冷却塔能效对比分析
《2024年数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》范文
《数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》篇一一、引言随着信息技术的迅猛发展,数据中心作为信息存储与处理的枢纽,其运营能耗问题愈发引起业界的广泛关注。
其中,冷却系统的能耗占据数据中心总能耗的相当一部分比例。
为寻求更加环保与高效的冷却方式,越来越多的数据中心开始尝试采用冷却塔间接自然冷却技术。
本文将对这一技术进行深入的能耗分析,探讨其优势与局限性。
二、数据中心现状与挑战数据中心为保持设备正常运行,需确保服务器和机房温度在特定范围内。
传统上,数据中心的冷却方式大多依赖机械制冷系统,消耗大量电能。
而随着信息技术的不断发展,数据中心的规模不断扩大,运营成本及能耗问题愈显突出。
为此,寻求更高效的冷却技术,降低能耗成本成为行业迫切的需求。
三、冷却塔间接自然冷却技术冷却塔间接自然冷却技术是一种利用自然冷源对数据中心进行冷却的技术。
该技术通过冷却塔将外部的空气进行降温处理后,再通过热交换器将冷量传递给数据中心内部的热空气,从而实现降温目的。
相较于传统的机械制冷系统,该技术利用自然冷源,无需额外的电力驱动制冷系统运行,因此能够显著降低能耗。
四、能耗分析(一)节能效果显著采用冷却塔间接自然冷却技术后,数据中心的冷却系统能够在气候较为凉爽的时段充分利用自然冷源,大幅降低电能的消耗。
据研究显示,相较于传统的机械制冷系统,该技术能节省约XX%的能耗。
特别是在气候凉爽的地区,节能效果更为明显。
(二)受气候条件限制尽管冷却塔间接自然冷却技术能够显著降低能耗,但其运行效果受气候条件影响较大。
在高温、高湿等环境下,仅依赖自然冷源可能无法满足数据中心的冷却需求。
因此,该技术在气候条件较恶劣的地区可能效果不佳。
(三)初始投资成本较高采用该技术需要配置相应的冷却塔及热交换器等设备,初期投资成本相对较高。
然而,从长远来看,由于运行能耗的大幅降低,该投资在短时间内即可得到回报。
此外,随着技术的进步和规模化应用,设备的成本也在逐渐降低。
《2024年数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》范文
《数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,数据中心作为存储和处理海量数据的场所,其能耗问题日益突出。
在数据中心的冷却系统中,传统的机械制冷方式能耗巨大,对环境造成压力。
因此,寻找高效、环保的冷却技术成为数据中心运营的重要课题。
其中,冷却塔间接自然冷却技术因其低能耗、高效率的特点,正逐渐成为数据中心冷却系统的优选方案。
本文将对数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗进行分析。
二、冷却塔间接自然冷却技术概述冷却塔间接自然冷却技术是一种利用自然冷源,通过间接换热方式对数据中心进行冷却的技术。
该技术利用夜间或气候较为凉爽时的自然冷源,通过冷却塔和间接换热设备,将自然冷源传递给数据中心,从而实现降低数据中心温度的目的。
三、能耗分析1. 能耗构成数据中心的能耗主要由IT设备能耗、制冷系统能耗、照明系统能耗等构成。
其中,制冷系统能耗在数据中心总能耗中占比较大。
采用冷却塔间接自然冷却技术后,制冷系统的能耗将得到显著降低。
2. 节能原理(1)时间利用:冷却塔间接自然冷却技术主要在夜间或气候较为凉爽时运行,有效利用了自然冷源,减少了制冷系统在低负荷时的运行时间。
(2)换热效率:通过间接换热设备,将自然冷源传递给数据中心,提高了换热效率,降低了制冷系统的能耗。
(3)维护成本:相比传统机械制冷方式,冷却塔间接自然冷却技术的维护成本较低,长期运行可节约大量维修费用。
3. 数据分析与比较为更直观地展示冷却塔间接自然冷却技术的节能效果,我们选取了某数据中心在采用该技术和传统机械制冷方式下的能耗数据进行了比较。
经过数据分析,发现采用冷却塔间接自然冷却技术后,数据中心的制冷系统能耗降低了XX%,同时IT设备的运行效率也得到了提高。
四、结论与建议通过本文通过对数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析,得出以下结论:采用冷却塔间接自然冷却技术,能够有效降低数据中心的能耗,尤其是制冷系统的能耗。
大循环水水冷却塔降温效果差的分析报告
大循环水冷却塔降温效果差的分析报告原80万吨大循环水泵房采纳两台F=1500m2双曲线自然通风冷却塔进行环水降温,寻坏水基本能保证氧化铝生产。
今年增加50万吨后,新增一台同型号冷却塔。
从50万吨投产后运行效果看,循环上水温度比去年同期平均高2C,水温高对氧化铝生产影响大。
