冷却塔供冷技术的应用
某酒店冷却塔供冷系统的应用
某酒店冷却塔供冷系统的应用介绍了冷却塔供冷系统在绵阳喜来登酒店项目中的应用，对冷却塔供冷系统的设计方法进行了总结，阐述了系统设计中冷冻水、冷却水供回水温度的确定、水泵匹配、冷却塔配置、系统节能效益。
标签：冷却塔供冷;水泵匹配;冷却塔配置供回水温度的确定;节能效益计算冷却塔供冷系统目前已经是很成熟的一种节能措施，在许多实际工程项目中都已得到运用，并取得了可观的节能效果，本文仅就某酒店中所运用的冷却塔供冷系统做出简明阐述，对于冷却塔供冷系统在实际工程设计中所遇到的一些问题进行一些初步探讨。
1、冷却塔供冷原理图1是一个采用电动压缩式冷水机组的空调水系统，如果建筑（如大型电子计算机房，电子厂房，有大面积内区的商业、办公、酒店等）在冬季均有稳定的内部发热量，需要供冷，这时只要室外气温足够低（室外空气湿球温度也较低），系统配置的冷却塔便可以提供温度足够低的冷水，直接作为冷源来消除余热量，图1所示系统通过关闭制冷机，切换至板式换热器的方法，可以实现冷却塔供冷，由于冷水机组的耗电量在空调系统中占有极高的比例，利用冷却塔供冷节省了大量的电费，所以常常被称为“免费供冷”（” free cooling”）。
2、工程概况2.1建筑概况本项目为高层建筑，地下二层，地上八层（局部七层）。
地下室部分为停车库，设备用房，酒店及物业后勤用房，游泳池，全日餐厅，会议中心等，裙房中的主要业态为中餐厅，宴会厅，大堂，大堂吧，一层局部为客房，二层及以上层为客房层，二层局部区域为酒店办公。
酒店效果图如下：2.2空调系统概况本项目采用一套冷、热源系统。
空调冷源采用水冷离心式电制冷机（一台变频），水冷螺杆式电制冷机以及冷却塔免费供冷系统的组合，空调及生活热水热源采用燃气（油）热水锅炉。
设置2台水冷离心式电制冷机和1台水冷螺杆式电制冷机作为空调系统冷源。
单台离心式制冷机的制冷量为2461kW，单台螺杆式制冷机的制冷量为988 kW。
设置两台600M3/H，一台250M3/H冷却塔。
用冷却塔为洁净工厂冬季供冷的技术应用
用冷却塔为洁净工厂冬季供冷的技术应用冷却塔的技术应用于洁净工厂冬季供冷是一种新兴的技术，它具有环保、节能、低成本等优势。
冷却塔是一种利用水作为冷却剂，经过冷却塔内部水汽蒸发过程，将高温水蒸发成低温水，从而实现冷却的装置。
它具有结构紧凑、体积小、使用方便、可靠性高、投资少等优点，可以广泛应用于洁净工厂冬季供冷系统。
冷却塔的技术应用于洁净工厂冬季供冷，既能够满足洁净工厂的高洁净要求，又能大大降低洁净工厂的运行成本。
首先，冷却塔的结构紧凑，体积小，可以使洁净工厂内的空间占用率大大降低，增加洁净工厂的工作效率。
其次，冷却塔的节能性能优异，能够有效地降低洁净工厂的能耗，减少洁净工厂的运行成本。
另外，冷却塔的维护成本也很低，而且其可靠性高，可以大大降低洁净工厂的维护成本。
从以上可以看出，冷却塔的技术应用于洁净工厂冬季供冷，不但能够满足洁净工厂的高洁净要求，而且能够大大降低洁净工厂的运行成本。
因此，冷却塔的技术应用在洁净工厂冬季供冷非常有效，是洁净工厂冬季供冷的理想选择。
冷却水塔免费制冷的应用
冷却水塔免费制冷的应用如今，空调与制冷系统应用在各行各业中，夏季负荷侧通常需要7℃冷冻水，这一温度远远低于冷却水塔能够提供的水温32℃，因此就需要启动冷水机组制冷，典型的压缩式制冷空调系统如图1。
典型夏季工况的压缩式制冷空调系统中，7℃冷冻水经过空调末端设备热交换吸收负荷侧的热量后冷冻水温升至12℃，并在冷水机组蒸发器中将热量传递给制冷剂；同时制冷剂受热气化后在压缩机中被做功压缩成高压高温气体后经过冷凝器与29℃的冷却水进行热交换，冷却水带走冷凝器中制冷剂热量后温升至35℃，最终在冷却水塔内将热量传给外界空气后形成温降。
图中，冷却水流量为3加仑每分钟每冷顿（0.182 升每秒冷顿），冷冻水流量为2.4加仑每分钟每冷顿（0.227升每秒冷顿）。
值得注意的是，冷却水流量和冷冻水流量之间的差别反映了冷却水与大气的换热量超过冷冻水在负荷侧吸收的热量，这是因为压缩机的压缩做功工况产生的额外热量需要向外界传递；所以冷却水塔必须带走125%的负荷侧热量。
图2 表明了压缩式制冷空调系统中冷却水塔出水温度和外界湿球温度、负荷之间的关系。
从图中可以清楚地看出，随着室外环境湿球温度下降或者室内负荷下降，冷却水塔出水温度也相应下降。
特别是过渡季节和冬季，当室外环境湿球温度足够低的条件下，冷却水塔出水温度可以满足空调系统的制冷需求；也就是说在这个时期，当空调系统配备有适当管路系统，空调末端设备就可以直接使用冷却水塔出水处理室内负荷，而不必启动冷水机组压缩机，节约了压缩机和冷冻水泵等的运行费用，这就是所谓的冷却水塔免费制冷的概念。
考虑到负荷实际情况和冷水温度要求，从图2可以看出室外湿球温度必须小于10℃，冷却水塔免费制冷才能得到应用。
因此冷却水塔免费制冷的应用极大受制于外界环境条件。
在北纬地区，年平均温度变化明显，所以冷却水塔免费制冷的时间可能占全年运行时间的75%。
相反，在低纬度的南部气候条件下，在湿球温度的限制下，冷却水塔免费制冷的利用时间仅为全年运行时间的20%。
单向进风冷却塔应用场合
单向进风冷却塔主要应用于工业生产中需要大量冷却水的场合，如电力、石化、钢铁、化纤、造纸和食品等行业。
这些行业需要将设备或工艺产生的热量通过冷却塔散发出去，以维持设备的正常运行和工艺的稳定。
在电力行业中，发电厂、变电站和电力设备需要大量冷却水进行散热，单向进风冷却塔能够满足其冷却需求。
