空调冷却塔水范文

空调冷却塔水范文（精选7篇）

空调冷却塔水 第1篇

一、院中央空调系统设计与安装情况

中央空调配3台冷水机组, 3台冷却塔。空调系统的控制模式为手动, 根据环境温度开启制冷机组的台数。冷却塔为方形横流、并联式, 由单独的调节阀控制水流量, 在冷却塔之间未设计平衡管。

开机为1对1, 即1台主机对应1台冷却水泵、1台冷冻水泵、1台冷却塔。开2台主机时, 对应2台冷冻水泵、2台冷却水泵、2台冷却塔, 3台也一样。

二、院中央空调系统实际运行与分析

系统从实际运行来看, 不管开几台机组, 冷却塔都出现了不正常情况, 有的塔在溢水, 有的塔在降水。曾尝试用以下方法处理。

(1) 调节冷却塔进水阀门, 将溢水的冷却塔调节阀开度关小, 使水不溢出, 但结果是这个塔不溢水另外的塔溢水, 调节难度较大, 费时费工且不好掌握。这种将阀门关小的方法, 即使调节到水暂时不溢出, 实际上却减少了整个管道中的水流量, 增大了水的阻力, 也增大了水泵的负载, 常常使冷却水温度上升, 排气压力升高, 机组报警停机。

(2) 关掉停用塔的补水浮球阀。结果是出现水位偏低现象, 有的塔漏出回水管, 使回水吸入空气, 冷却效果恶化, 排气压力升高, 直至高压报警跳机。

(3) 将补水浮球阀全部关闭, 在夏季高温时段, 1 h不补水, 冷却塔就缺水, 主机就跳机。

经过观察后发现, 3个冷却塔采用的并联方式, 塔之间未做平衡管道, 造成冷却塔水位不平衡, 出现溢水和降水现象。

三、解决方案

针对以上出现的情况进行分析, 将对其进行改造, 在塔之间做一条平衡管道, 拟定出3种方案。

(1) 在回水主管上加电动蝶阀。从理论上看单机对单塔理应可行, 但也存在问题。控制较为复杂, 因为冷却水有较高的温度, 及水的热膨冷缩的特性, 水不能密闭在管道中, 必须与外界相同, 所以当回水管上安装电动水阀, 如何控制, 当3台塔全停时, 回水阀也不能全关, 这种方式控制较难。

整改费用高, 增加1个电动碟阀就需要增加1个旁通阀和控制箱, 施工较难, 材料和人工费高。整改困难, 整改施工时必须停机, 对医院来说停机施工是不现实的。维护费用高, 由于有电动蝶阀, 经常开关容易损坏, 增加了维修成本。故此方案不满足实际需求。

(2) 在冷却塔底部开孔用管道将3个冷却塔并联起来。在冷却塔底部开孔, 则必须将该冷却塔水位降低, 要降低水位则要关闭该冷却塔的进水阀, 而关闭进水阀, 冷却水将流向其他2个冷却塔, 由于水量增大则造成其他冷却塔冷却水溢流, 否则就必须关闭冷却塔的进水阀, 从而导致总水流量减少, 导致冷却水温度上升, 致使冷水机组排气压力升高而报警停机。故此方案仍需要在停机时才能进行施工, 也不满足实际需求。

(3) 利用冷却塔现有的排污阀用管道将3个冷却塔并联起来。由于有现成的排污阀门, 所以在施工时不用停机, 不影响机组的正常运行。冷却塔水位离地不高, 压力不大, 故可以采用一般蓝色PVC管, 经济适用, 施工方便。在施工时, 因占用了冷却塔的排污阀, 需要在连通3个冷却塔的PVC管道中间最低点增加了1个排水阀。此方案最佳, 满足实际需求。

采用方案 (3) 进行改造, 冷却塔溢水和降水现象得到了很大改善。冷却塔进水阀开度增大了不少, 水流量也有所增加, 冷却水温度也有所降低。同时为了进一步解决冷却塔水平衡问题, 在冷却塔溢水管底部增加了1根平衡管。自此冷却塔水平衡问题彻底解决, 冷却水不再出现溢流和降水。冷却水全部经过风扇冷却, 成为可控。冷水机组不会报警停机, 操作控制简单, 方便实用, 几乎不用维修, 满足了实际需求。

空调冷却塔水 第2篇

1材料与方法

1.1 水样采集

采集广州某展馆空调冷却塔水是在空调至少使用1 m后, 每年4月和10月分别选取展馆A、B、C区。用灭菌玻璃瓶采集空调冷却塔水样44份, 每份约500 ml, 采样后立即送实验室当日检验。

1.2 水样处理

将水样摇匀后静置15 min。由于水样较混浊, 先用0.45 μm粗滤纸进行过滤, 再用0.22 μm47 mm滤膜过滤;然后取下滤膜并尽可能剪碎, 与5 ml原水样混合, 并在涡流振荡器上震荡1 min;再从中取1 ml于小试管中, 加入等量的0.01 mol/L HCl混合15 min进行酸处理;用0.1 mol/L KOH调节pH值为6.9～7.0左右 (军团菌适宜生长的pH值) , 吸出0.1 ml溶液转种GVPC平板, 37℃ 5%CO2培养7～14 d后, 挑选可疑菌落进行鉴定。

1.3 军团菌分离培养

依照卫生部《公共场所集中空调通风系统卫生规范》 (2010) 进行。

1.4 统计处理

采用SPSS For Windows V13.0数据统计包, 进行χ2检验分析。

2结果

2.1 展馆各区空调冷却塔水军团菌检出情况

见表1。由表1可见, 展馆A、B、C区的空调冷却塔水均受到军团菌污染, 其阳性检出率达34.1% (15/44) 。A、B、C区的空调系统运行年限不同, 但军团菌阳性检出率差异无统计学意义 (χ2=0.143, P>0.05) 。