经过调研,我们认为:1、冷却塔部分结构不完好,淋水系统堵塞严峻。
冷却塔是采用水与空气流淌接触后进行冷热交换产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理降低水温的。
冷却塔淋水系统由水泥格网填料、收水器、布水渠和喷头组成。
其中格网板填料是冷却塔内水、气两相进行传热、传质的效能核心,是影响冷却塔热力性能的主要组件。
其作用是将配水系统溅落下来的热水形成水膜或细小水滴,以增大水和空气接触面积并延长水在塔中的流程,制造良好的传热传质条件。
80万吨冷却塔自2004年投产以来,为保证降温效果,分厂、车间克服重重困难,定期对布水渠、塔盆进行清理,溅水盘、收水器进行更换。
但自投运以来,水泥格网填料从未进行大修更换,两台冷却塔水泥格网填料结垢堵塞严峻,填料阻力加大,空气流淌受阻,进风量下降,严峻影响了冷却塔的降温效果;此外部分布水渠沉积结垢、喷头堵塞,加剧了布水不匀称,恶化了冷却效果。
2、悬浮物含量高淋水系统堵塞结垢的主要缘由是循环水中悬浮物含量高。
目前,整个循环水系统在循环过程中,不时有工艺物料污染,不断有悬浮物排入系统,但是,在循环水站没有去除悬浮物的手段,不能把悬浮物从水中准时分别出来。
例如:塔盆高度2米,2个月淤泥达到1米多深。
循环水中的悬浮物不断增加,结垢速度不断加快。
化验显示:悬浮含量2400mg∕l,max2500mg∕l,原设计指标W200mg/lo今年7月全月平均为551mg∕l,2022年7月全月平均为314mg∕l,平均高出137mg∕l o 冷却塔主要是靠蒸发带走大量热量来达到降温效果的,循环回水中悬浮物含量越高,热传递效率越低,这也是降温效果差的一个因素。
冷却塔能效对比分析
JSGB 水量(m3/h) 长度mm 宽度mm 高度mm 管径 (mm) 管径 (mm) 水压(MPa) 净重(kg) 重量(kg) db
100F
100
3200 3200 5500
150
150
0.12~0.15
1450
3050
40
150F
150
4000 4000 5500
200
200F
200
4500 4500 5500
250
0.12~0.15
2900
5560
45
300
0.12~0.15
3400
6000
50
300
0.12~0.15
4800
8800
50
500
0.12~0.15
6800
13200
55
500
0.12~0.15
9600
18360
55
650
0.12~0.15
15300
29700
60
其他 1、300m³/h以上塔型均可采用单元塔型组合布置,可做方形布置,也可做长方形布置。 型号 2、1000m³/h以上塔型,采用单元塔型组合布置,例如4000m³/h塔型,采用16组250m³/h单元塔组合布置。
冷却塔只改造了一半,就能够满足工艺要求
如何选择高效冷却塔?
智能变频冷却塔
适合冷负荷变化频繁工况; 配合智能变频水泵,热水
上塔后零扬程,可实现冷 却水泵能耗最低; 水 流 量 15%-100% 区 间 , 可智能无极调节,控制逼 近度最小,风机能耗最小。
射流喷雾冷却塔
适合冷负荷相对稳定工况; 配合智能变频水泵,可自
冷却塔水泵电动机双速改造能效分析
按 照低碳 发 展 、 态环 保要求 , 司致 力建设 绿 生 公 色钢 铁 主题公 园 大力推 进先 进技 术运用 , 少污染 减 物排放 发展 循环 经济 , 各项 节 能环保 投入 占总投人 的 3% 2 1 年 吨钢综 合 能耗 达到 60kc/, 工 0 00 5 ge 各 t 序 能 耗 均达 到 国家 限额标 准 截止 到 2 1 年 6 吨 O0 月 钢 综 合 能 耗 已经 累 计 下 降 2%左 右 到 2 l  ̄ 3 OO 完 成 中天 钢 铁 规 划 的 在 “ 十一 五 ’ 间吨 钢 综 合 能 ’ 期
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凝 汽器效 率 , 宜投入 胶球 清洗 装置 。
( )因为循 环 水泵 在低 速 运行 时会 使循 环 水扬 3 程 偏低 , 可能 造 成发 电机 氢 冷 器 中的 冷却 水 流 量下
行检 查 , 析 可 能是 由于上 轴 承原 装 测 温元 件损 坏 分
网对 外 供 热 , 满足 一 部分 生产 用 电 , 减少 外 购 电量 ;
到烧 结 机 上 , 热 源用 于烧 结 、 火 或 者 预 热 混合 将 点 料 , 现 热 能 的综 合 利 用 , “ 结 矿 显 热 回 收技 实 即 烧 术 ” 目前 已建 成 烧 结 余 热 回收 利 用 发 电 机组 , 。 且
冷却塔效率分析报告
冷却塔效率分析报告引言冷却塔是工业生产过程中常用的设备,用于从加热的流体中去除热量。