在石化行业中，炼油厂、化工厂和石化设备也需要大量冷却水来控制温度，避免过热引起设备损坏或火灾风险。
钢铁行业中，钢铁厂、铸造厂和冶金设备也需要通过单向进风冷却塔来进行散热，以维持正常的生产过程。
此外，化纤厂、纺织厂等也需要大量冷却水来控制生产过程中的温度，保证产品质量和稳定性。
造纸厂和印刷厂也需要使用单向进风冷却塔来进行设备冷却和工艺控制。
食品加工厂和饮料厂同样需要使用冷却塔来控制生产过程中的温度，保证产品的质量和口感。
需要注意的是，单向进风冷却塔的应用场合可能会因具体的使用条件而有所不同。
在实际应用中，需要根据实际需求进行选择和配置。
【技术分析】数据中心冷却塔供冷应用分析
【技术分析】数据中心冷却塔供冷应用分析作为国家新基建政策的重要一项，数据中心呈现出爆发式增长态势。
本文针对数据中心能耗问题，分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，指出冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置，冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度延长冷却塔供冷时间，冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法，为数据中心节能设计提供参考与依据。
0 引言近年来，随着互联网、通信、金融、保险等行业的发展，数据中心呈现迅猛发展态势，作为国家新基建政策的一项，更是受到了前所未有的重视。
数据中心，作为高显热的大型计算机房，需全年供冷，能耗巨大，所以冷却特供冷技术做为降低PUE(数据中心总耗电量与IT 机柜耗电量的比值)的一项关键节能措施，受到业内的广泛关注。
虽然冷却塔供冷在国内已有十多年的研究探索及工程实践，但在厂商提供的技术样册上，冷却塔在冬季气象条件下的技术参数、热工曲线和供冷时限等详细信息仍然缺乏，给设计工作及系统运行都造成了不便。
01冷却塔供冷冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。
冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。
为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。
探讨利用冷却塔供冷技术
探讨利用冷却塔供冷技术摘要：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。
关键词：节能; 空调; 冷却塔供冷Abstract: this article mainly aims at the cooling principle and system cooling tower form, which influences the cooling tower the refrigeration system economy and cooling tower the refrigeration system design should be pay attention to several issues to discuss.Keywords: energy efficient; Air conditioning; Cooling tower cooling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。
冷却塔供冷系统应用及节能设计分析
ｃｏｉｇ ｏ ｌ ”水侧 免 费供 冷 ， 即冷却 塔 供冷 的概 念 。 ｎ 】
随 后 美 国和 欧 洲 大 批 学 者 对 冷 却 塔 供 冷 开 展 了大 量 的研 究 ，并 投入 到 实 际工程 应 用 中 。到 了 ９ Ｏ年
（ ． ｉ ｅ ｓｔ ｆＳ ａ ｇ ａ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｎ ｒ ｙａ ｄ Ｐ ｗｅ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ２ ０ ９ ； １Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｈ ｎ ｈ ｉ ｒＳ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｃ ｏ ｌ ｅ ｇ ｎ ｏ ｒ Ｓ ａ ｇ ａ， ０ ０ ３ ｙ ｆ ｏ Ｅ ２ Ｓ ａ ｇ ａ ｏ ｎ ｗ ｎ ｒ ｙ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． Ｌ ｄ Ｓ ａ ｇ ｍ， ０ ０ ２） ．ｈ ｎ ｈ ｉ Ｂｏ ｍｉ ｇ Ｎｅ Ｅ ｅ ｇ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｃｏ ， ｔ ， ｈ ｎ ｈ ２０ ５
景 。详 细 阐 述 了冷 却 塔 供 冷 系 统 应 用 的 原 理 及 类 型 。在 借 鉴 各 文 献 及 工 程 设 计 者 的 经 验 基 础 上 ， 深 入 探 讨 了冷 却 塔 供 冷 系 统 节 能 设 计 应 该 注 意 的 问题 。 【 关键 词 】 空 调 系 统 ；冷 却 塔 ； 节 能 ；设 计 方 法
冷 却 塔 供 冷 系统 应 用 及 节 能设 计 分析
