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【摘 要】 在空调系统调试中，多组并联安装的冷却塔经常出现异常现象影响空调系统的正常运行。造成此等现象是多方面的原因，可能是设计原因，抑或产品本身的原因，将逐一进行分析。
【关键词】 冷却塔；并联；异常现象
引言：
空调冷却水系统一般通过冷却水管把冷却塔、制冷机组、循环水泵、水处理设备、各种阀门附件等连接起来，相对冷冻水系统来说设备较少，管路比较简单，但是因为冷却塔并联安装、回水为敞开重力式排水、水量分配不平衡、平衡管管径设置不合理、集水盘的深浅及水位高低控制等因素，使冷却塔在启停时经常出现水击、溢流等现象。这些现象会导致系统无法正常运行，给后期调试及运行维护造成极大的资源浪费和高运维成本的投入且往往还未能达到冷却塔最佳散热效果。
1.工程中多组冷却塔并联安装依据整个空调系统的形式和设计要求，常见的有五种形式，如下图1-图5：
1.1以上五种连接方式，除了图2形式因为不只冷却塔并联，冷却塔的供回水管皆独自回路，形成各自独立的系统，不管是单个系统还是三个同时运行，都互不影响，一旦调试合格后将不容易发生故障，运行可靠性高。但是此种连接方式施工成本较高，管道安装的空间需要较大。
1.2除图2以外的其余四种布置方式，当多台塔并联同时使用时，容易出现以下问题：
a.冷却塔水量分配不均衡问题
多台冷却塔并联使用，有的塔水位高涨并从集水盘顶部不断溢流，有的塔水位降低直至集水盘内的水被全部吸空，当补水量不能弥补溢流水量，随着时间延续最终使冷却水量不足导致系统无法正常工作，散热效果不佳。
b.冷却塔的水位控制问题
多台并联的冷却塔，采用自动控制运行时，在冷却塔的进水管上装电动阀门，而塔的出水管上未装。低负荷情况下，冷却塔单台运行时集水盘中水位上升，引起溢流，而其它不运行的塔的集水盘中则需补水。
c.水击现象
冷却塔与机组对应设置并联运行，水击声严重，管道振动，甚至使周围设备移动。
d.冷却塔“抽空”问题
多台冷却塔并联运行在低负荷情况下运行台数减少，不运行的冷却塔进水管上的电动蝶阀应关闭，以保证冷却水进入冷水机组时的水温。当冷却塔与回水干管的高差较低时，离运行中冷却塔较远的停用的冷却塔的集水盘水位会通过并联的回水干管逐渐下降，当水位下降到冷却塔回水干管甚至更低时，空气会通过停用的冷却塔进入系统中，形成“抽空”现象，严重影响水泵性能。
2.原因分析
2.1针对1.2.a中多台冷却塔供回水支路之间水力不平衡，主要原因是：
a.各台冷却塔供回水支管上没有单独安装调节阀，不利于水量平衡调整；
b.各并联冷却塔到水泵管段阻力不平衡；
c.冷却塔回水管段安装不合理，如出现水平管倒坡、支管与干管采用“t”形三通连接，造成水流不顺畅。
2.2针对1.2.b分析其原因，在单台塔运行时，由于运行的塔出水少，进水多故溢流。不运行的塔进水阀关闭，但出水管连通，照样出水，所以水位下降而急需补水。
2.3水击现象的发生，主要原因有：
a.并联冷却塔出水管路系统中的阻力差别过大，引起集水盘中水位不等，有的水盘中已该补水，而其它水盘中可能还溢流，以致从水位低的水盘中将空气吸入管网，管道系统中带有空气，引起严重的水锤，破坏支架，推动设备；
b.集水盘容积过小，不足以容纳水泵停止时流入塔中的水，而将一部分水溢流，待水泵重新启动时水量又不足，吸入空气造成系统水击现象发生。
2.4冷却塔“抽空”现象，究其原因，停用的冷却塔集水盘水位在大气压的作用下会通过回水干管自重流进冷却水系统中，导致水位逐渐降低，同时由于冷却塔与回水干管的高差较低，空气容易进入系统，形成“抽空”。
3.解决对策探讨
3.1各台冷却塔供回水支路之间水力不平衡解决对策是：
a.在每台冷却塔供回水管上设调节阀，用于调节每台塔的供水量，一旦达到水量平衡，即将阀门的开关位置锁定，防止无关人员随意调动。多台小的单元式方形冷却塔组合成一台大的方形冷却塔时，每台单元塔水盘应连通，供水管上应设调节阀，并调至水量均等；