冷却塔的效率对于保持系统稳定和节约能源至关重要。
本报告旨在分析冷却塔的效率,并提出改进建议。
背景冷却塔是一种热交换设备,通过蒸发水的形式将热量从加热的流体中传递给环境。
冷却塔的主要组成部分包括填料、水泵、风机和喷淋系统。
冷却塔效率的计算通常基于冷却水进出温度差、冷却水流量和冷却塔的设计参数。
方法为了分析冷却塔的效率,我们采用以下步骤:1.收集冷却塔的运行数据,包括冷却水进出温度差、冷却水流量和冷却塔的设计参数。
2.根据收集到的数据计算冷却塔的热负荷,即加热流体中传递给冷却水的热量。
3.根据冷却塔的设计参数和运行数据计算冷却塔的理论效率。
4.比较冷却塔的实际效率和理论效率,以评估冷却塔的性能。
结果根据我们的分析,冷却塔的实际效率通常低于理论效率。
这是由于以下几个原因:1.填料堵塞:填料是冷却塔中的关键部分,用于增加冷却水与热流体之间的接触面积,从而提高热量传递效率。
然而,填料在使用一段时间后容易被污染物堵塞,导致流体通道变窄,进而降低了冷却塔的效率。
2.水泵效率:水泵的效率对冷却塔的性能有着直接影响。
低效的水泵将导致冷却水流量减少,从而降低了冷却塔的热负荷。
3.风机效率:风机用于引入空气,加速水的蒸发和散热。
然而,风机的效率也会随着使用时间的增加而下降,导致冷却塔的效率降低。
改进建议为了提高冷却塔的效率,我们建议采取以下措施:1.定期清洗填料:定期检查和清洗冷却塔的填料,以去除堵塞物,保持流通通道畅通。
2.更新水泵:根据需求选择高效水泵,并定期检查和维护水泵的性能,确保其正常运行。
3.定期清洗风机:定期检查和清洗冷却塔的风机,以确保其正常运行并提供足够的风量。
结论通过分析冷却塔的效率,我们发现冷却塔的实际效率通常低于理论效率。
这是由于填料堵塞、水泵效率和风机效率等因素的影响。
通过定期清洗填料、更新水泵和定期清洗风机等改进措施,可以提高冷却塔的效率,从而实现能源的节约和系统稳定运行。
冷却塔的分类和性能比较
冷却塔的分类和性能比较干燥低熔值的空气经过风机的抽动后,自进风网处进入冷却塔内;饱和蒸汽压力大的高源水分子向压力低的空气流动,湿热高熔值的水自播水系统洒人塔内。
当水滴和空气接触时,方面由于空气与水的直接传热,另一方面由于水蒸气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,蒸发吸热带走热量,从而达到降温之目的。
干燥低熔值的空气经过风机的抽动后,自进风网处进入冷却塔内;饱和蒸汽压力大的高源水分子向压力低的空气流动,湿热高熔值的水自播水系统洒人塔内。
当水滴和空气接触时,方面由于空气与水的直接传热,另一方面由于水蒸气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,蒸发吸热带走热量,从而达到降温之目的。
冷却塔的分类(1)按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔和混合通风冷却塔。
(2)按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔和干湿式冷却塔(3)按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流(交流)式冷却塔、混流式冷却塔是数据中心常见的分类方式,如图 3-1,图 3-2 所示。
(4)按系统结构形式分为开式冷却塔和闭式冷却塔,也是数据中心常见分类方式。
1) 开式冷却塔与闭式冷却塔的区别开式冷却塔的冷却原理就是,通过将循环水以喷雾方式,喷淋到玻璃纤维的填料上,通过水与空气的接触,达到换热;再有风机带动塔内气流循环,将与水换热后的热气流带出,从而达到冷却。
此种冷却方式,前期的投入比较的少,但是运营成本较高(水耗、电耗)。
闭式冷却塔的冷却原理简单来说是两个循环:一个内循环、一个外循环。
没有填料,主核心部分为紫铜管表冷器。
1、内循环:与对象设备对接,构成一个封闭式的循环系统(循环介质为软水)。
为对象设备进行冷却,将对象设备中的热量带出到冷却机组。
2、外循环:在冷却塔中,为冷却塔本身进行降温。
不与内循环水相接触,只是通过冷却塔内的紫铜管表冷器进行换热散热。
在此种冷却方式下,通过自动控制,根据水温设置电动机的运行。
冷却塔的性能评价
冷却塔性能的评价通过冷却塔验收试验或性能试验整理出结果,应对该冷却塔的性能作出评价。
评价的指标,决定于所采用的评价方法,有以冷却出水温度2t ,或以冷却能力η (实测经修正后的气水比与设计时气水比的比值)作为评价指标,也有用其它的评价指标。
下面介绍几种目前国内外常用的冷却塔性能评价方法。
1.按计算冷却水温评价根据冷却数方程式表示的热力特性和阻力特性,可以综合计算得到设计或其它条件下的冷却水温2t 。
