冷却塔节能设计

冷水机组的效率提高，占空调能耗降低20%，冷却塔和水泵的能耗提高了10%，
冷水机组的效率提高，占空调能耗降低20%，冷却塔和水泵的能耗提高了10%， 因此减少冷却塔和水泵的能耗，优化节能设计。
1、大温差、小流量系统(冷水系统设置扰流器) 2、制冷机组的效率提高，冷却塔、水泵的效率 适当降低，提高整体的效率。（适用于负荷增 加系统改造项目） 3、减小水泵、水阀、管道尺寸，节约成本
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传统的循环水冷却方式通常采用湿式冷却塔， 其设计是以湿球温度为基础，采用敞开式系统； 干冷却塔是一个密闭式的循环水系统，即循环 水的通过空冷器中的盘管和散热翅片与空气进行 热交换，达到循环水降温的目的，其设计是以干 球温度为基础的。
湿式冷却塔缺点： (1)冷却风机电耗大。 (2)淋水噪音、冷却风机噪音较高。 (3)冷却水量存在一定的损失，包括由于空 气的吸湿带走的蒸发部分和由于风机向上排风而 吹出的部分，系统需要的补水量较大，不利于节 水节能。 (4)敞开式的布置方式，水与外界空气直接接触，水 质较脏，存在水处理问题。 (5)在缺水干旱地区工，以及工业用高温领 域不适合。
冷却水流量越大，冷却能力越强，冷却能力越好。 水泵能耗增加 空气侧阻力增加，风机能耗增加。 0.08m3/(kw· h)
外区空气由内向外排，内区空 气由外向内倒吸，有效排风量 减少，效率降低。
外区空气由内向外排，内区空气由外向内倒吸，有 效排风量减少，效率降低。
负荷减小时， 采用什么方式减少负荷？
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变频机组、水泵（初投资大，可靠性 待提高） 小塔拼装成冷却塔组，停用部分风机 对冷却塔进行台数调节，以降低能耗。
（1）对于独立运行的冷却塔或塔组，停用冷却塔将使得该塔内填料的散质传热面积 无法被利用。 （2）对于连通运行模式的冷却塔组，如果保留各塔结合面的隔板，那么进入风机停 用塔的冷却水无法得到有效冷却；如果取消或者部分取消各塔结合面的隔板，冷却塔 组会从停用风机的出风口吸入空气而发生气流短路，甚至造成停用风机反转，影响机 械传动系统的寿命，当用户负荷上升需要启动停用风机时，有时又会造成启动功率超 载而损坏电机。
横流塔
第一、噪音低，没有一点水声，不像逆流冷却塔、水哗哗响。 第二、维修方便，填料可以拆除清洗、电机、风机小、拆卸方便。 第三、节能，可根据天气开机台数增减。 第四、占地面积小，美观大方。 建议：如是空调用、选择横流塔 如是工业用、千万别选择横流塔，因冬季运行挂冰，填料很容易坏。
开式冷却塔
冷却水进入冷却 塔顶部喷射后， 与空气热交换， 蒸发吸热：热量 排到空气中，空 气与循环水的直 接热湿交换
1.强化蒸发换热（空气强制对流） 2.均匀的水膜遇到热盘管迅速蒸发（吸热）， 被上升气流迅速带走，其余水与气流、盘 管冲击打碎，飘飞上扬，有较多时间将热 量传给空气带走 必须保证足够的风量和水量
闭式冷却塔
在夏季设计条件下，关闭阀5、阀 2，开启阀1、阀6、阀3、阀4，启 动制冷机制冷。从封闭式冷却塔 出来的温度较低的冷却水进入冷 凝器，吸收制冷机放出的热量， 温度升高后回流到封闭式冷却塔 内。如此循环制冷。
当系统处于部分负荷时，台数调节对负荷连续变化的适应能力以及如何提高风机停用 后冷却塔的散热能力是其中的关键问题。陈永胜的发明提出在采用连通运行模式的横 流塔组中取消塔间接合面隔板，同时在各塔出风口加装风压自开及重力自闭式风阀， 当塔组中的冷却塔风机停用时靠重力和塔内负压自动关闭出风口风阀。 风机启停自动控制风路
当过渡季节(春秋季节) 室外空气湿球温度降到某值时,制冷机停止运行。由封闭 式冷却塔流出的温度较低的冷却水作为冷水,直接进入空调器,吸收室内的热量, 消除冷负荷;温度升高后的冷却水,由循环水泵输送到封闭式冷却塔中,在封闭式 冷却塔内降温后再流到空调器。这个过程循环往复地进行,就可以创造一个适宜 的温湿度条件。
节能型冷却塔组的特征 （1） 采用连通运行模式； （2） 各塔出风口有风压自开及重力自闭式风阀； （3） 风阀启闭可靠、开启时不抖动、关闭时密封 性好、无连续噪声、附加阻力小。