b.因各并联冷却塔到水泵管段阻力不平衡，造成塔的集水盘水位不一样的，须通过重新计算管段的阻力，调整管道的管径及管道的路径，达到水力平衡。
c.冷却水回水管属重力流管道，安装时其水平管应保持一定的顺流坡度。各台冷却塔回水支管与回水干管连接处应以顺流三通形式相接，不得做成“t”形三通。建议冷却水供回水管在与各台冷却塔相连时保持管径不变，即在末端处管径不缩小。
3.2针对1.2.b的问题，可采取的对策如下：
a.在各出水管上安装电动阀，与进水管上的阀成对同时动作，当该塔停止运行时，其供回水管的电动阀门同时关闭，以保持集水盘中水面。
b.在各并联塔集水盘底部加一根管径较大的平衡管连通，并且平衡管管径应大于或等于各水塔进水总管管径，从而使并联设置的冷却塔进出水支路阻力调节到完全一致，进出水量也完全相等，最终确保各塔集水盘水位平衡。
3.3为避免出现水击现象，在设计塔的管路时，必须保证水泵在任何时候必须有水充满。调整冷却塔出水管管径及管的走向，使并联冷却塔出水管路系统中的阻力均衡。集水盘至水泵的管道必须是自流的，使泵的叶轮浸在水中，而且接至泵的水平管必须坡向水泵，流速放慢，管径加大，防止水不够抽而引起泵的空化；加大集水盘或降低水泵的位置。
3.4防止“抽空”采取的对策如下：
a.在每个并联冷却塔出水管口处增设电动蝶阀，当冷却塔停止运行时，其供回水管的电动阀门同时关闭，以保持集水盘中水面，防止“抽空”而进入空气。
b.改进冷却塔。包括两个方面：a.把冷却塔集水盘的高度加大；b.用一条直径较大的连通管从集水盘底部把各并联冷却塔集水盘连通。
c.提高冷却塔安装高度。根据实际经验，当集水盘运行水位距回水总管顶部高差大于700mm～800mm时，就基本不会出现“抽空”现象。但目前各生产厂家所提供的安装图中，其基础高度通常都高出屋面300mm左右，考虑到回水总管的管径及其安装要求，这一高度是远远不够的。因此，每个工程应该根据实际情况经计算确定塔的安装高度，从而确定塔基础的高度。
4.结论
从以上分析中可见，在冷却塔并联使用的过程中，出现的这些问题是完全可以通过进行设计或施工优化来避免，以上的解决对策是笔者工程实践经验总结，仅供参考，不同的项目应根据实际情况来选择最佳方案来规避以上问题的发生，确保冷却水系统的正常运行。
【关键词】 冷却塔；并联；异常现象
引言：
空调冷却水系统一般通过冷却水管把冷却塔、制冷机组、循环水泵、水处理设备、各种阀门附件等连接起来，相对冷冻水系统来说设备较少，管路比较简单，但是因为冷却塔并联安装、回水为敞开重力式排水、水量分配不平衡、平衡管管径设置不合理、集水盘的深浅及水位高低控制等因素，使冷却塔在启停时经常出现水击、溢流等现象。这些现象会导致系统无法正常运行，给后期调试及运行维护造成极大的资源浪费和高运维成本的投入且往往还未能达到冷却塔最佳散热效果。
1.工程中多组冷却塔并联安装依据整个空调系统的形式和设计要求，常见的有五种形式，如下图1-图5：
1.1以上五种连接方式，除了图2形式因为不只冷却塔并联，冷却塔的供回水管皆独自回路，形成各自独立的系统，不管是单个系统还是三个同时运行，都互不影响，一旦调试合格后将不容易发生故障，运行可靠性高。但是此种连接方式施工成本较高，管道安装的空间需要较大。
1.2除图2以外的其余四种布置方式，当多台塔并联同时使用时，容易出现以下问题：
a.冷却塔水量分配不均衡问题
多台冷却塔并联使用，有的塔水位高涨并从集水盘顶部不断溢流，有的塔水位降低直至集水盘内的水被全部吸空，当补水量不能弥补溢流水量，随着时间延续最终使冷却水量不足导致系统无法正常工作，散热效果不佳。
b.冷却塔的水位控制问题
多台并联的冷却塔，采用自动控制运行时，在冷却塔的进水管上装电动阀门，而塔的出水管上未装。低负荷情况下，冷却塔单台运行时集水盘中水位上升，引起溢流，而其它不运行的塔的集水盘中则需补水。
c.水击现象
冷却塔与机组对应设置并联运行，水击声严重，管道振动，甚至使周围设备移动。
d.冷却塔“抽空”问题