根据设计条件及实测的热力、阻力特性,计算出冷却水温2t ,与设计的2t 进行比较,如前者的2t 值等于或低于后者的2t 值,则该冷却塔的冷却效果达到或优于设计值。
2.按实测冷却水温评价通过验收试验,测得一组工况条件下的出塔冷却水温2t ,由于试验条件与设计条件的差异,需通过换算方可比较,其比较的方法是:将实测的工况条件代入设计时提供的()t q f t ∆ϕϑ=,,,112性能曲线或设计采用的计算方法和公式,计算出冷却水温2t ,如果比实测的2t 高,则说明新建或改建的冷却塔实际冷却效果要比设计的好,反之则说明冷却塔效果差。
这种用实测冷却水温的评价方法,计算简便,评价结果直感,试验时不需测量进塔风量,易保证测试结果的精度,但需设计单位提供一套()t q f t ∆ϕϑ=,,,112性能曲线(操作曲线)或计算公式。
3.特性曲线评价法 3.1性能评价应用公式ctd d c G Q Q Q λ==η1式中η——实测冷却能力;c Q ——修正到设计条件下的冷却水量(h kg /);d Q ——设计冷却水量(h kg /); t G ——试验条件下的实测风量(h kg /); c λ——修正到设计工况条件下的气水比,由于试验条件与设计条件存在差异,故需将试验条件下所测之数据,修正到设计条件下进行评价。
3.2设计工况点的决定在作设计时,根据选定的塔型及淋水填料,可获得该冷却塔的热力特性mA λ=Ω,在双对数坐标纸上便可获得一条()λ=Ωf 的设计特性曲线,如下图中直线1。
三种冷却塔的比较与选用
三种冷却塔的比较与选用2.1风机的大直径节能化冷却塔的大型化可以减少占地、节约投资,同时减少了维护工作量,降低了维护费用,这在业内已是共识。
当冷却塔的大小确定后,在不影响塔的技术性能的条件下,应选择较大直径的风机,这是因为:在风量相同时,风机直径越大,风机出口空气动压越小,减少了系统的动压损失,从而达到了节能降耗的目的。
举例来说,在洞庭湖氮肥厂项目中,最初,风机有两种设计方案:①直径Φ9.14 m,风量323×104 m3/h,全压203 Pa,动压112.2 Pa,所需轴功率212 kW;②直径Φ10.06 m,风量323×104 m3/h,全压167.2 Pa,动压76.45 Pa,所需轴功率174 kW。
最终选用了Φ10.06 m风机,风机动压减小了35.75 Pa,功率消耗减少了38 kW,起到了良好的节能作用。
2.2提高风机效率,做好机塔匹配冷却塔风机的选型关系到冷却塔的效率、系统能耗、管理维护及噪声影响等。
正确选择配套风机已成为冷却塔成功设计的标志之一。
以往在冷却塔风机的选取上,存在两个方面的问题,一方面是根据冷却塔要求的风量和风压,按风机厂家提供的风机性能曲线进行选型,首要考虑的是风机的风量、风压能否满足要求,风机的效率次之。
另一方面,冷却塔设计时的风量和风压,都留有一定量的裕度,裕度的大小因设计者的习惯和经验而异,这就造成风机实际塔内的工作点与理论选型时的工作点出现偏离,风机的效率点也随之偏离,甚至下降。
以常用的Φ8.0~Φ8.53 m风机为例,一般轴功率为135 kW左右,如果风机效率点下降3%,每年按运行360 d计,一台风机年增加电能损耗34 992 kW〃h。
因此,一旦出现机塔选型和匹配不好,将使风机在较低的效率下运行,增加了功耗。
为了避免上述问题的发生,设计院、冷却塔厂家和风机厂家三方有必要进行一些有益的探索和试验,加强合作和交流,找出机塔匹配的一般规律,并在今后的应用中形成设计选型的行业规范。
冷却塔的能效限定值及能效等级
冷却塔的能效限定值及能效等级
冷却塔的能效限定值和能效等级是针对不同类型冷却塔的能效要求和评估标准。
对于中小型开式冷却塔,能效限定值是根据耗电比进行划分的。
具体来说,《机械通风冷却塔第1部分:中小型开式冷却塔》GB/T7190.1-2018将能效限定值分为5级,从A级到E级,A级能效最高,E级能效最低。
对于大型开式冷却塔,根据《机械通风冷却塔第2部分:大型开式冷却塔》GB/T7190.2-2018,能效限定值同样是根据耗电比进行划分的,也分为5级,从
A级到E级,A级能效最高,E级能效最低。
对于闭式冷却塔,根据《机械通风冷却塔第3部分:闭式冷却塔》GB/T7190.3-2019,能效限定值则是根据能耗比进行划分的,同样分为5级,从
A级到E级,A级能效最高,E级能效最低。
这些能效等级的设定是为了保证不同冷却塔在运行过程中的能源利用效率符合国家标准和要求,有助于降低能源消耗和减少对环境的影响。
在购买和使用冷却塔时,可以根据实际需求和能效等级来选择合适的冷却塔类型。
无风冷却塔综合运行能耗分析
无风冷却塔综合运行能耗分析无风冷却塔是一种高效节能的空气冷却系统,它主要由散热器、风机、水泵、水箱等组成。
相较于传统的风机冷却系统,无风冷却塔通过添加适量的水分子到空气中,使得空气中的水分子蒸发所需的能量从周围环境中吸收,达到降低空气温度的效果,同时还可以有效地减少水资源的消耗。