杨 光 祁 影 霞 蒋 慧
（． １上海理 工大学 能源与动力工程 学院 上海 ２ ０ ９ ； ００３ ２ 上 海铂 明新 能源科技有 限公 司 上 海 ２ ０ ５ ） ． ０ ０ ２
【 摘 要 】 随 着 空 调 能 耗 日益 增 加 和 节 能 技 术 的 推 广 ， 免 费 供 冷 技 术 一 冷 却 塔 供 技 术 的 应 用 也 越 来 越 有 前
冷却塔冬季供冷实例研究
油 冷却 机 要求 冷 却水 出水 温 度 ≤ ２ ６ ℃， 板式换热器温度损失按 ２ ℃考虑， 则 冷却塔供冷时 ，冷却塔 回水 温度 须低 于 ２ ４ ℃。冷却塔流量不变时 ， 冷却塔进出水 温差 △ｔ＝０ ． ８ ６ Ｑ ／ Ｇ， 其中 生产工艺 冷 负荷 （ ｗ） ， Ｇ —— 冷 却泵 流 量 （ ｋ ｇ ／ ｈ ） 。计 算 结果 ： Ａｔ ＝ ３ ． ５ ｏ Ｃ，相 应 冷 却 塔 出 水 温 度 ≤２ ０ ． ５ ℃， 冷幅取值 ５ ℃时 ， 则 当空 气 湿 球温 度 低 于 １ ５ ． ５ ℃时 ， 可 以利 用 冷却 塔 直 接 向油冷 却机 供冷 。 ３ ． ２节 能效 果 分析 查 阅南 昌地 区气 候资 料 ， 全 年 湿球 温
度低 于 １ ５ ． ５ ￣ Ｃ的时 间约 为 ３ １ ６ １ ｈ 。考虑 以 下因素 ： ① 车 间生 产 ３班倒 为 主 ， 部 分 时 间２ 班倒（ ０点 至 ８ 点休息 ） ； ② 重 大节 日
休息 ；③ 为避免过渡季节冷水机频繁启 停， 过渡季节冷却塔供冷时间减 少（ 参见 本文 ３ ． １ 内容 ） 。因此 ， 实 际冷 却塔 供 冷 时 间低于上述时间 ， 测算后约为
须 ≤２ ６ ℃。
季夜间 ， 当新 风 量 调 至 最 小 、 室 温室 温仍 不 能满 足要 求 时 ， 利 用辅 助 电 加热 器 加 热 送 风 以维 持室 温 ； 过 渡季 节 当新 风 湿 度 大 时， 利 用调 整 新风 量 调节 车 间 温度 难 以保 证 室 内湿度 时 ， 制冷 机开 启 。 ３节 能效果 分 析 ３ ． １夏 季工 况 和冬季 工 况分 界 点 的确
定
冷却 水 和空 气 充分 接 触 情况 下 ， 冷 却 塔 出水 温 度 与 空 气 湿 球 温 度 之 间 的 温 差 称为 冷 幅 ， 一 般在 ３ － ６ ｃ Ｃ 之间。 当空 气 湿球 温度 不 变 时 ，冷 却 塔 供 回水 温 差越 大 ， 则 冷 幅越 大 ， 反之 则 越 小 。 因此 降低 冷却 塔 供 回水 温差 ， 可 以使冷 却 塔供 冷 时 间 相对
利用冷却塔供冷技术
利用冷却塔供冷技术，探讨空调应用原理一、水侧免费供冷原理及应用形式1、水侧免费供冷原理水调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，在达到节能的目的。
随着过渡季节及冬季的到来，室外气温逐渐下降，相对湿度降低，室外湿球温度也下降，从而冷却塔出口水温也随之降低。
而此时建筑室内湿负荷及冷负荷也在不断的下降，空调末端所需除湿量减少，适当提高冷冻水温，减少其除湿能力，完全能满足空调系统舒适性的要求。
2、系统应用形式供冷按冷却水是否直接送入空调末端设备来划分可分成两大类：间接供冷系统及直播妆供冷系统。
2.1间接供冷系统间接供冷系统是指系统中冷却水环路与冷冻水环路相互独立，不相连接，能量传递主要依靠中间换热设备来进行。
其最大优点是保证了冷冻水系统环路的完整性。
保证环路的卫生条件，但由于其存在中间换热损失，使供冷效果有所下降。
2.1.1在原有空调水系统中附加一台板式换热器。
在冷却塔供冷时，关闭制冷机组，使冷却水与冷冻水分别接入板式换热器，实现其间能量传递。
2.2直接供冷系统直接供冷系统是指在原有空调水系统中设置旁通管道，将冷冻水环路与冷却水环路连接在一起的系统。
夏季按常规空调水系统运行，转入冷却塔供冷时，将制冷机组关闭，通过阀门打开旁通，使冷却水直接进入用户末端。
系统中冷却塔开式闭式均可。
采用开式冷却塔时，冷却水与外界空气直接接触易被污染，污物易随冷却水进入室内空气调水管路，从而管造成盘管被污物阻塞，故应用较少。
采用闭式冷却塔虽可满足卫生要求，便由于其靠间接蒸发冷却原理降温，传热效果受到影响，加上闭式冷却塔在国内应用较少，故也很少采用。
二、冷却塔供冷系统设计应注意的几个问题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。
假设经计算确定此时空调末端所需供水水湿为12.7℃，考虑冷却塔冷幅度、管路及换热器等热损失使水温温升4.5℃，则可得在室外湿球温度等于或低于8.2℃时即可切换为冷却塔供冷模式。
例析冷却塔供冷技术在分布式能源的应用
例析冷却塔供冷技术在分布式能源的应用冷却塔供冷主要应用于空调中的冷却水系统，使用冷却塔技术，无需再开启空调中的制冷系统，只要先将空调内的水移至室外，自然降温，便可获得冷水，为空调的运行节省资金，降低企业的成本，同时，由于能够有效减少空调系统的运行成本，冷却塔技术也成为目前行业内发展较为迅速的新技术之一。
本文以河北省某产业园为例，分析冷却塔技术在分布式能源中的应用。
一、冷却塔供冷系统概述随着科学技术的不断发展，人们对于生存环境的要求也越來越高，同时，生存环境也决定着人们的生存质量。
在人们追求高水平的生存质量中，各种调节周围环境的仪器和设备层出不穷，空调也应运而生。
空调系统的能耗是建筑中主要存在的问题，其成本较大，会给建筑带来巨大的经济负担。
