的重要設備，冷卻塔的性能對整個空調系統的正常運行都有一定的影響。常用的冷卻塔一般用玻璃鋼制作，它是利用空氣與水的接觸來冷卻水的設備，一般由高密度親水性填料(亦稱散熱材)、配水系統、通風設備、空氣分配裝置(如進風口百葉窗、導風裝置、風胴)、擋水器(或收水器)、集水槽(或集水池)等部分構成，上述結構的不同組合可以構造成不同型式的冷卻塔。冷卻塔的類型很多，按通風方式可分為自然通風冷卻塔、機械通風冷卻塔、混合通風冷卻塔；按水和空氣的接觸方式可分為濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔；按水和空氣的流動方向的不同可分為逆流式冷卻塔、橫流式冷卻塔；按形狀可分為圓形冷卻塔、方型冷卻塔。中凈環球凈化可提供無菌室、凈化工程的咨詢、規劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

(1)逆流式冷卻塔

逆流式冷卻塔是由外殼、軸流風機、填料層、進水及布水管、出水管、集水盤和進風百葉等組成。在風機的作用下，空氣從塔下部進入，頂部排出。空氣與水在冷卻塔內豎直方向逆向而行，熱交換效率高。冷卻塔的布水設備對氣流有阻力，布水系統維修不便，冷卻水的進水壓力要求0.1MPa。

(2)橫流式冷卻塔

橫流式冷卻塔工作原理與逆流式相同。空氣從水平方向橫向穿過填料層，然后從冷卻塔頂部排出，水從上至下穿過填料層，空氣與水的流向垂直，熱交換效率不如逆流式。橫流塔氣流阻力較小，布水設備維修方便，冷卻水阻力要求≤0.05MPa。一般大型的冷卻塔都采用橫流式冷卻塔。

4.無菌室車間冷卻水箱(池)

冷卻水箱(池)的功能是增加系統的水容量，使冷卻水泵能穩定地工作，保證水泵吸入口充滿水不發生空蝕現象。在冷卻塔不運行時，塔內的填料基本上是干燥的。工作中，冷卻塔的填料表面首先潤濕，水層保持正常運行時的水層厚度后，然后才流向冷卻塔的集水盤，達到動態平衡。剛啟動水泵時，集水盤內的水尚未達到正常水位的短時間內，水泵進口易缺水，導致制冷機無法正常運行。

對于一般逆流式斜波紋填料玻璃鋼冷卻塔，在短期內使填料層由干燥狀態變為正常運轉狀態所需附著水量約為標稱小時循環水量的1.2%。因此，冷卻水箱的容積應不小于冷卻塔小時循環水量的1.2%。

按照水箱在冷卻水系統中所處位置的不同，可分為下水箱式冷卻水系統和上水箱式冷卻水系統。

下水箱(池)式冷卻水系統的典型形式是制冷站為單層建筑，冷卻塔設置在屋面上，當冷卻水水量較大時，為便于補水，制冷機房內應設置冷卻水箱。這種系統也適用于制冷站設在地下室，而冷卻塔設在室外地面上或室外綠化地帶的場合。其優點是冷卻水泵從冷卻水箱(池)吸水后，將冷卻水壓入冷凝器，水泵總是充滿水，可避免水泵吸入空氣而產生水錘。此時，冷卻水泵的揚程，應是冷卻水供、回水管道和部件(控制閥、過濾器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷卻水箱(池)較低水位至冷卻塔布水器的高差以及冷卻塔布水器所需的噴射壓頭(約為5m水柱，49kPa)之和，再乘以1.05~1.1的安全系數。由于制冷站建筑的高度不高，這種系統所增加的水泵揚程不大，若制冷站的建筑高度較高時，可將冷卻水箱設在屋面上(就成為上水箱式冷卻水系統)，這樣可減少冷卻水泵的揚程，節省運行費用。

上水箱(池)式冷卻水系統的制冷站設在地下室，冷卻塔設在高層建筑主樓裙房的屋面上(或設在主樓的屋面上)。冷卻水箱也設在屋面上冷卻塔的近旁。此時，冷卻水泵的揚程，包括冷卻水供、回水管道和部件(控制閥、過濾器等)的阻力、冷凝器的阻力、冷卻塔集水盤水位至冷卻塔布水器的高差以及冷卻塔布水器所需的噴射壓頭之和，再乘以1.05~1.1的安全系數。顯然，這種系統中冷卻塔的供水自流入冷卻水箱后，靠重力作用進入冷卻水泵，然后將冷卻水壓入冷凝器，有效地利用了從水箱至水泵進口的位能，減小水泵揚程，節省了電能消耗，同時，也保證了冷卻水泵內始終充滿水。

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