本文将针对无风冷却塔的综合运行能耗进行分析,并探讨如何有效地提高系统的能源利用率。
一、无风冷却塔综合运行能耗的构成无风冷却塔的运行能耗主要由以下几个方面构成:1. 风机能耗:无风冷却塔的风机需要提供足够的气流和压力,以便将热量传递给水分子并将它们带到冷却塔的另一侧。
因此,风机的能源消耗是系统运行中最主要的能源消耗之一。
2. 水泵能耗:水泵是无风冷却塔的核心组件之一,它负责将水从水箱中抽出并将其输送到散热器中。
根据输送的水量和压力不同,水泵的能耗也会有所不同。
3. 冷水机组能耗:无风冷却塔配套的冷水机组是用来冷却水的,通常有蒸发式冷水机组和空气冷却式冷水机组两种。
无论使用哪种冷水机组,都需要消耗相应的能源。
4. 其他能耗:无风冷却塔的其他组件如水箱、管道、散热器等都需要相应的能源支持其运行。
二、如何降低无风冷却塔的运行能耗在现代工业生产过程中,消耗大量能源的设备和系统已经成为了主要的生产环节之一。
为了降低运行成本和保护环境,必须采取有效的措施来减少耗能量或提高能源利用效率。
以下是几种降低无风冷却塔的运行能耗的方法:1. 优化无风冷却塔的风机系统风机是无风冷却塔中占用能耗最多的设备,其转速影响着风机的能耗。
合理控制风机的转速,并采取一些优化措施如增加风机的扇叶数、改变扇叶的形状和大小等,可有效降低风机的能源消耗。
2. 优化水泵系统水泵系统是无风冷却塔中另一项重要的能源消耗之一。
通过合理的泵与阀门组合和调整泵的运行时长、流量等参数,可以有效降低水泵的能耗。
3. 优化冷水机组系统冷水机组也是无风冷却塔中的重要能耗组件。
采用适当的控制策略,如合理设置冷水机组的流量和温度,使其在正常工作状态下慢速运行,可有效降低能源消耗。
冷却塔冷却效率评价管理方法
冷却塔冷却效率评价管理方法冷却塔是一种常见的用于降低工业设备或建筑物中热水温度的设备。
冷却效率的评价和管理对于确保设备的正常运行和能效优化至关重要。
本文将介绍冷却塔冷却效率的评价和管理方法。
一、冷却塔冷却效率的评价冷却塔冷却效率评价的关键指标是热阻。
热阻是指单位时间内冷却塔从冷却水中移除的热量与冷却水温度差之间的比值。
热阻越低,表示冷却塔冷却效率越高。
冷却塔冷却效率的评价可以通过实际的冷却效果和设计效果之间的对比来进行。
具体的评价方法包括以下几个方面:1. 温度差法:测量冷却塔的冷却水进出口温差,从而计算出冷却效率。
这种方法简单直接,但是仅适用于冷却塔冷却水循环量稳定的情况。
2. 热功率法:测量冷却塔冷却水的流量和温差,并计算出冷却塔从冷却水中移除的热量。
利用实际热负荷和设计热负荷进行对比,可以评价冷却效率。
3. 潜热法:利用冷却塔冷却水的规定流量和温差,计算出冷却塔冷却水从冷却器中带走的潜热。
再通过比较实际潜热和设计潜热,可以评价冷却效率。
以上评价方法可以结合使用,综合考虑不同因素评估冷却塔的冷却效率。
二、冷却塔冷却效率的管理冷却塔冷却效率的管理是为了确保冷却塔始终处于高效工作状态,能够满足设备的冷却需求,并同时实现节能减排的目标。
以下是一些常见的冷却塔冷却效率管理的方法:1. 定期检查和维护:及时检查和维护冷却塔的各个部分,包括冷却片、水泵、管道等,确保其正常运行。
如果发现问题,及时进行修复或更换部件。
2. 控制水质:控制冷却水的水质,防止水垢和污垢的形成,以减少冷却塔冷却效率的下降。
可以使用水处理剂,定期清洗和冲洗冷却塔,确保冷却水的质量。
3. 优化水循环系统:设计合理的水循环系统,包括冷却塔的布置、水泵的选择等,以最大程度地提高冷却效率。
减少冷却塔与其他设备之间的管道长度和弯头数量,降低压力损失。
4. 采用节能设备:选择节能的冷却塔和水泵设备,可以有效提高冷却效率。
可以考虑使用变频调速设备,根据实际冷却需求调整水泵的流量,避免过大或过小的运行,达到最佳的能效。
无风冷却塔综合运行能耗分析(1)汇总
无风冷却塔综合运行能耗分析(1)无风冷却塔与机械通风冷却塔相比,噪声小,节省了风机电机的能耗,但无风机冷却塔比机械通风冷却塔的进塔压力高0.10Mpa左右,需水泵提供更多的能量,与节省掉的风机电机能耗相比之后,才能确定是否节能,不能简单地把冷却塔的进塔水压差折算成无风机冷却塔的增加能耗,这是不准确的。
关键词:无风机冷却塔机械通风冷却塔水泵综合能耗0概述冷却塔通过汽水交换把热量带入大气中,是循环冷却水系统的关键设备。
无风机冷却塔(亦称喷雾通风冷却塔、“免风机电机”水力取风冷却塔等)由风筒、收水器、塔体淋水筛网、喷雾装置、进风百叶窗和集水盆组成。
无风机冷却塔喷雾装置是一种射流元件,它取代了传统冷却塔的填料和风机,喷雾装置由旋流雾化喷头、风叶、密封转动机构三大部分组成,利用液压驱动。
低压液流通过旋流雾化喷头形成雾化,喷雾流的反作用推动密封传动机构和风叶作反向旋转,产生由下部吹向雾流的风力,气水比可达1.0~1.3。