具研究表明，在我国的发达地区，装有空调设备的建筑每年会增加30%左右的能耗和成本，甚至有些地区会增加到50%。
可见，空调系统的能耗成为亟待解决的问题。
为了节省企业的成本，商家一直致力于减少空调的能耗，降低资金的输出。
而冷却塔供冷技术则恰好能够降低空调系统的能耗，从而提升空调系统的经济适用性，减少成本浪费。
冷却塔技术是一种新型的节能技术，共有两种冷却方式，一是开式，二是闭式，两种方法均各有利弊，但是由于闭式供冷技术的成本较为昂贵，与开式的冷却技术相比，性价比较低，因此，一般企业会采用开式的冷却方式。
开式冷却塔供冷分为两种类型，分别为直接供冷系统和间接供冷系统，在实践应用中，直接供冷的方式通常会受到各种因素的影响，导致供冷系统工作不顺利，例如内部系统的管线设置复杂等因素；而与直接供冷系统相比，间接供冷系统可以将内部管线内的冷水和冷却水箱区分，形成两个独立的冷水系统，两系统互不干扰，从而保障了冷水流通管线的清洁，因此，间接供冷系统的应用比直接供冷系统更为广泛。
冷却塔系统主要部件如下：冷却水循环泵、冷水循环泵、换热机以及风机盘管。
下图为冷却塔间接供冷技术原理。
二、某产业园内冷却塔系统项目分析（一）项目资料此产业园位于河北省中部，地面建筑面积大约在18.5万平方米，地下建筑在8.7万平方米左右，由于产业园区内的面积较大，对于冷热电负荷的要求也更加严格。
冷却塔原理和发展趋势
冷却塔是一种能够将热水冷却降温的设备，被广泛应用于各种工业生产和机械制造中。
它是通过将热水喷洒到水团上，使其在垂直下落的过程中与空气接触，从而利用空气对水的蒸发吸热作用，将热水的温度降低到目标温度以下。
本文将从原理、发展历程、应用领域、技术特点、市场前景、环保问题、未来发展趋势等多个角度来详细介绍冷却塔的相关知识。
一、冷却塔的原理冷却塔是一种能够将热水冷却降温的设备。
其原理基于水的蒸发吸热作用，采用了将热水喷洒到水团上的方式来降低水的温度。
在冷却塔内部,水会被引入到喷头中，并将水喷洒到填料上。
这些填料通常是由许多块金属、塑料或木材组成的小块。
当水团经过塔式填料层时，由于填料的大量表面积，使得水分散成了许多小水滴，这些水滴会随着空气的流动往下落，与空气持续接触，从而导致部分水分蒸发掉。
蒸发掉的水分子与空气间的热量交换造成吸热作用，使水的温度逐渐降低。
这样经过一次水与空气的接触之后，如果需要进一步降温，就需要再次进行喷淋和冷却的过程，直到达到目标温度为止。
冷却塔中还需要使用空气来协助蒸发。
空气通常是由一个排风机或类似装置抽入冷却塔底部，在水滴下落时与水相遇。
空气通过与水的接触，帮助将水中的热量带走，并将剩余的水排出塔外。
整个过程中，水源会不断地被喷向填料层，进行多次循环，以达到更好的降温效果。
这种原理使得冷却塔在各类工业生产和机械制造中都有广泛应用。
二、冷却塔的发展历程冷却塔的发展历程可以追溯到19世纪初期，在当时，由于工业生产的不断扩大，越来越多的机器需要使用水来冷却，但是受限于当时传统的冷却方式只能使用清水进行冷却。
因此,科学家们开始尝试将空气与水结合起来进行制冷。
最早的实验室型冷却塔出现在美国，当时主要应用于实验室中对天然气进行液化。
随着时间的推移，冷却塔的技术逐渐成熟，应用范围不断扩大，现已广泛应用于电力、化工、钢铁、制药等众多工业领域。
三、冷却塔的应用领域冷却塔在工业领域中有着广泛的应用，主要是通过将热水喷洒到水团上，并利用水的蒸发吸热作用，将热水冷却降温的过程来实现。
过渡季节冷却塔免费供冷系统在商业建筑中应用
过渡季节冷却塔免费供冷系统在商业建筑中应用摘要：随着近年来城市化进程的不断加深，城市中各种大型商场的数量不断增加，为人们的日常生活增光添彩。
但商场的运营过程中涉及到的各种成本极其高昂，空调电力成本更是令人昨舌，如何有效在不影响商场正常运行的情况下对其电力成本进行合理控制成为当前商业建筑中极为热门的话题。
本文根据对某商场的实际情况，对于其使用冷却塔免费供冷技术的可行性进行深入分析讨论，对于类似商业的建设具有一定的参考意义。
关键词：过渡季节；免费供冷；湿球温度引言现如今国产的经济发展较为迅猛，同时也加剧了能源的消耗速度，建筑的能耗逐年升高，其中空调能耗更是建筑能耗的一半以上，所以，在不影响空调效果的同时对其进行节能化操作成为当前大多数人关注的焦点。
冷却塔免费供冷通过使用自然冷源的节能形式，在国内外近年来发展较快，成为建筑节能常见的一种系统形式，简单的来说，在过渡季节室外空气湿球温度低于设定值时，关闭制冷机组，启动冷却塔免费供冷系统机组，建筑内区的余热由免费供冷系统向空调末端提供冷量。
通过使用冷却塔免费供冷技术可以使制冷机组有效减少其开启时间，将节省可观的运行费用，全文主要根据某大型商场中的冷却系统举例，根据商场的实际情况对冷却塔免费制冷技术进行全面的分析和讨论，针对影响技术使用的部分因素进行了较为详细的论证，对于今后此类技术的大范围推广起到了一定的参考作用，给商场的经营模式提供一种新的思路。
1工程概况本工程位于内蒙古省地区（严寒地区），是集商业、步行街、娱乐、电玩、超市、主题餐厅、高档影剧院为一体的商业综合体，总建筑面积约10万m2，其中地上建筑面积约8万m2，地下建筑面积约2万m2。
地上层数：3层（局部4层），地下1层，筑高度为23.95m。
地上功能为室内步行街、次主力店、电玩、运动集合店、影城，地下室功能为超市和设备用房等。
大商业冷冻站设在地下一层，冷水机组装机容量为3台制冷量2461.kW 的离心式冷水机组，冷冻水供回水温6/12℃，冷却水供回水温度32/37℃。