2.2 春、秋两季展馆空调冷却塔水军团菌检出情况

展馆中央空调冷却塔水军团菌检出率在春、秋两季差异有统计学意义 (χ2=4.130, P<0.05) 。10月秋季军团菌检出率达50.0% (10/20) , 而4月春季军团菌检出率较低, 为20.8% (5/24) 。结果提示军团菌污染环境的程度与气候 (温度) 有一定关系。

3讨论

本调查共抽取广州某展馆A、B、C区的空调冷却塔水样共44份, 研究结果显示A、B、C区的空调冷却塔水均受到军团菌污染, 其中A区的军团菌阳性检出率较高, 达37.5%, 其次是C区和B区。空调运行时间最长的是A区, 为6年;B、C区分别为3年和2年, 而A、B、C区军团菌阳性检出率均超过30%, 冷却水军团菌阳性检出率之间比较差异无统计学意义, 提示冷却塔的使用年限不是混杂因素, 中央空调冷却水军团菌污染情况与空调运行年限关系不大。使用年限仅2、3年的冷却水军团菌阳性检出率就已超过30%, 说明只有及时和正确地清洗消毒冷却塔和冷却循环水, 才能减少其内细菌滋生和蓄积。此次调查还发现, 展馆中央空调冷却塔水军团菌检出率在春、秋两季差异有统计学意义 (P<0.05) , 其中10月秋季军团菌阳性检出率较高, 而4月春季阳性检出率较低, 呈明显的季节性, 其与气温关系密切。 究其原因, 军团菌的最适宜生长温度范围是20～40℃[2], 空调冷却塔水温降至20℃以下时处于休眠状态, 在自然条件下可长期存活于水中。但广州地处亚热带, 气候温暖潮湿, 10月气温仍偏高, 故军团菌的阳性检出率仍维持较高水平。

军团菌病是一种急性呼吸道传染病, 主要通过吸入含有军团菌的气溶胶而感染, 具有病程进展快、病死率高、易暴发流行的特点, WHO已正式将其列入疾病传报范围[3]。当空调冷却塔水中的军团菌达到一定浓度时, 很有可能引起相关人群感染甚至暴发。当冷却塔水被军团菌污染后, 通过空调机入口、门窗和通风管等被抽入室内或在冷却塔一定范围 (200 nm) 内经雾化形成气溶胶, 人群经呼吸道吸入而感染[4,5]。若此时人体抵抗力降低或菌株的毒力增强, 就可能导致军团病的发生和流行。近几年, 军团菌在世界各地的暴发报道逐渐增多[6,7], 涉及面广, 因此, 全面控制军团菌污染, 创造良好的环境卫生条件是当务之急。

根据本研究结果, 提出如下防制军团菌污染危害的对策:①定期对展馆空调冷却塔水进行清洗、保洁工作。为改变军团菌适宜的生存环境, 定期组织人员清洗冷却塔, 去除底部沉淀物, 能有效防止藻类的孳生, 并能较好地控制军团菌的生长与繁殖;②采用适当的消毒措施和方法, 向冷却塔水加入适量的消毒药物。根据监测数据, 对空调系统管道设施进行定期消毒, 以杀灭军团菌及携带军团菌的原虫。目前常用的消毒方法有加氯冲洗法、热冲洗法、重金属离子法、紫外照射法、臭氧消毒法和生物消毒剂法等;③合理设计、安装、维护循环冷却系统, 改进冷却塔的消毒技术以保证在气路和水路两种途径有效控制军团菌的繁殖、传播;④加强对军团病的监控管理, 定期对空调系统军团菌进行监测, 并制订相应的卫生标准, 防止军团菌污染空调系统;⑤对展馆内管理空调设备的工作人员定期进行血清学检查, 尽早确诊病人, 以防止军团菌病;⑥加强对军团菌一些临床症状及预防消毒措施等知识的宣传及人们对军团菌流行病学特征的认识, 以防止军团病的暴发和流行。

参考文献

[1]沈红, 何婷婷, 蒋卓婧, 等.大型公共场所空调冷却水军团菌污染及人群感染水平的研究〔J〕.中国卫生检验杂志, 2008, 18 (4) :602-603.

[2]冯文如, 马林, 刘汉湘, 等.广州市公共场所空调冷却塔水中军团菌污染状况调查〔J〕.华南预防医学, 2005, 31 (3) :60-61.

[3]刘胡, 邵希凤, 韩庆华, 等.北京市朝阳区奥运场馆周边宾馆军团菌污染状况调查与防控措施〔J〕.中国卫生检验杂志, 2007, 17 (6) :1084-1085.

[4]赵金辉, 徐东群.军团菌污染现况及预防措施研究进展〔J〕.卫生研究, 2006, 35 (6) :818-821.

[5]侯凤伶, 申志新, 李建国.河北省中央空调冷却水及冷凝水军团菌污染调查〔J〕.环境与健康杂志, 2008, 25 (4) :350-351.

[6]温群文, 段永翔, 袁梦.深圳市公共场所中央空调冷却塔军团菌污染现况调查〔J〕.中国热带医学, 2005, 5 (5) :1088-1089.