雾化水滴与进塔空气在雾化状态下进行热交换,达到预期的降温效果。
从原理上,无风机冷却塔不需填料和风机,节省了风机的电耗,但综合运行电耗仍需进一步测试计算,才能确定无风机冷却塔在何种情况下节约能量。
确定系统的综合电耗,必须对循环冷却却水系统涉及到的素进行逐项分析,比如水泵的选型、水泵电机电耗、冷却塔的放置位置及风机电耗、空调机组的压力损失、循环冷却水管道及阀门的压力损失等。
通常机械通风冷却塔进塔压力求一般在0.05MPa(个别塔型达0.10MPa),无风机冷却塔进塔压力求约0.15MPa左右,就会比机械通风冷却塔高0.10MPa,对循环冷却水系统总的能耗而言,以系统为基础综合各方面的因素进行电能消耗比较。
1 冷却塔的位置及循环冷却水管道的压力损失冷却塔设定放在建筑物的裙房屋面上,循环冷却水管道总长按70m计算,管道局部损失按沿途损失的30%计算。
为了减少管道的损失,建议管径≥DN200,V<2.0m/s;DN100~150,V<1.50m/s。
冷却塔能效限定值、能源效率等级及节能评价值
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水动风机冷却塔分析报告转载
水动风机冷却塔分析报告转载摘要:分析冷却塔进塔水流的能量情况,认为冷却塔进水流的富余能量足够推动风机的运行。
用新型水轮机来取代风叶电机,经试用,当冷却塔进水的富余水头为5-8m时,可以满足推动水轮机的要求。
这种由水轮权推动的风机特别适用于大型冷却塔。
文献标识码:B文章编号:1009-2455(2004)01-0060-02。
冷却塔的热能交换能力主要由气水比来决定,多少质量流量的热水用多少质量流量的空气进行热交换即可实现冷却塔的预期温降。
而空气是不论用什么方法获得,一般常用电机驱动风机获取。
如果改用水轮机来驱动,那么水轮机的轴功率与电机功率相同即可实现。
塔的结构、外形、尺寸、冷却原理都不需改变。
1、水动风机的原理冷却塔的进塔循环水压头一般是5-8m。
由此可推算进冷却塔的水流中具备着水头5-8m乘上相应的进塔水流量的功率。
如100t/h标准塔的能耗为2.2kW左右,即100t/h标准塔所用的风叶的实际轴功率为2.2kW左右,风机效率高的还低于2.2kW,200t/h塔是4.5kW左右,1000t/h是22kW左右,4000t/h是90kW左右,依次类推。
既然现有冷却塔在正常运转情况下的水流中具备着这样的能量,为什么不可以将其利用起来,而白白的浪费掉。
冷却塔的进水压头的要求是根据塔的管路损失、塔的高度和布水的喷射力共同所需的总和来确定。
其中布水的喷射力所需的压头仅0.5-1m就足够了。
这些工作压力来自于循环水泵,水泵的扬程选型计算是冷却塔所处位置的高度、沿程管路损失、弯头、阀门的阻力,以及用水设备阻力的总和。
泵的流量口是按冷却塔公称名义匹配的,如100t/h塔即匹配100t/h泵,500t/h即匹配500t/h泵。
泵的扬程乘上流量即为水流所具备的功率,进塔水的压头是总扬程减去供水系统阻力损失以后所剩下的5-8m。
这宝贵的5-8m,大有文章可做。
把它先通过水轮机而获得输出功率来驱动风机,可以完全省去风机电机。
闭式冷却塔与开式冷却塔的优缺点对比
闭式冷却塔与开式冷却塔的优缺点对比闭式冷却塔与开式冷却塔的优缺点对比闭式冷却塔优缺点:1、整个管路系统为封闭式循环,循环水为蒸馏水,管路不结垢、不污染、不腐蚀,增加管路和设备的使用寿命。
2、循环水几乎没有水消耗,开始塔的扑水量为循环水量的1.24%-2%,闭式冷却塔的补水量紧为循环水量的0.1%-0.2%。
3、闭式冷却塔取消了冷水机于开式冷却塔之间的循环水泵,采用较小的冷却循环水泵,电费的节约能达到30%。
4、安装简单,无需开挖地下水池,管道使用方便,由于是密闭式循环,管损小,需要的管路管径相对减小。
5、飘水现象减少,开式冷却塔的飘水率为0.5%左右,闭式冷却塔飘水率下降到0.05%。
闭式塔的缺点:闭式冷却塔造价为开放式塔的数倍。
(但闭式塔具有回收价值,开式冷却塔几乎没有价值)开放式塔优点:1、开塔造价成本比较低,为闭式塔几分之一的价格。
开放式塔缺点:1、需要开挖地下水池,由于水落差和开放式扬程损耗,耗电比闭式塔多,需要配2套水泵,耗电量大。
建议:使用闭式冷却塔1、保护设备的使用寿命,减少设备维护。
2、环保节能,三年内可以节约下闭式塔和开式塔的价格差。
3、闭式塔使用紫铜管做换热器,设备具有保值性冷却塔冷却塔构成部件、使用范围、注意事项及特点闭式冷却塔成套设备由主机、水箱、循环水泵及电控柜等组成。
主机由壳体、换热器、风机、喷淋水泵、收水器、水槽及管路阀门等零部件组成。