冷却塔供冷技术的原理及分析
国外技术介绍冷却塔供冷技术的原理及分析哈尔滨建筑大学 马最良☆ 孙宇辉提要 介绍了冷却塔供冷的原理、系统形式和国外应用实例,分析了供冷温度和系统设备的选择、当地地理气候条件、建筑负荷特点等影响冷却塔供冷经济性的因素,展望了这一技术在中国的应用前景。
关键词 免费供冷 空调 冷却塔Free cooling by cooling towersB y Ma Zu i l i a n ga n dSu n Yu h u iAbs t r ac t P r es ent s it s ope r at i ng pr i nc i pl es ,s ys t em co nf igu r at ion and appl ic at i on c as es i n t h e Unit e d S t at es ,anal ys es f ac t ors havi ng impac t s o n it s ec onomic pe r f o rmanc e ,inc lu ding s e le c t ion of t he c ool ing t empe rat u re and t he s y s t em equ ipment ,l o c al geograph i c and c l imat e co ndi t i ons ,bui l ding c ool ing l oad f eat u r es ,et c .,and f or es ees i t s appro ac hi ng appl i c at ion in Chi na .Keywords f re e c ool i ng ,ai r c o ndit io ning ,c ool ing t owe r ☆马最良,1940年7月生,大学,教授150008哈尔滨市海河路202号哈建大797信箱(0451)6282346收稿日期:1997-03-311 引言冷却塔供冷是国外近年来发展较快的技术,因其具有显著的经济性而日益得到人们的广泛关注,并已成为国外空调设备厂家推荐的系统形式[1]。
冷却塔的作用及工作原理
冷却塔的作用及工作原理一、冷却塔的作用冷却塔是一种用于冷却工业设备和发电厂的重要设备，其作用是将热水冷却并重新循环使用。
冷却塔可以有效地将高温热水散热，将水温降低到合适的工作温度，以确保设备和系统的正常运行。
具体来说，冷却塔的作用包括以下几个方面：1.散热：冷却塔通过将热水喷洒到填料层，并利用大量空气对水进行强制冷却，从而将热能转移给空气，使水的温度降低。
2.热回收：冷却塔在冷却过程中，可以将热水中的热能回收利用，例如用于加热建筑物或提供其他热能需求。
3.消除烟雾：工业设备和发电厂常常会排放一些烟雾和废气，冷却塔可以将这些废气和烟雾冷却并净化，减少对环境的污染。
4.节能降耗：通过冷却塔对热水进行循环利用，可以减少水资源的消耗，并降低能源的使用量，达到节能减排的目的。
二、冷却塔的工作原理冷却塔的工作原理涉及水汽化和传热两个过程，主要包括以下几个部分：1. 水循环系统冷却塔的水循环系统是冷却塔的核心部分，包括进水口、水箱、泵、喷淋系统和集水系统等。
•进水口：将热水从设备中引入冷却塔。
•水箱：用于存放热水，并通过泵将水送入喷淋系统。
•泵：通过泵的作用，将热水从水箱送至喷淋系统。
•喷淋系统：将热水均匀地喷洒到冷却塔填料层上。
•集水系统：收集下降的水而重新送回水箱，以实现循环利用。
2. 填料层填料层是冷却塔中的关键部分，通过增加水的表面积，提供更多的接触面，加速水的气化和散热过程。
填料层通常由一些互相交错的塔板或填料块组成，例如浸渍塔板、波纹填料、翅片填料等。
这些填料均具有较大的表面积和通道空隙，可增加水与空气的接触面积，促进水的蒸发和热量的传递。
3. 空气传热系统空气传热系统由风机和外部空气组成。
风机通过吸入外部空气，加速空气与喷洒下来的水之间的接触，从而加快水的蒸发和热量的传递。
风机将外部空气吹入塔底，并经过填料层，与喷洒下来的热水发生反应，从而带走热量。
同时，风机也会排出一部分蒸汽和湿空气，通过冷却塔的顶部进行排放。
矿井降温论文——冷却塔供冷技术
中国矿业大学2016级硕士研究生课程考试试卷考试科目矿井降温考试时间2017.06学生姓名周桂平学号TS16120099P3TM所在院系安全工程学院任课教师菅从光中国矿业大学研究生院培养管理处印制冷却塔供冷技术摘要：本文先通过对冷却塔的基本工作原理、分类及组成等基础知识进行了介绍，从而进一步对冷却塔供冷系统的原理、系统形式及其经济性影响因素进行说明，并展望了这一技术在中国的应用前景。
关键词：冷却塔；冷却塔供冷；直接供冷；间接供冷；Abstract:This article first through the basic knowledge about the basic principle, classification and composition of cooling tower are introduced and the principle, system factors and economic impact so as to form for further cooling system for cooling tower is described, and the application prospect of this technology in the China.Keywords:Cooling tower；Cooling tower system;Direct cooling；Indirect cooling；一、引言水是人类生存与发展的生命线，是国民经济与生态环境的命脉，是实现可持续发展的重要物质基础。