空调冷却塔水 第3篇

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1培养基

GVPC、BCYE、血琼脂培养基购自青岛海博生物技术公司。

1.1.2诊断血清

军团菌属诊断学清、嗜肺军团菌血清1型(Lp1)、嗜肺军团菌血清2-14型(Lp2-14),诊断血清购自Oxoid公司。

1.1.3主要试剂

嗜肺军团菌荧光法核酸检测试剂盒(上海之江公司)、核酸提取试剂盒QIAGEN Rneasy Mini Kit(德国QAIGEN公司)。

1.1.4荧光PCR引物

由辽宁宝生物工程有限公司提供。扩增Mip基因检测嗜肺军团菌种,引物序列(5鸳-3鸳)为:上游引物:GTCATGAGGAATCTCGCTG;下游引物:CTGGCTTCTTCCAGCTTC。

1.2 方法

1.2.1样本预处理

将水样摇匀后静置20min,取200ml上清液经孔径为0.45滋m滤膜过滤,取下滤膜置于15ml灭菌水中,充分洗脱,并不断摇动2 min。将洗脱后的样品分成3份,其中1份不做任何处理;1份热处理;1份酸处理。加热处理:取1m L洗脱样品置(50±1)℃水浴加热30±5分钟;加酸处理:取5 m L洗脱样品加同等量1.2mol/L酸缓冲剂,调p H2.2±0.2,轻轻摇允,放置5分钟。

1.2.2 军团菌的分离培养及鉴定

1.2.2.1分离培养

各取0.1m L上述3种处理好的样品,分别接种GVPC平板,用L型玻棒均匀涂开,置温度为36℃,2.5%CO2培养箱中培养,观察到有培养物时,反转平板观察7-14天。

1.2.2.2鉴定分型

从GVPC平板上挑取2个以上可疑菌落,接种BCYE和BCYE-Cys(不含L-半胱氨酸)及血平板,于36℃、2.5%CO2培养箱培养3天。凡在BCYE平板生长,而在BCYE-Cys平板或血平板不生长,可初步判断为嗜肺军团菌。挑取BCYE平板上的形态学检查为纯菌的军团菌菌落,用诊断学清进行玻片凝集试验。

1.2.3 荧光PCR检测

1.2.3.1菌种模板的制备

挑取培养后BCYE平板上的单个菌落,经稀释后,装于1m L蒸馏水的灭菌试管内,将菌液100℃煮沸10min,并置于4℃冰箱内备用。

1.2.3.2水样本模板的制备

取水样3m L,13000rpm离心2min,弃去上清液,沉淀中直接加入100μL核酸提取液充分混匀,置100℃煮沸10min,13000rpm离心5min,取上清液于4℃冰箱内备用。

1.2.3.3荧光PCR扩增体系和反应条件

体系配制:共配4份(菌样本、水样本、阳性对照、阴性对照),取4*35ul嗜肺军团菌核酸荧光PCR检测混合液与4*1ul内部对照品,以及4×0.4μL酶(Taq+UNG),振荡混匀。反应条件:37℃2min;94℃2min;93℃15sec,60℃1min,共40个循环;单点荧光检测在60℃。

1.2.3.4荧光PCR阳性结果判定

荧光PCR检测以CT值<38,并且扩增曲线呈S型为阳性判定原则。其中CT值在38~40之间进行重复检测,两次检测均能得到良好的S型扩增曲线,可判定结果为阳性。

2 结果

2.1菌落形态

在GVPC、BCYE平板上,军团菌颜色通常呈白色、灰色,也可出现蓝色、紫色和深褐色,菌落表面光滑,边缘整齐,呈毛玻璃样,紫外灯下有荧光。在BCYE-Cys(不含L-半胱氨酸)及血平板上不生长。

2.2血清凝集试验

用嗜肺军团菌诊断血清进行分型。诊断血清2-14型(Lp2-14),呈凝集阳性反应。

2.3 Real-time PCR结果

所检测的菌种样本和水样本均为阳性,CT值分别为:菌种样本CT值15.02、水样本CT值17.23。

3 讨论

军团菌属兼性胞内寄生菌,其主要寄生在原核生物的细胞体内。夏季温度较高,中央空调冷却塔水就成为军团菌及其寄生的原虫定居和繁殖的场所[4,5]。目前,辽宁省部分地区出现由军团菌感染引起的人群发热事件,但锦州地区尚未出现人感染军团菌病例,通过本次空调冷却水的检测,在嗜肺军团菌的病原菌分离,实验室快速检测方面积累了经验。

本次检测中采用的是实时荧光定量PCR法,比常规PCR更敏感、特异、快速并且操作简便,省去了传统PCR方法扩增后的繁琐步骤, 可在3~4 h内可完成检测[6]。此方法与培养法同步应用,可以弥补培养法耗时过长的不足,可为军团菌污染事件的应急处理提供有效的检测方法。此次检测证明,锦州市外环境中有军团菌的存在,不能排除其有传染人的可能,因而要加强对宾馆、酒店等公共场所的空调设备的清洗、消毒和监测,预防人群军团菌病的发生。

参考文献

[1]WHO.Legionella and the prevention of legionellosis[M].India:WHO Press,2007.

[2]HOGE C W,BREIMAN R F.Advances in the epidemicology and control of Legionella infections[J].Am J Epidemiol,1991,13(Suppl L):329-340.

[3]BMW Diederen.Legionella spp and Legionnaires’disease[J].Journal of Infection,2008,56(1):1-12.

[4]王琳,李丽云,万超群.空调系统冷却塔水分离军团菌报告[J].中国医科大学学报,2000,29(1):25-29.

[5]马小燕,王玉琴,彭晓昱,等.一起空调系统导致上呼吸道感染军团菌爆发调查[J].中华流行病学杂志,1998,19(4):200.