工作过程中,冷却介质(软水、油或其他液体)由主循环泵驱动在换热器及需冷却设备之间循环流动,喷淋水均匀地喷洒在换热器上,在换热器外表面形成均匀的水膜,冷空气由塔体下方的进风口进入塔内,与喷淋水逆流经过换热器表面,在此过程中有两种换热方式,即冷空气与冷却介质之间的热传导和喷淋水蒸发吸热的热交换,吸收热量后的饱和热湿空气由风机排至大气中,其余的喷淋水流入塔体下部的水槽,由水泵再输送至喷淋系统。
如此往复,换热器内的冷却介质得到降温冷却。
闭式冷却塔有两种运行模式。
冷却塔热力性能评价方法的对比分析
冷却塔热力性能评价方法的对比分析马麟;赵顺安;章立新【摘要】冷却塔的冷却能力是衡量其性能的重要参数,多数测试标准对冷却能力的评价方法可分为冷却水量法与冷却水温法.本文通过一组实测数据对比分析了冷却水量法与冷却水温法这两种评价方法以及各标准间的差异性及存在问题,得出国内测试标准的冷却水温法评价结果比冷却水量法和美国CTI标准评价结果均偏差约2.3%的结论.并分析出主要原因是标准中设计水温差计算时风量取值为实测风量,为以后标准的修订提供了技术支持.%The cooling ability is one of important parameters to measure the capacity of the cooling tower.Generally speaking,the current cooling ability evaluation method consists of the cooling water yield method and the cooling water temperature method.The study made a comparative analysis of the two kinds of cooling evaluation methods though a group of testing data as well as the distinctions and limitations between the different standards.The result made a conclusion that there exists a 2.3 % deviation of the evaluation result between the domestic cooling water yield method and the cooling water temperature method as well as the American CTI evaluation standard.In addition,the causation of the results was also analyzed,which mainly owns to the air volume which is calculated as the measured air volume during the design of water temperature difference calculation of the standard,which provides the technical support for the further standard modification.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2017(015)003【总页数】5页(P213-217)【关键词】冷却塔;热力性能评价方法;对比分析;差异性【作者】马麟;赵顺安;章立新【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;中国水利水电科学研究院水力学研究所,北京100038;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5冷却塔是将冷却水在其内与大气充分直接或间接接触,使水的热量传给大气的一种设备[1],在工业生产及人们的日常生活中应用十分广泛。
数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析
数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析数据中心是现代社会不可或缺的基础设施,它们为存储、管理和处理大规模数据提供了必要的资源和技术支持。
然而,数据中心的能耗一直是一个严重的问题,随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展,数据中心的运行成本不断增加,对环境造成的影响也日益显著。
因此,采用节能技术成为数据中心运营商迫切需要解决的问题之一。
冷却系统是数据中心能耗的主要来源之一。
传统的数据中心冷却系统使用机械制冷技术,通过空调设备将热量排出,但这种方法不仅能耗高,而且排出的热空气对环境造成了污染。