我国是一个淡水资源严重缺乏的国家，总贮量居世界第五位。
人均拥有量为美国的5/1，日本的2/1，世界人均的4/1，而且分布很不平衡，不少城市和地区发生过水荒。
由于工业高速发展，一方面大量消耗淡水，一方面又大量排放废水，不仅破坏了生态平衡而且污染了环境。
城市是用水大户，占到总用水量的%%70，工业企业又是城市的用水大户，占了城市用水量的~8080~%70，而工业用水中又有%70为冷却用水，可以循环冷却重复使用，%%80~所以采用循环冷却水系统是节约用水措施的重中之重。
137冷季冷却塔供冷技术正文
冷季冷却塔供冷技术机械工业第五设计研究院国际所宗立昌蒋树楠刘炳南摘要冷季需供冷的空调和工艺冷却系统，利用冷却塔代替制冷机供冷是利用可再生能源以降低人工能源损耗的好办法，具有明显的节能效果。
本文对这项技术的运用作了全面分析阐述，并结合工程实例概略说明其节能效果。
关键词冷季冷却塔供冷1 我国能源消耗巨大，能源需求已成为我国经济持续快速协调健康发展的严重制约因素。
当前社会普遍存在的能源粗放型利用和能源利用率偏低已是不争的事实。
由于我国是能源和资源相对短缺的发展中大国，能源问题不仅是经济和社会发展的重要问题，而且已对国家安全产生了极为不利的影响。
抓紧解决我国能源问题已经是国家和社会迫不及待的要求。
解决能源问题一靠开源，二靠节流，需要国家战略、国家计划和国家调控的有利支撑。
党和政府已经开始并将继续采取许多重大措施，其中有大量技术开发、技术创新、技术评估和技术推广工作需加紧进行。
冷季利用冷却塔冷却水作冷源代替制冷机制冷的节能技术(以下简称为“冷却塔供冷技术)在工程实践中是一项可行的节能技术，应该研究推广。
这里讲的冷季主要是指冬季，同时也包括秋末、冬初一段时日，就是说冷季应该比冬季的时段更长一些。
这项技术是在一定室外气象条件下，利用室外大气做冷源，因此应该属于可再生能源利用范畴，所以亦可称为利用可再生能源的节能技术。
其可行性分析简述如下：（1）工程上应用的水冷冷水机组供冷的空调系统，其冷冻水温度通常为7～12℃，许多空调厂房内的工艺冷却系统冷却水温度，除极个别情况也按此温度设定，例如许多电子行业就是如此。
从理论上讲，在一定的室外气象条件下，来自冷却塔的水温在接近或低于7℃的条件下，利用冷却塔的冷却水代替制冷机作为冷源应该是可能的；（2）水冷冷水机组构成的完善的冷冻水系统中，冷却塔提供的冷却散热量通常应大于空调和工艺冷却的冷负荷，所以冷季在适宜的室外气象条件下，由冷却塔冷却水供冷在量上应该能够满足补偿冷负荷要求；（3）冷却塔提供的冷却散热量包括冷却水与空气换热的冷却显热量，也包括冷却水蒸发带走的潜热散热量，在炎热夏季温度和相对湿度比较高的条件下，冷却塔的冷却量能够满足水冷冷水机组生产一定冷量的要求，那么在冷季室外气温和相对湿度都比较低的条件下，由冷却塔冷却水作冷源应该是可靠的；（4）对于均由水冷冷水机组作统一冷源的空调和工艺冷却系统，其最大冷负荷发生在炎热的夏季，这个季节空气温度和相对湿度都较高，到了冷季，其冷负荷会明显低于其最大冷负荷，这样的条件下还存在适当提高冷冻水供水温度的可能性，一方面供冷量可以小一些，另一方面冷冻水供水温度可以适当高一些，这均为冷季利用冷却塔冷却水作冷源，代替冷冻机制冷提供了更为有利的条件；（5）在我国按地区气候条件划分的建筑热工设计分区有五个，即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、温和地区和夏热冬暖地区，各区域的气候条件均不相同。
冬季冷却塔供冷系统设计应用
冬季冷却塔供冷系统设计应用作者：余松钟利锋来源：《城市建设理论研究》2013年第32期摘要为节约行成本，降低能耗。
在冷却水系统设计中，冬季利用冷却塔冷却水冷源代替制冷机制冷，实现关闭制冷机的条件下为工艺设备供冷。
在某工程项目中，根据业主要求和暖通专业的配合讨论，在本项目的厂房1500m3/h（300*5）的冷却水系统设计中增加了冬季制冷的设计内容。
关键字冷却塔；冬季供冷；节能。
中图分类号： TE08 文献标识码： AAbstrct In order to reduce engergy consumption and operation cost, in cooling water system design, Utilizing cooling water from cooling tower substitute chilled water for process equipment cooling. Thus realize the turn-off of the chiller in winter season. I n one project, according to owner’s requirement and HVAC engineer cooperation, add winter-cooling system in the 1500m3/h（300*5）cooling water system in the production building.Key words Cooling tower; Winter-cooling; engergy saving.1 冷却塔供冷原理一般空调工程中，冷水机组的冷水供水温度不低于5℃，常为7℃。