多台冷却塔并联运行在低负荷情况下运行台数减少，不运行的冷却塔进水管上的电动蝶阀应关闭，以保证冷却水进入冷水机组时的水温。当冷却塔与回水干管的高差较低时，离运行中冷却塔较远的停用的冷却塔的集水盘水位会通过并联的回水干管逐渐下降，当水位下降到冷却塔回水干管甚至更低时，空气会通过停用的冷却塔进入系统中，形成“抽空”现象，严重影响水泵性能。
2.原因分析
2.1针对1.2.a中多台冷却塔供回水支路之间水力不平衡，主要原因是：
a.各台冷却塔供回水支管上没有单独安装调节阀，不利于水量平衡调整；
b.各并联冷却塔到水泵管段阻力不平衡；
c.冷却塔回水管段安装不合理，如出现水平管倒坡、支管与干管采用“t”形三通连接，造成水流不顺畅。
2.2针对1.2.b分析其原因，在单台塔运行时，由于运行的塔出水少，进水多故溢流。不运行的塔进水阀关闭，但出水管连通，照样出水，所以水位下降而急需补水。
2.3水击现象的发生，主要原因有：
a.并联冷却塔出水管路系统中的阻力差别过大，引起集水盘中水位不等，有的水盘中已该补水，而其它水盘中可能还溢流，以致从水位低的水盘中将空气吸入管网，管道系统中带有空气，引起严重的水锤，破坏支架，推动设备；
b.集水盘容积过小，不足以容纳水泵停止时流入塔中的水，而将一部分水溢流，待水泵重新启动时水量又不足，吸入空气造成系统水击现象发生。
2.4冷却塔“抽空”现象，究其原因，停用的冷却塔集水盘水位在大气压的作用下会通过回水干管自重流进冷却水系统中，导致水位逐渐降低，同时由于冷却塔与回水干管的高差较低，空气容易进入系统，形成“抽空”。
3.解决对策探讨
3.1各台冷却塔供回水支路之间水力不平衡解决对策是：
a.在每台冷却塔供回水管上设调节阀，用于调节每台塔的供水量，一旦达到水量平衡，即将阀门的开关位置锁定，防止无关人员随意调动。多台小的单元式方形冷却塔组合成一台大的方形冷却塔时，每台单元塔水盘应连通，供水管上应设调节阀，并调至水量均等；
b.因各并联冷却塔到水泵管段阻力不平衡，造成塔的集水盘水位不一样的，须通过重新计算管段的阻力，调整管道的管径及管道的路径，达到水力平衡。
c.冷却水回水管属重力流管道，安装时其水平管应保持一定的顺流坡度。各台冷却塔回水支管与回水干管连接处应以顺流三通形式相接，不得做成“t”形三通。建议冷却水供回水管在与各台冷却塔相连时保持管径不变，即在末端处管径不缩小。
3.2针对1.2.b的问题，可采取的对策如下：
a.在各出水管上安装电动阀，与进水管上的阀成对同时动作，当该塔停止运行时，其供回水管的电动阀门同时关闭，以保持集水盘中水面。
b.在各并联塔集水盘底部加一根管径较大的平衡管连通，并且平衡管管径应大于或等于各水塔进水总管管径，从而使并联设置的冷却塔进出水支路阻力调节到完全一致，进出水量也完全相等，最终确保各塔集水盘水位平衡。
3.3为避免出现水击现象，在设计塔的管路时，必须保证水泵在任何时候必须有水充满。调整冷却塔出水管管径及管的走向，使并联冷却塔出水管路系统中的阻力均衡。集水盘至水泵的管道必须是自流的，使泵的叶轮浸在水中，而且接至泵的水平管必须坡向水泵，流速放慢，管径加大，防止水不够抽而引起泵的空化；加大集水盘或降低水泵的位置。
3.4防止“抽空”采取的对策如下：
a.在每个并联冷却塔出水管口处增设电动蝶阀，当冷却塔停止运行时，其供回水管的电动阀门同时关闭，以保持集水盘中水面，防止“抽空”而进入空气。
b.改进冷却塔。包括两个方面：a.把冷却塔集水盘的高度加大；b.用一条直径较大的连通管从集水盘底部把各并联冷却塔集水盘连通。
c.提高冷却塔安装高度。根据实际经验，当集水盘运行水位距回水总管顶部高差大于700mm～800mm时，就基本不会出现“抽空”现象。但目前各生产厂家所提供的安装图中，其基础高度通常都高出屋面300mm左右，考虑到回水总管的管径及其安装要求，这一高度是远远不够的。因此，每个工程应该根据实际情况经计算确定塔的安装高度，从而确定塔基础的高度。
4.结论
从以上分析中可见，在冷却塔并联使用的过程中，出现的这些问题是完全可以通过进行设计或施工优化来避免，以上的解决对策是笔者工程实践经验总结，仅供参考，不同的项目应根据实际情况来选择最佳方案来规避以上问题的发生，确保冷却水系统的正常运行。