降低空压站冷却塔水消耗 第4篇

1.1 空压站冷却塔工作原理

冷却塔是利用水和空气的接触, 通过蒸发作用来散去工业上产生的废热。主要原理是干燥的空气经过风机的抽动后自进风网处进入冷却塔内, 经过空压系统热交换后湿热的水经播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触, 一方面由于空气与水的直接传热, 另一方面由于水蒸气表面与空气存在压力差, 在压力的作用下产生蒸发现象, 将水中的热量带走即蒸发传热, 从而达到降温之目的。

1.2 空压站冷却塔耗水量分析

冷却塔耗水量主要是由三方面决定: (1) 风吹损失。 (2) 蒸发损失。 (3) 排污损失, 用公式可以表达为:S=S1+S2+S3。

S—冷却塔耗水量S1—蒸发损失S2—排污损失S3—风吹损失。S1与S2均为客观定值, 因此在影响冷却塔耗水量的三项损失中, S3排污损失是可以进行进一步分析研究的影响因素, 而目前我厂空压站冷却塔排污量一直较大, 因此降低目前冷却塔排污量对降低空压站冷却塔水消耗有着非常重要的意义。

2 影响冷却塔水消耗的要因分析

通过之前的现状分析, 我们发现降低空压站冷却塔的排污损失, 是降低冷却塔水耗用量的最有效方法。因此, 我们需要研究造成现有空压站冷却塔排污量大的主要原因。

要找到排污量大的原因, 我们必须分析现有空压站冷却塔排污的方式, 从中找出原因。通过一段时间的跟踪调查发现:空压站冷却塔排污主要是操作人员每隔两小时手动开启冷却塔底部排污阀, 进行排污操作, 且具体排污时长并没有明确的标准。

通过人、机、料、法、环、测的分析方法我们最终确定了影响冷却塔排污损失的以下几方面原因:

1) 排污人员排污随意性较大。

2) 排污管道泄露。

3) 药剂品质不佳。

4) 冷却水无相关的水质监测措施。

5) 维修工点检制度对排污量未涉及。

6) 环境温度过高。

7) 流量计有误差。

针对每一个原因, 我们都进行了要因确认, 最终发现排污人员排污随意性较大和冷却水无相关水质监测措施是目前空压站冷却塔排污系统存在的相关问题, 因此确定为要因。

3 降低冷却塔排污损失方法及对策实施

通过上面的原因分析, 我们了解了冷却塔排污的重要性, 但现有的空压站冷却塔排污的同时也造成了大量的浪费。因此, 我们针对之前的两个要因, 找到了相应的解决方法。

3.1 降低排污损失的方法

1) 针对排污人员排污随意性较大的问题, 通过分析发现造成这一问题的主要原因是目前空压站的排污是以操作人员为主体, 进行人为的手动排污。因此, 我们考虑通过加装电动阀、排污管道、排污电控装置 (开关、继电器、导线等) , 利用电动控制冷却塔排污, 避免排污人员排污的主观随意性对排污损失的影响。

2) 针对冷却塔水质无相关水质监测措施的问题, 我们考虑通过增加电导率测试仪实时监测冷却水电导率, 排污量随着电导率的控制范围进行科学的控制。

电导率测试仪是以数字表示溶液传导电流的能力。水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定的关系, 当它们的浓度较低时, 电导率随着浓度的增大而增加, 因此, 该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。

3) 考虑到加装电动排污与电导率仪的相关性, 并再次针对排污人员排污随意性较大与无相关的水质监测措施两个要因, 最终制定出增加电导率仪自动排污装置的方法以降低冷却塔的排污损失, 从而降低空压站冷却塔的水量消耗。

3.2 降低排污损失的对策实施

要完成冷却塔电导率仪自动排污的改造, 首先须拆卸原先的排污管, 根据拆卸下的排污管与电动阀尺寸进行比对, 对排污管进行改造, 加装电动排污阀。下一步安装电导率测试仪电控箱, 并进行现场接线, 再将电导率测试探头插入冷却塔中, 最终对电导率仪测试探头进行现场焊接, 完成整个改造安装过程并进行最终调试运行。

4 效果验证

在完成了电导率仪自动排污控制装置的安装运行稳定后, 我们对空压站冷却塔耗水量又进行了重新调查。

通过此次改善, 查证运行数据得知与同期相比空压站月平均水耗由1 494.3 t/月降低为1 015.17 t/月, 降低了479.13 t/月。按照工业用水1.5元/t的价格, 每年可节省费用约为=1.5×479.13×12元=8 624.34元。因此, 达到降低空压站冷却塔耗水量目标的同时, 也创造了非常可观的社会经济效益。

5 结语

冷却塔电导率自动排污装置的使用, 使空压站冷却塔排污系统在科学合理的标准范围下运行, 大大降低了空压站冷却塔运行过程中的排污损失, 从而降低了空压站冷却塔水消耗。为企业节能降耗工作, 打造现代化工厂做出了贡献, 并具有较好的推广意义。

参考文献

[1]俞晓梅, 袁孝竞.中国石化集团上海工程有限公司[M].上海:化学工作出版社, 2010.

[2]梁珍, 沈桓根.全国暖通空调制冷2008年学术年会[C].上海:东华大学, 2008.

空调冷却塔水 第5篇

1 内容与方法

1.1 调查对象

调查分析2013年本市清洗公司对公共场所冷却塔 (水) 使用的清洗消毒工艺, 并对冷却水检测嗜肺军团菌的18个冷却塔 (水) (简称阳性冷却塔) 、须定期清洗的146个冷却塔 (水) (简称定期冷却塔) 清洗消毒后当天, 各采集冷却水1份 (250 ml) 共164份水样, 检测嗜肺军团菌并分型。

1.2 主要试剂与仪器

GVPC平板、BCYE平板、L-半胱氨酸缺失BCYE平板的试剂 (购自深圳市埃斯特科学仪器有限公司, 自行配制) , 嗜肺军团菌诊断血清、氧化酶 (购自日本生研公司) ;Thermo-3111型CO2培养箱 (美国Thermo公司) 。

1.3 检验方法

依据《卫生规范》附录B的方法检测冷却水嗜肺军团菌〔1〕。

1.4 结果判断

依据《消毒规范》〔2〕, 冷却塔 (水) 消毒后, 冷却水未检出嗜肺军团菌, 判定消毒合格。

1.5资料分析

分析冷却塔 (水) 使用的不同清洗消毒工艺;统计分析164个冷却塔 (水) 清洗消毒效果的合格率, 对性质不同的冷却塔 (水) 、使用不同工艺清洗消毒冷却塔 (水) 的合格率及其差异比较, 采用SPSS17.0软件进行χ2检验。