在冬季，当室外空气湿球温度达到一定条件时，经冷却塔的冷却水出水温度就可达设备末端冷水供水温度的要求。
所以冷却塔供冷系统就是指在原有常规空调水系统基础上增设部分管路和设备，当冬季室外空气湿球温度达到特定值时，关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环，冷却水直接或间接向设备末端供冷，提供设备所需要的冷负荷，从而达到节能的目的[1]。
冷却塔供冷在合肥地区商业综合体中的应用分析
Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｚ Ｈ Ｕ Ｊ Ｉ Ｅ Ｎ Ｅ Ｎ Ｇ《工程与建设》 ２０１８年第３２卷第１期１１９ 收稿日期：２０１７－１２－２７；修改日期：２０１８－１－１０作者简介：项素园（１９８４－），女，安徽池州人，合肥万科置业有限公司助理工程师．冷却塔供冷在合肥地区商业综合体中的应用分析项素园（合肥万科置业有限公司，安徽合肥 ２３０００１）摘 要：简要介绍了冷却塔供冷的原理和应用形式，通过对冷却塔的换热机理分析，提出冷却塔供冷是否适用的判定条件及其切换温度的确定原则。
结合合肥地区某商业综合体的实际案例，对冷却塔供冷方案的节能效果进行了经济性分析并提出设计运行时需注意的问题。
关键词：冷却塔供冷；冬季；商业综合体；节能中图分类号：ＴＵ２７９．７＋４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－５７８１（２０１８）０１－０１１９－０３ 冷却塔的工作过程是将水喷撒至塔内填料表面，利用风扇进行强迫对流，空气与水进行充分的热质交换使水温降低。
冷却塔供冷即是在冬季或过渡季节，当室外空气湿球温度达到一定条件时，冷却塔的冷却水出水温度就可达设备末端冷水供水温度的要求。
所以冷却塔供冷系统就是指在原有常规空调水系统基础上增设部分管路和设备，当冬季室外空气湿球温度达到特定值时，关闭冷水机组，采用低温冷却水直接或间接向空调末端供冷，从而达到节能的目的［１－４］。
１ 冷却塔供冷的几种主要形式１．１ 冷却塔直接供冷冷却塔直接供冷是指将冷却塔制得的低温冷却水直接提供给风机盘管或空调水系统末端去吸收室内空气热量，在采用冷却塔直接供冷系统时必须要考虑水质及其处理问题。
冷却塔直接供冷主要又分为开式冷却塔过滤直接供冷（图１）和闭式冷却塔直接供冷（图２）两种形式。
采用闭式冷却塔供冷可以保证循环冷却水的水质，使得冷却水可直接进入设备末端而不存在水处理的问题。
但是与开式冷却塔相比，其冷却效率较低，减少了冷却塔供冷时间，降低了系统的节能效果；如采用开式冷却塔，冷却水直接暴露在空气中，水质无法保证，需要在管路中设置过滤和水处理设备，过滤设备阻力较大，导致运行费用增加［５］。
冷却塔供冷在地铁工程中应用的可行性
可提供的冷水温度 t′ 2 也足够低 , 使得室内盘管的换热 能力大于等于室内余热时即可采用冷却塔供冷 。 3 地铁空调负荷特点 一种系统是否适用于某一工程 , 应结合该工程特 点具体分析 。通常把典型的地铁地下车站空调系统分 为大系统和小系统两部分 ,前者指乘客乘降区域 , 即公 共区的空调 ;后者指地铁车站的设备及管理用房区域 的空调系统 。 3 11 车站大系统 车站大系统为典型的舒适性空调 , 主要目的在于 为乘客提供由室外到乘车这一段时间内的过渡性舒适 环境 。典型地下车站公共区夏季空调冷负荷约 600 ～ 900 kW , 主要由设备 、 照明 、 人员及新风负 荷等组成 。 其中设备及照明发热量约占总冷负荷的 40% ～50% , 人员散热量 (全热 ) 约占 20% ～ 30% , 新风负荷约占 30% ～ 40% , 且设备及照明发热量基本稳定 , 人员散 热、 散湿量以及新风负荷逐时变化 , 一年之内也随季节 有较大变化 。典 型站空调 送风 量约 80 000 ～ 120 000 m3 / h。车站大系统每天按地铁运行时段运行 18 h 左 右 , 四季均需运行 : 夏季为小新风空调 , 过渡季为全新 风空调 ,冬季按通风工况运行 。 3 12 车站小系统 小系统空调负荷有以下特点 : ( 1 )运行时间不同 ,管理类用房每天运行 18 h, 设 备用房则需全天运行 ; ( 2 )负荷以显热为主 , 热湿比线较陡 (尤其是设备 用房 ) ; ( 3 )设备发热量全年相对稳定 , 空载期 (夜间 ) 比 负载期略低 。 按使用时间 、 房间性质 、 室内设计参数等的不同 , 可将设备 、 管理用房分为 6类 (表 1 ) 。
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冷却塔供冷技术的应用
随着我国城市建设的发展，大型建筑、高层建筑、超高层建筑的数量迅速增长，目前很多进深较大的建筑物均区分内、外区，这类建筑物存在着大面积的内区（无外围结构和传热负荷），内区中有人员、照明设备的散热，并常有电脑和其他具有高显热的电气设备（如传真机、复印机等）散热形成冷负荷，因此内区往往需要全年供冷以维持舒适的室内环境温度。
对于除夏季仍需供冷的建筑物来说，可以在过渡季节和冬季利用室外的自然冷源来实现对室内的供冷，避免开启制冷机组以节省空调系统的耗电量，这就需要使用到冷却塔供冷技术。
