集中制冷用空调系统中,单台冷却塔的冷却水量基本上都小于1,000m³/h,且装有淋水填料的横流机械通风开式居多。本文将已横流开式冷却塔为对象,探讨影响其效率的几个因素。横流开式冷却塔示意图如下所示:
横流开式冷却塔示意图 Fig 01
说明:
1.电机和减速器 | 6.填料 | 11.积水盘 |
2.风机 | 7.检修门 | 12.侧板 |
3.风筒 | 8.检修走道 | 13.爬梯 |
4.进水口接口 | 9.出水管接口 | |
5.喷淋装置 | 10.补给水管接口 |
在探讨影响冷却塔效率的几个因素之前,先了解冷却塔效率是如何计算。冷却塔效率计算公式如下所示:
说明:
η 冷却塔效率;
进冷却塔的冷却水温度;
出冷却塔的冷却水温度;
室外湿球温度
影响冷却塔换热效率的三个因素:
01
冷却塔气流组织问题造成
进气的湿球温度偏高而致使冷却塔效率低下
冷却塔回流是指由冷却塔排出的热湿空气被进风口吸入的现象。回流的比例越高,冷却塔吸入空气的湿球温度就越高。对于一些位置较差,周围有建筑构件遮挡的冷却塔,通风情况较差,容易出现回流比例过大的现象。还有一些对台冷却塔并联,但只开其中部分冷却塔时,运行的冷却塔会吸入不运行冷却塔内部的潮湿空气。
冷却塔通风不畅 Fig 02
02
未运行冷却塔旁通冷却水
导致冷却塔整体效率低下
对于一个拥有多台冷却塔群的空调系统,冷却塔群的整体效率取决于冷却塔群整体的进出水温差。在有些系统中,虽然单台冷却塔效率正常,但由于未运行冷却塔不关水阀,造成冷却水旁通的问题,导致冷却塔群的整体效率偏低。冷却塔混水问题如下所示:
冷却塔混水问题示意图 Fig 03
某空调系统有13台冷却塔,部分负荷时只运行其中的一部分,例如在过渡季只运行其中两台冷却塔,但其他11台冷却塔的水阀依然开启。风机运行中的冷却塔的出水温度为21℃,但进过混水后,冷却侧总回水温度高达29.5℃,致使冷却塔群整体效率降低。
冷却塔的水量偏大或风量偏小
造成冷却塔效率偏低
在室外湿球温度和冷却塔换热面积一定的情况下,影响冷却塔效率的主要因素是冷却塔的风量和水量。目前冷却塔风机多数采用皮带轮传动,这种传动方式可靠性较差,易出现皮带打滑现象;同时风机的电机位于室外,受日晒雨淋影响,易损坏;此外,冷却塔在试运行过程中未有全部做风量测试,冷却塔的扇叶角度未调整到最佳位置;这些因素都将造成冷却塔的实际风量往往低于设计值。在现有的空调系统中,常发现冷却塔群整体水量适中,但由于冷却塔群之间局部水力不平衡导致某些冷却塔局部水量偏大,造成该部分过流的水量未经充分冷却便进入冷却水回水中,提升冷却水出冷塔整体温度,从而造成冷却塔效率偏低。
冷却塔布水不均 Fig 04
卓展工程顾问公司推行的标准高效机房, 采用标准设备,在标准工况运行,目标EER不小于5.0是性价比较高的高效机房理念,有以下的优点:
技术风险低:标准设备(不采用非标产品)、标准工况(末端设备不受影响),施工及运维技术难度低。
采购风险低:大部份供货商都可参与投标。
造价低:相对非标设备高效机房便宜。
建设期合理可控:不采用非标设备,常规的设备生产期;标准设备的施工,施工队无需通过特别培训或使用特别工艺,常规的施工期。
维保:标准产品维修保养费用相对较低,设备备件供货快,成本低。
投资价值高:性价比高,投资回收期短(南方地区不超一年)。