2 结果

2.1 冷却塔 (水) 清洗消毒工艺

2.1.1 阳性冷却塔 (水) 清洗消毒工艺

塔内壁喷洒消毒、冷却水循环消毒、排空循环中冷却水、清洗干净塔内壁、按设计容量换新水 (自来水) 、循环消毒新水。塔内壁消毒:二氧化氯1 000 mg/L、60min, 或含氯消毒剂有效氯2 000 mg/L、60 min;冷却水消毒:二氧化氯20 mg/L、2 h, 或含氯消毒剂有效氯50 mg/L、2 h;新水消毒:二氧化氯5 mg/L、30min, 或含氯消毒剂有效氯5 mg/L、30 min。

2.1.2 定期冷却塔 (水) 清洗消毒工艺

换水工艺:排空循环中的冷却水, 清洗干净塔内壁, 喷洒消毒塔内壁, 按设计容量换新水, 循环消毒新水;不换水工艺:排放塔内冷却水, 清洗干净壁内壁, 喷洒消毒壁内壁, 补充新水与管内冷却水混合, 循环消毒混合水。塔内壁消毒:二氧化氯500 mg/L、30 min, 或含氯消毒剂有效氯1 000 mg/L、30 min;新水或混合水消毒与2.1.1新水消毒方法一致。

2.2 冷却塔 (水) 清洗消毒效果

164个冷却塔 (水) 清洗消毒后, 164份冷却水未检出嗜肺军团菌162份, 合格率98.8% (162/164) ;其中阳性冷却塔 (水) 消毒合格率100.0% (18/18) , 定期冷却塔 (水) 消毒合格率98.6% (144/146) , 二者比较差异无统计学意义 (χ2=0.249 6, P>0.05) , 见表1。2份水样检出嗜肺军团菌, 均为LP5型。

2.3 2种消毒剂对冷却塔 (水) 的消毒效果

使用二氧化氯或含氯消毒剂分别消毒冷却塔 (水) 后, 各有1份水样检出嗜肺军团菌, 消毒合格率分别为99.0% (95/96) 、98.5% (67/68) , 二者比较差异无统计学意义 (χ2=0.060 8, P>0.05) 。

2.4 换水与不换水工艺对冷却塔 (水) 消毒效果

换水与不换水工艺对冷却塔 (水) 消毒效果合格率分别为100.0% (111/111) 、96.2% (51/53) , 二者比较差异无统计学意义 (χ2=1.686, P>0.05) ;不换水工艺的53份水样中, 2份水样检出嗜肺军团菌。

3 讨论

空调通风系统卫生作为公共场所卫生条件之一, 其中冷却水嗜肺军团菌是较重要卫生指标, 也易日常检测, 本市越来越多公共场所较主动履行“卫生规范”的责任, 按规定对冷却塔 (水) 清洗消毒并送检。据文献报道, 不规范的冷却塔 (水) 清洗消毒方法, 消毒后的冷却水嗜肺军团菌检出率高达68.1% (64/94) 〔3〕。本次调查结果显示, 不同工艺对不同条件冷却塔 (水) 总的消毒合格率为98.8% (162/164) , 其中换水与不换水工艺消毒合格率分别为100.0% (111/111) 、96.2% (51/53) ;虽然阳性与定期冷却塔 (水) 消毒合格率、二氧化氯与含氯消毒剂对冷却塔 (水) 消毒合格率、换水与不换水工艺对冷却塔 (水) 消毒合格率的差异均无统计学意义 (均P>0.05) , 消毒剂的选用在《消毒规范》首选含氯消毒剂对冷却塔 (水) 消毒〔2〕, 而二氧化氯是高效消毒剂, 广泛用于物体表面和水质消毒, 参考卫生部《消毒技术规范》 (2002版) 的要求, 使用二氧化氯消毒冷却塔 (水) 也是有效的, 对阳性冷却塔 (水) 采用先消毒、全排空原水、后清洗、换水、再消毒的工艺是合理和有效的;开放式冷却塔 (水) 暴露于外环境中及其适宜条件, 易受嗜肺军团菌污染繁殖, 本市近年公共场所冷却水嗜肺军团菌检出率达11.0% (28/255) 〔4〕, 由于须定期清洗消毒的冷却塔 (水) 在清洗前并没有完全进行检测, 是否受污染是未知的, 采用循环系统不换水或换水不彻底的工艺, 不一定能确保消毒效果, 本次调查中2份检出阳性水样均来自不换水工艺, 可能与原冷却水水质和污染状况、工艺留有死角死水等有关, 同时也揭示该工艺存在技术缺陷;有专家建议冷却塔不论是定期清洗或检出嗜肺军团菌而消毒时, 均须排空冷却水〔5〕。

但目前没有统一对冷却塔 (水) 清洗消毒工艺的具体技术指南, 为能有效保证冷却塔 (水) 清洗消毒效果, 建议:①相关部门尽快制定公共场所空调冷却塔 (水) 清洗消毒及日常维护的具体技术指南, 供专业“清洗机构”采用;②“清洗机构”必须行业自律, 提高清洗消毒专业技术水平, 确保服务质量;③建议冷却塔 (水) 清洗消毒工艺流程, 均采用塔内壁和冷却水消毒、彻底排空循环系统中的原水、清洗壁内壁和排泥、换新水、新水循环消毒等方式。

参考文献

[1]中华人民共和国卫生部.WS 394-2012公共场所集中空调通风系统卫生规范[S].北京:中国标准出版社, 2012.

[2]中华人民共和国卫生部.WS/T 396-2012公共场所集中空调通风系统清洗消毒规范[S].北京:中国标准出版社, 2012.

