探讨利用冷却塔供冷技术:冷却塔供冷

时间:2020-01-12 07:18:55 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

探讨利用冷却塔供冷技术

探讨利用冷却塔供冷技术 本文主要针对冷却塔的供冷原理和系统形式,影响冷却 塔供冷系统经济性以及冷却塔供冷系统设计应注意的几个 问题进行探讨。

摘 要:
节能;
空调;
冷却塔供冷 冷却塔供冷技术特别适用于需全年供冷或建筑有需常 年供冷的内区建筑如大型建筑内区、大型百货商场等或需全 年供冷且需严格的湿度控制的建筑如计算机房、程控交换机 房等。其在一些风机盘管加新风系统应用可使过渡季节、冬 季免费供冷成为可能。

1.利用冷却塔供冷的原理及系统形式 1.1利用冷却塔供冷的原理 对于一种结构已确定的冷却塔而言,它的出口水温是由 建筑冷负荷以及室外空气湿球温度来决定的。这一湿球温度 可以代表在当地大气温度条件下,水可能被冷却的最低温度, 也就是冷却塔出水温度的理论极限值。一般冷冻水环路进出 口水温多为7℃和12℃,温差为5℃。选择这样低温度的冷冻 水主要是为了夏季空调除湿。而在过渡季室外气温下降,冷 负荷和湿负荷也在不断减少,适当提高冷冻水温度完全能够 满足空调舒适性要求,这就为冷却塔供冷运行方式提供了机 会。

1.2冷却塔供冷系统的形式1.2.1冷却塔直接供冷系统 冷却塔直接供冷系统就是一种通过旁通管道将冷冻水 环路和冷却水环路连在一起的水系统。在夏季设计条件下, 系统如常规空调水系统一样正常工作。当过渡季室外湿球温 度下降到某值时,就可以通过阀门打开旁通,同时关闭制冷 机,转入冷却塔供冷模式,继续提供冷量。需强调一点,在设 计这类水系统时,要考虑转换供冷模式后,冷却水泵的流量 和压头与管路系统的匹配问题。

使用开式冷却塔的直接供冷系统,因水流与大气接触易 被污染,造成表冷器盘管被污物阻塞而很少使用。可通过在 冷却塔和管路之间设置旁通过滤装置,使大约相当于总流量 5%~10%的水量不断被过滤,以保证水系统的清洁,其效果要 优于全流量过滤方式,因为这样环路压力无大的波动。

1.2.2冷却塔间接供冷系统 冷却塔间接供冷系统是在原有空调水系统中附加一台 板式换热器以隔离开冷却水环路和冷冻水环路。在过渡季切 换运行,不会影响水泵的工作条件和冷冻水环路的卫生条件。

因此,目前多采用这一系统形式。

2.影响冷却塔供冷系统经济性的主要因素 2.1系统的切换温度 空调系统从常规的制冷机供冷形式切换到冷却塔供冷 模式时的室外湿球温度称为冷却塔供冷时的切换温度。切换 温度体现了室外气象参数对冷却塔供冷系统使用的限制条件。切换温度的确定通式为:TEX= TCS-△KEX-△Tapproach 式中:TEX---冷却塔供冷时的切换温度,℃;

TCS---末端冷冻水的供水温度,冷却塔供冷时 可取10~15℃;

△KEX---板式换热器的换热温差,对于闭式冷 却塔或开式冷却塔直接供冷时,该值为0,而对于间接冷却 塔供冷时取1~3℃;

△Tapproach---冷却塔的冷幅,取3~10℃;

这样对于间接冷却塔供冷系统,根据公式中各值的 取值范围,可以将冷却塔的切换温度以湿球温度5~10℃作为 上限也就是说当室外湿球温度到达10℃或以下时,利用冷却 塔和板式换热器间接供冷成为可能;而对于直接供冷系统, 切换温度还可以升高1~3℃,及可取8~13℃作为切换温度。

需要强调的是,这一切换温度上限不是绝对的,针对不同的 系统形式,空调负荷情况等因素,系统的设计人员和运行管 理人员可以根据不同的变化对此温度进行调整,以使供冷模 式的切换更为安全可靠,能够满足过渡季节的供冷需求,同 时尽量最大限度节省系统能耗。

2.2系统设备的选择 合理选择冷却塔可以最大限度地增加供冷时数。在给定 的室外湿球温度和建筑负荷条件下,冷却塔填料尺寸越大, 其出口水温越低。冷却塔如配备变频调速电机可适应冬季室 内负荷的波动变化。因开式水系统易被污染和水泵工作范围波动过大,所以 多用换热器将两个环路隔离开,因而也需要考虑换热器的影 响,一般的板式换热器温差(冷却水入口端与冷冻水出口端 之间的温差)是2~3℃,有的能达到1℃多一点。

此外,合理选择末端设备(如风机盘管和空调机)尺寸, 使初投资和运行费用二者之和达到最低,也是设计冷却塔供 冷系统需要考虑的因素之一。

2.3地理气象资料 地理位置往往决定了季节天气对冷却塔供冷时数的影 响。在以北地区,低于给定湿球温度的时数将明显增加;而向 南,冷却塔供冷时数将下降。所以在北方地区更适于推广这 种供冷形式。

3.冷却塔供冷系统设计应注意的几个问题3.1冷却塔供 冷模式室外转换温度点的选择直接关系到系统供冷时数。

3.2系统中冷却塔在依夏季冷负荷及夏季室外计算湿球 温度选型后,还应对其在冷却塔供冷模式下的供冷能力进行 校核。

3.3 间接供冷系统中换热器应选择板式换热器。板式换 热器具有高效率的换热能力。

3.4在直接供冷系统设计中应重视冷却水的除菌过滤, 以防阻塞末端盘管。

3.5考虑到在特定室外湿球温度和建筑负荷下冷却塔冷 幅(冷却塔出水温度与室外湿球温度之差)随冷却填料尺寸增大而减小,故对于多台套冷却塔系统可采用串联冷却塔的 方法来增加冷却效果,提高冷却塔供冷模式的室外转换温度, 从而增加供冷时数。

3.6由于冷却塔供冷主要在过滤季节冬季运行,故在冬 季温度较低地区应在冷却水系统中设置防冻设施,如设置旁 管、增设加热器。

4.结语 冷却塔供冷技术作为过渡季和冬季利用空调系统中原 有的冷却水系统的节能技术之一,有一定的节能效益与潜力, 也有广阔的应用前景。我国的暖通空调工程界和学术界可以 对这一领域加大研究力度,并开拓其在国内的应用,相信对 缓和我国能源紧张的状况会起到积极的作用。

参考文献:
[1]蒋树楠、宗立昌、刘炳南,冷季冷却塔供冷技术, 中国科技信息,2006年地11期,P159~160,P132 . [2]郑钢、宋吉,冷却塔供冷技术设计中应该注意的问 题,制冷与空调,第6卷第2期,2006年4月,P75~78 . [3]曹琦、付晓光、谢明华,冷却塔供冷的工程实现, 制冷与空调,第一卷第五期,2001年10月,P33~35 .

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