2005年7月1日实施的GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》第5.4.13条明确提出，对冬季或过渡季存在一定量供冷需求的建筑，经技术经济分析合理时应利用冷却塔提供空气调节冷水。
冷却塔提供空气调节冷水是指在原有常规空调水系统基础上增设部分管路和设备，当室外空气湿球温度达到一定条件时，可以关闭水冷式制冷机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑物空调所需的冷负荷，这就是冷却塔供冷技术。
在本人实施的沈阳中街大悦城商场，由于内区有大量灯光照射，发热设备多，且人员流动量大，因此设计了一套在过渡季节使用的小型冷冻机组和冷却塔制冷系统，冷负荷为2100KW。
本人在理解冷却塔供冷的原理，针对过渡季节和冬季的特点，讨论了冷却塔供冷技术的适用条件，提出在完善系统的基础上，增加水箱等辅助设备，防止系统运行时设备及管道内存水结冰，保证系统正常运行。
以开式冷却塔加板换器的间接冷却塔供冷系统为例，该系统的主要用能部件有冷却塔（风机）、冷却水泵、冷冻水泵、末端空气处理设备。
在原有的空调系统中增设了一个热交换器（通常会使用板式换热器）与制冷机组并联，从冷却塔来的冷却水通过板式换热器与封闭的冷冻水循环进行热交换。
这样，冷却水循环与冷冻水循环是两个独立的循环，冷冻水系统和冷却水系统是隔离的，并不直接接触，从而避免了冷冻水管路被污染、腐蚀和堵塞问题。
在冷却水间接供冷系统中多采用板式换热器，是因为板式换热器在中温低压的水循环中是最适用的，体积小、换热能力强，能够最小程度地减小换热温差。
值得一提的是，在系统中还需在室内增加了一个过渡水箱（不会出现冰冻现象）。
这个水箱的功能是当系统停止运行后，冷却塔集水盘及冷却塔至水箱段的水会因重力全部流至该水箱内，避免室外管道存水结冰冻坏管道。
当水泵再次启动时，水箱内的存水又能重复利用于系统循环。
水箱的体积如何确定，下面我们来具体分析下。
水箱的体积由两部分组成，第一部分，因为冷却塔及冷却塔至水箱段内无水，水泵启动瞬间，水箱应有足够水量弥补该部分水体保证出水管的水能流经冷却塔和空管道到达水箱，使系统恢复供水与回水同步的稳定状态，此体积为V1。
第二部分，水泵停止运行后，水箱应有足够空间储存冷却塔及冷却塔至水箱段管道
内存水的体积，此体积为V2。
过渡水箱的总体积应为V=V1+V2。
V1和V2的体积大小是一样的，都是冷却塔存水体积及冷却塔至水箱段管道内存水体积的总和。
以大悦城为例，冷却塔DN300回水管出水口至水箱的高差为h=13米，水平管道长度为L1=12米，冷却塔尺寸L×W×H为5550×3360×3850，集水盘存水深度约为200mm。
冷却塔集水盘体积V塔=L长×W宽×H水高=5.55×3.36×0.2=3.74m3
管道体积V管=管截面积S管×L管=3.14×0.15×0.15×25=1.77m3
V1=V2=V塔+V管=3.74+1.77=5.51m3
因此水箱的有效容积应为V=V1+V2=5.51+5.51=11.02m3，在此选用容积为12m3的水箱，其尺寸L×W×H为2000×2000×3000。
为了保证第一部分水量V1的基本水量，水箱按此水量设置固定补水，补水点的标高H1=V1/水箱截面积S 水箱=5.51÷2÷2=1.38m。
即在水箱的1.38米至1.4米高处设置自来水补水装置，由浮球阀自动控制，而冷却塔就不需要再设置补水装置。
考虑到第二部分的水量太大，且具有瞬时性的特点，因此水箱的泄水存在风险，应将泄水管道直接通过立管接至室外可靠排水点，防止发生冒水事故。
当冬季室外温度低于零度时，系统内的水存在结冰的可能，因此与空气直接接触的设备、管道存在冻坏风险，对系统应增加以下辅助设施：（1）室外管道全部设置电伴热，并加设保温，以防止管道结冰；（2）在冷却塔集水盘内设置电加热器，防止集水盘内水体结冰；（3）系统内加注乙二醇，降低冷却水冰点，防止结冰。
通过此冷却塔供冷技术的应用，合理选用相关辅助设施，保障了环境的舒适，成功解决了内区的散热、外围结冰防护等问题，节约了电能，取得了较好的效果。
冷却塔供冷并不是绝对意义上的免费，因为利用冷却塔产生低温冷却水供入空调系统末端仍需消耗冷却塔、水泵等设备运行消耗电能。
但其避免了开启制冷机组所产生的相对较大的能耗，因此可以相对地将冷却塔供冷视为“免费”的供冷方式。
以沈阳为例，自秋分时节（9月23日）开始，气温基本保持在0℃-15℃左右，早晚温差大。
在每日商业开业前期不开启冷冻机组，而只使用冷却塔加板换系统供冷，待中午气温超过10℃再启用制冷机组。
而当下午气温低于10℃后，停止制冷机组，再启用冷却塔加板换系统供冷。
这样按商场营业11小时计算，启用冷冻机组的时间大致为4小时，启用冷却塔加板换的时间约为7小时。
且随着时间的推移，每日的气温会逐步下降，这样冷却塔供冷就能发挥更大的优势。
以2110KW（600RT）的离心式冷水机组为例，功率为394KW，按每日能少运行制冷机组7小时来计算，则每日能节省的耗电量为394千瓦×7小时=2758（千瓦时），一个月能节省耗电量为82740千瓦时，合计节约电能约68000（商业电费0.83元/度）。
如果是冬季的话，则能节省的耗电量为394千瓦×11小时=4334（千瓦时），一个月能节省耗电量约为130020千瓦时，合计节约电能约108000（商
业电费0.83元/度）。
在我国，适合于冷却塔供冷技术条件的大型超市、商场、办公建筑、具有高显热的大中型计算机房、要求空调系统全年供冷的建筑越来越多，这为冷却塔供冷技术在我国的应用与推广提供了机遇。