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[4]冯锦妹, 张志诚, 余淑苑, 等.深圳公共场所水系统嗜肺军团菌污染研究[J].中国卫生工程学, 2012, 11 (1) :32-33.

如何选择数据中心空调自然冷却方案 第6篇

随着技术的发展, 人们之间的信息交流也逐渐丰富, 社会对信息的需求和交流在迅速的增加, 社交、微博、云计算也迅速成为热门词汇, 从而也带动了数据中心的建设。数据中心是信息存储、交互、处理的地方, 是容纳计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备的物理空间, 为了保证大发热量的电子设备的可靠运行, 机房空调系统必不可少。近年来数据中心建设规模的扩大, 能耗的不断增加, 其能耗也越来越受关注。根据能源研究所的统计, 2009年中国数据中心能耗高达364亿千瓦时, 美国在2010年数据中心的能耗高达1000亿千瓦时, 预计到2011年中国的数据中心总能耗将超过500亿千瓦时。据EYP报告, 数据中心能耗中的37%被空调系统消耗, 此时PUE (能源利用效率) 的制冷因子为0.74。数据中心能耗分布, 如图1所示。

无论从减少对能源的消耗, 还是降低数据中心的运行成本获取商业价值的角度, 都需要降低数据中心的能耗, 空调就是重要的一环。而且随着近几年来数据中心空调方案的发展, 能采用的节能措施也越来也多。

2 数据中心空调系统节能措施

数据中心空调内主要是大发热量的电子设备, 有它本身的特殊要求。如恒温恒湿控制、大风量小焓差、高显热比、高可靠性、有冗余备份、全年制冷运行等。图2详细描述了数据中心的热量来源和影响空调系统能耗的多种因素。

从热量来源来看, 主要是设备发热量和室外传热量。要减少室外传递的热量可以从提高数据中心环境设定温度、提高建筑结构隔热能力、加强机房密封性能、减少太阳辐射热量等方面进行。

在数据中心热负荷确定后, 要降低空调系统能耗, 就需要从空调应用方案和空调制冷方式入手。空调应用方案的节能措施主要包括采用高能效空调机组、选择最优空调送风方案、机柜采用冷热通道布局、采用高热密度设计、选择变容量空调设备、应用智能群控技术、加强日常维护等。其中任何一项都有值得深入研究的内容。

空调制冷方式近年来逐渐受到广泛关注, 主要就是采用自然冷却方案 (Free Cooling) 。

数据中心需要全年制冷, 室外温度低于数据中心内部温度时, 仍然需要空调提供冷量, 如果把室外自然界的低温冷源直接用来冷却机房, 就可以节约能源消耗, 这类方案称为自然冷却方案。

3 数据中心自然冷却方案

自然冷却方案由于利用自然界的低温冷源, 降低机械制冷的运行时间, 所以节能的潜力非常大。从空调应用方案方面采用节能措施, 主要是提高机械制冷的效率和利用率, 做到最优时, PUE的制冷因子可低至0.35~0.4, 而采用自然冷却, 如果条件允许时, 最低PUE制冷因子可以小于0.05。但采用自然冷却也有诸多限制, 其中最重要的是要受数据中心所在地的气候条件限制, 温度越低, 低温时间越长越有利于自然冷却方案的实施。所以在大部分情况下, 自然冷却方案并不能单独应用, 而需要和机房空调系统结合采用, 在条件达到时采用自然冷却方案。

自然冷却方案有多种方式, 主要分为两大类:空气节能自然冷却系统和液体节能自然冷却系统。空气节能自然冷却系统是向数据中心内引入适当量的冷空气以满足制冷需要。系统上的传感器测量数据中心内外的空气状态, 若使用外部空气进行制冷的条件合适, 节能系统把外部空气引入以对数据中心进行完全或部分冷却, 减少或消除对空调机械制冷的运行需求。液体节能系统一般集成在基于制冷剂、冷冻水或乙二醇的制冷系统中。此类系统包含换热器盘管、泵循环系统和冷却塔或干冷器以满足制冷需求。节能自然冷却系统工作时, 系统中的低温液体通过换热器盘管冷却数据中心, 从而减少空调/压缩机的工作量, 下面将分别介绍。

3.1 直接新风自然冷却方案

在室外温度低于室内温度时, 直接引入室外新风冷却机房是最容易想到的自然冷却方案。直接新风自然冷却方案由于其鲜明的优缺点一直受到大家的关注, 也产生了巨大的争议。其优势是初始投资低, 实现方案简单, 而且节能效率非常高。但其缺点也同样突出, 新风引入机房内会污染机房, 主要包括灰尘、湿度、二氧化硫等化学成分, 会威胁到设备的安全运行, 造成总成本上升。改进的新风直接自然冷却方案可以将符合温度条件的室外冷空气通过化学过滤、湿度等手段处理, 达到数据中心空气环境标准的冷空气, 然后送入数据中心, 但这种方案会提高湿度控制和化学过滤等方面的成本, 在很多地区都会得不偿失, 所以需要认真核算投资回报率。目前在国内仅仅有几个数据中心在进行相关的尝试和试点。如果想进一步提高直接新风冷却的效率, 可以在新风冷却的基础上增加喷淋段, 采用蒸发冷却的原理降低空气温度。

3.2 间接新风自然冷却方案

为避免传统的直接新风自然冷却的缺点, 可以采用间接新风自然冷却方案。这类方案采用一个空气空气换热器, 使室外低温空气的冷量通过换热器传递给室内高温空气, 室内外空气完全隔离, 避免因外部新风进入机房内而造成污染等问题。但此方案也有比较明显的缺点, 由于空气空气换热效率的问题, 换热设备尺寸非常大, 占用巨大的空间, 而且节能效率也大受影响, 所以在数据中心领域的应用也较为少见。