由上海理工大学对图所示的机械通风横流式连通运行塔组进行 试验，得到以下结果： （1）对该实验所涉及的由8台冷却塔构成的机械通风横流式 连通运行塔组，启用其中6台冷却塔的风机时，采用风路控制 比同样情况下的独立运行塔组，风机停用塔的进风量增加明显， 其单位负荷冷吨数提高了36.55%；与未采用风路控制的连通 运行塔组相比，风机停用塔的进风量提高了37.65%，塔组总 进风量提高了6.9%。因此采用风路控制的连通运行塔组的节 能效果显著。 （2）采用加装风阀的设计，能有效改善风机停用塔的气流流 动状况，彻底解决气流短路现象以及由此产生的相关负面影响。 （3）实验研究发现对风机开启塔来说，形成的抽力对相邻风 机停用的冷却塔影响较大，对相邻风机开启的冷却塔几乎没有 影响，因此对连通运行塔组，间隔停风机比较合理。
冷却塔介绍
杨庆、孙征、刘军凯、钱龙 中原工学院 热能与动力工程
冷却塔的原理
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或 制冷空调中产生的废热的一种设备。 基本原理是：干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风 网处进入冷却塔内;饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低 的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。
劣势： (1)水质易被污染（沉淀物、粘泥），影响换热，甚 至堵塞。
(2)军团菌（爆发期间死亡率40%）。
(3)补给水一般未经软化，盐份滞留，硬度提高。水 中溶氧，管道结垢腐蚀。黏泥酸性电化学腐蚀。 （降低冷机寿命）
冷却塔直接供冷
冷却水侧免费供冷即指在常规空调水 系统基础上适当增设部分管路及设备， 当室外湿球温度低至某个值以下时， 关闭制冷机组，以流经冷却塔的循环 冷却水直接或间接向空调系统供冷， 提供建筑空调所需的冷负荷，即用冷 却塔来代替制冷机供冷。冷却塔供冷 系统的宗旨就是最大限度地缩短制冷 机的运行时间,使之在过渡季或冬季气 候条件允许情况下,代替制冷机工作,成 为免费的冷源，以达到节能的目的。
当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一 方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下 产生蒸发现象，带走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热， 从而达到降温之目的的冷却塔。
冷却塔的分类
冷却塔是一种将循环水进行冷却的设备。按 照冷却原理的不同，可以分为： 1.空气冷却式冷却塔 2.蒸发式冷却塔。
节能型冷却塔组的构成不仅适合于横流型冷却塔，只要将逆流方塔收水器以下至 填料（或者换热器）的侧板打开使拼装的各塔连通，同样能取得很好的节能效果。 通过风路控制的节能方法对闭式冷却塔组一样有效，所以应用面十分广泛。 已经有变频或者多速电机能否用本方案？ 如果已经有变频或者多速电机，仍然可采用本节能型冷却塔组的形式，并且能够 使调节更加灵活，或者说增加了调节的柔性。
优势：
(1)冷却水为全封闭系统，对水质的保证性较好，不 易被污染。 (2)室外气温较低时，可以把它变成一个蒸发冷却式 制冷设备。 (3)冷却高温水（65°） (4)噪声低 (5)节水
1、空气流量与冷却能力的关系？ 2、循环水流量与冷却能力的关系？
空气流量越大，冷却能力越强，冷却能力越好。 空气流量越大，水逸散。 风机能耗增加 260kg/(kw· h)
干式冷却塔优点： (1)由于循环水换热不直接与空气接触，故没有水的 损耗，没有补水及水源的问题。 (2)整个系统为密闭循环，水质得到保证，不需要水 处理。 (3)干冷却塔不存在湿冷塔所具有的水雾气团现象， 也不会发生淋水噪音减少了对环境的污染，改善了空 气的能见度。 (4)适用范围大，大中型发电厂、核电站及燃机电厂
闭式冷却塔
当冷却水进入冷却塔的盘管后 1、循环管道泵同时运行抽取集水池的水，经布 水口均匀地喷淋在冷却盘管表面，室外空气在 冷却风机作用下送至塔内使喷淋在盘管表面的 部分水发生蒸发而带走热量 2、空气温度较低时，本身也可以和盘管内的水 得到冷却。
1、空气与循环水的直接热湿交换 2、循环水蒸发过程中与冷却水通过盘管进行间接式热，利用蒸发冷 却原理进行冷却