3.3 风冷机房空调自然冷却方案

目前风冷机房空调的应用仍然占据了主流地位, 在风冷机房空调机组上实现自然冷却方案将会给行业带来很好的节能效果。在室外低温时采用制冷剂泵代替压缩机循环制冷剂, 在室外机吸收室外冷量, 在室内换热器释放冷量冷却机房, 可以实现自然冷却, 泵的功耗仅仅是压缩机的十分之一到几十分之一, 节能效果非常显著。由于循环的制冷剂在室内外换热器会有蒸发和冷凝过程, 所以所需的流量小于水, 泵的功率小, 效率较高。方案原理如图3所示。

以前受制于各种技术因素, 在风冷机房空调上采用自然冷却的方案均没有成熟的产品, 但近几年已经有厂家推出了相关的产品, 其应用领域可以覆盖到秦岭以北的广大北方区域。如果能隔离机房冷热气流, 使回风温度升高, 甚至能在长江流域推广使用。

此方案的优势是可以在采用风冷机房空调的任何大小和种类的机房中使用, 应用面极广, 较好的利用原有风冷机房空调的设备, 共用了风机、散热器等部件, 既可在新建机房中使用, 也可为老机房进行改造, 其节能率较高。艾默生公司在内蒙古某机房挂电表实测, 在室外0℃时, 制冷运行工况节能率达到40%。

3.4 冷水系统自然冷却方案

目前越来越多的冷水系统应用于数据中心, 在冷水系统上如何高效安全地应用自然冷却是近年来人们所关注的热点。数据中心冷水系统分为风冷系统和水冷系统。风冷型的自然冷却方案一般集成在冷水机组上, 由厂家直接提供带自然冷却功能的风冷冷水机组。原理如图4所示。

水冷系统的自然冷却一般是在冷却水和冷水回路之间增加换热器, 如图5所示。在室外温度较低时, 部分开启冷水机组或者关闭冷水机组, 直接用低温冷却水作为冷源来冷却冷水。水冷系统的自然冷却方案一般由设计单位设计, 可以有多种设计方案和控制逻辑, 并由相关的厂商提供相应的设备。在北方寒冷地区采用自然冷却时, 需要注意冷却水系统的防冻问题, 或者选择采用防冻剂。

冷水自然冷却一般应用于中大型数据中心, 可以根据具体情况选择不同的自然冷却方案, 但需要充分考虑切换时的逻辑设计, 并考虑出现意外时的应急方案, 避免风险。

3.5 乙二醇自然冷却方案

如果机房采用乙二醇机房空调系统, 就可以采用乙二醇自然冷却方案。乙二醇机房空调室外采用干冷器散热, 冷却液为乙二醇的水溶液, 在冷凝器中与制冷剂交换热量。如果在室内机组上增加节能换热盘管可实现自然冷却, 如图6所示。当室外温度低于室内合适温度时, 可以直接把经过室外冷却的乙二醇溶液导入节能换热盘管, 直接冷却机房, 可以减少压缩机的运行时间, 降低能耗。

此方案的优势在于室内外机组的距离基本不受限制, 但节能效率低于风冷机房空调自然冷却与冷水系统自然冷却方案, 而且必须是在用乙二醇冷却的机组上进行, 应用的范围较窄。

4 选择自然冷却方案需考虑的因素

选择自然冷却方案时, 需要考虑多种因素。如方案的可行性、投资回报率、可靠性、可维护性等。

4.1 方案的可行性

自然冷却的方案受到多重因素的影响, 如数据中心地理位置、建筑结构、空调系统的冷却方式等。特别是老的数据中心改造或者扩容, 更需要详细的考虑多种因素。

选择自然冷却方案首先要考虑据数据中心所在地理位置的气候情况, 能否采用自然冷却方案?采用哪种制冷方案?一般来讲, 直接新风自然冷室内外温差小于1℃就可以应用, 而液体节能自然冷却一般要达到10℃以上的温差。

建筑结构也对自然冷却的方案有影响, 有许多自然冷却方案占地空间较大, 数据中心能否提供足够的空间, 另外空调自然冷却系统对空间的占用是否会减少数据中心使用面积等因素同时需要考虑。

空调系统的冷却方式对自然冷却方案有很大的影响, 自然冷却方案要和空调系统配合使用, 例如采用风冷机房空调就需要选择与之配套的自然冷却方案, 如果采用其他方案, 就需要更大的投资和空间占用。

4.2 自然冷却的可靠性

对于数据中心来讲, 方案的可靠性是非常重要的, 因为数据中心内有大量的发热电子设备, 如空调系统故障, 几分钟内设备就会宕机, 可能会造成巨大的损失。带自然冷却的空调系统可靠性要求不能降低。例如下面的一些因素需要考虑:

◆新风自然冷却方案使得数据中心温湿度范围扩大、洁净度下降、硫化物等浓度上升, 对电子设备可靠性的影响需要重新评估, 温湿度要控制在一定的范围内;

◆机械制冷和自然冷却切换过程的可靠性;

◆自然冷却系统如果失效, 启动机械制冷的时间要满足要求;

◆自然冷却系统是否会对空调系统本身的可靠性造成影响。

4.3 自然冷却系统的可维护性

方案的可维护性也非常关键, 特别是对于新风自然冷却方案, 过滤器的更换周期、难易程度等因素要详细评估, 需要有良好的可维护性。

4.4 投资回报周期

自然冷却方案需要对空调系统增加投资, 投资回报周期需要进行评估。当一种或几种方案确定后, 需要对方案的初始投资、每年的节省费用、其他费用进行计算。节能量的计算需要根据气象部门提供的当地多年气候数据, 根据具体方案的设计参数, 评估出能采用自然冷却的时间, 并逐时计算能节省的能耗, 全年累加得出节能量和节省的费用。但很多时候大家会忘记其他的一些费用, 如下面的情况:

◆由于采用自然冷却使数据中心的温湿度控制范围扩大、洁净度下降、硫化物等浓度上升, 造成IT设备故障率升高, IT设备的成本升高;

◆设备故障率升高, 提供的服务质量下降, 会造成业务损失;

◆由于可靠性的下降造成数据中心宕机, 增加了风险成本;

◆空调系统维护量的增加而造成的费用。

如果自然冷却方案对这些方面造成了影响, 就需要对这部分费用进行核算评估, 并在计算投资回报周期时考虑。

表1根据上文描述的因素和方案给出了具体的一些方法和数据, 供大家选择参考。

5 结束语

本文通过对目前常见的数据中心自然冷却方案进行了分析, 指出其优缺点、适应的情况。并提出选择数据中心自然冷却不仅仅要考虑可行性、节能量, 还要考虑可靠性、维护性。在计算投资回收周期时, 不仅要考虑初始投资、节能费用, 也需要计算由于自然冷却方案造成的其他费用的支出。

摘要：与信息技术同样日新月异的还有信息数据, 大量的信息数据要存储和处理, 这推动了数据中心的建设, 而数据中心的能耗非常巨大, 降低数据中心能耗非常重要, 占数据中心能耗30%40%的空调系统首当其冲。降低数据中心空调能耗的多种方法中, 自然冷却 (Freecooling) 方案是非常有效的一种。自然冷却有多种方案, 应该如何选择, 需要考虑的哪些因素?本文通过对自然冷却方案的分析, 提供了选择建议和参考。

冷却顶板空调系统中热环境分析 第7篇

1 工程概况

本文分析的中国数字城市产业基地行政中心是一栋4层楼建筑,地下1层,地上3层,建筑总高度19 m,建筑南面是两个斜面区域,两个斜面区域是三层贯通,斜面采用玻璃幕墙。一层净空高度4 m,二层、三层净空高度3.2 m,斜面区域净空高度14 m。空调面积约为4 500 m2,采用顶板冷辐射加地板送新风的空调方式。

2 数学模型与计算软件

本文采用紊流k—ε双方程模型分析气流流动,采用离散DO(Discrete Ordinates)辐射模型分析顶板冷辐射空调方式对室内环境的影响。进口紊流动能Kin=0.05V${}_{in}^2$;动能耗散率εin=CμK2/3in/0.03。围护结构温度在20 ℃～100 ℃之间,其壁面发射率εw=0.91～0.94,本文取为0.91。进口辐射热流I=αinεTin,其中,ε为气体发射率;αin为进口吸收率;Tin为送风温度;本文取ε=0.85,αin=0.1。模拟计算采用通用计算流体力学软件PHOENICS3.6。

3 模拟方案

采用CAD建立建筑模型,生成STL文件导入PHOENICS程序,模型透视图见图1。

3.1 建筑基本信息

中国数字城市产业基地行政中心位于北京市,夏季空调室外计算温度为33.2 ℃,本工程空调设计按照舒适性空调进行设计。根据我国GBJ 50019-2003采暖通风与空气调节设计规范中规定,本工程夏季空调室内设计温度为25 ℃。按最不利的情况下计算,夏季的冷负荷采用了12:00的负荷峰值。室内设计人员400人,新风标准为40 m3/(人·h),新风量18 000 m3/h。

3.2 模拟方案设计

本文中的建筑采用顶板冷辐射加地板送新风的空调方式,见表1中的方案1。在顶棚和北外墙安装辐射管,采用顶棚辐射的方式,总面积为4 400 m2,为使空调运行满足设计要求,要求辐射冷量等于室内冷负荷,因此根据室内顶棚面积、北外墙面积和室内冷负荷可以计算得到顶棚和北外墙的辐射冷量为65 W/m2。

4 模拟结果分析

图2表示4种设计方案下大斜面中部的温度分布,图3表示4种设计方案下大斜面中部人员热舒适PMV的分布图。

模拟结果显示:方案1和方案2的结果相差不大,整个斜面区域一层距地面1 m处的温度在26℃附近,斜面区域二层距地面1 m处的温度在28℃左右,斜面区域三层距地面1 m处最高温度为33℃,同时PMV值约为3,不能满足设计要求。方案3的结果显示,整个斜面区域一层距地面1 m处的温度在24℃～26℃之间,斜面区域二层距地面1 m处的温度在25℃～27℃之间,斜面区域三层距地面1 m处最高温度为33℃,同时PMV值约为3,不能满足设计要求。这是由于夏季室外气温较高,室内外热压差较小,不利于自然通风带走上部热气流。方案4的结果显示,整个斜面区域一层距地面1 m处的温度在24℃左右,斜面区域二层距地面1 m处的温度在25℃左右,三层斜面区域温度在26℃附近,机械通风不受室外温度影响,依靠风机动力可以带走室内上部热气流,使得三层斜面区域的最高温度降低到26℃,满足设计要求。

以上模拟分析假设每层单位面积人数相同。实际上一层人数最多,人员负荷最大,再加上开关门而造成冷量损失,所以模拟结果中一层温度低于设计温度1℃的结果是合理的。

5 结语

1)对于通透大空间建筑,采用辐射空调方式时,由于建筑设计限制了辐射管的铺设,可以在建筑顶部设置通风口,排出余热。

2)可以采用CFD模拟仿真,来确定空调与通风方案。

注:感谢重庆大学李楠老师提供该项目的能耗模拟计算结果。感谢重庆大学李百战和姚润明教授对论文提出的宝贵建议。

摘要：采用CFD软件,探讨了某通透大型玻璃幕墙建筑顶板冷辐射空调系统中的空调方案对室内热环境的影响,并进行了热舒适评价,研究表明:在不能安装辐射换热管系统的部分空间内,可以采用安装地板辐射管,并采取适当的通风方式带走室内余热以达到设计要求。

关键词：热环境,数值模拟,冷辐射空调

参考文献

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