为了解决这个问题,采用冷却塔间接自然冷却技术成为了一种有效的替代方案。
冷却塔间接自然冷却技术利用自然空气资源,通过冷却塔将数据中心产生的热量散出,从而实现冷却效果。
冷却塔与数据中心之间通过管道连接,将热气排出到冷却塔中,利用水和空气的对流效应将热量散发出去。
这种间接自然冷却技术相对于传统的机械制冷技术有以下几个优点:首先,冷却塔间接自然冷却技术能够减少能耗。
传统的机械制冷技术需要大量的电力来运行空调设备,而冷却塔间接自然冷却技术则利用自然空气进行冷却,不需要额外消耗能源。
根据统计数据,与传统的机械制冷技术相比,冷却塔间接自然冷却技术能够节省近30%的能耗。
其次,冷却塔间接自然冷却技术对环境友好。
传统的机械制冷技术排出的热空气会对周围环境造成污染,而冷却塔间接自然冷却技术则通过对流效应将热量散发到空气中,并利用水来降低温度,从而减少了对环境的污染和影响。
另外,冷却塔间接自然冷却技术能够提高数据中心的运行效率。
传统的机械制冷技术需要耗费大量的能源来维持室内的恒温,而冷却塔间接自然冷却技术则能够根据环境温度和湿度进行自动调节,使得数据中心的温度保持在适宜的范围内。
同时,冷却塔间接自然冷却技术还能够降低冷热运输过程中的能量损失,并提高冷却效果。
然而,冷却塔间接自然冷却技术也存在一些挑战和限制。
首先,它对环境的要求较高,需要在气温较低和湿度适中的地区才能发挥最佳效果。
各种冷却塔的优缺点
各种冷却塔的优缺点1逆流式节能冷却塔逆流式节能冷却塔是指水流在塔内垂直落下,气流方向与水流方向相反的冷却塔。
逆流式冷却塔是水在塔内填料中,塔内的水从上到下,塔内的空气从下到上进行反流,这既是逆流式冷却塔。
逆流式节能冷却塔的优点:1、整套涉笔设计简单,配水系统通畅,整个配水过程不需要特别要求,并且不易堵塞。
采用了淋水填料,防止老化和湿气回流。
在温度比较低的地方,容易采取抗冻措施。
并且可以设计多台冷却塔同时使用。
2、整套设备设计比较简单,操作比较简单。
整套设备生产成本可以控制,通常会在一些大型的冷却循环水中使用。
冷却塔工作原理是通风的空气从正确的角度吹向滴下来的水,当空气通过这些水滴的时候,一部分水就蒸发了,由于用于蒸发水滴的热量降低了水的温度,剩余的水就被冷却了。
这种方法的冷却效果依赖于空气的相对湿度以及压力。
当水滴和空气接触时,一方面由于空气与不的直接传热,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,带到目前为走蒸发潜热,将水中的热量带走即蒸发传热,从而达到降温之目的。
冷却塔的工作过程:圆形逆流式冷却塔的工作过程为例:热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内,通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面;干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内,热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换,高湿度高晗值的热风从顶部抽出,冷却水滴入底盆内,经出水管流入主机。
但是,水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。
当与水接触的空气不饱和时,水分子不断地向空气中蒸发,但当水气接触面上的空气达到饱和时,水分子就蒸发不出去,而是处于一种动平衡状态。
蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量,水温保持不变。
2干式冷却塔干式冷却塔,水和空气不直接接触,只有热交换的冷却塔。
干式冷却塔,干式冷却难的热水在散热翅管内流动,靠与管外空气的温差,形成接触传热而冷却。
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无效 无效 去除 去除 无效 去除 去除 无 无
节水环保
无需维护
胶球清洗
有效 有效 无效 无效 无效 无效 无效
有 无
无
定期维护
综合考虑主机冷凝器和水塔填料除垢,推荐最佳组合:超微共振器+杀菌剂
旁滤系统 ≥50微米+
无效 无效 无效 无效 ≥50微米+ 无效
有 无
去除悬浮物
自动清洗
03
射流喷雾冷却塔
可变面积、低噪音、运行无能耗,冷却效果无衰减
射流喷雾冷却塔
01 02 03
射流喷雾冷却塔核心优势
• 换热面积无衰减:
• 可变面积 通过控制水泵扬程,调节水珠粒径大小, 调节换热面积。不存在换热面积衰减问题
• 水垢对喷头无影响,雾化无衰减。
3米
• 进风量无衰减:
• 塔内为空腔,进气口间隙15厘米,风阻几乎为零。 水泵扬程越大,雾化效果越好,风扇转速越高,因 此,不存在进风量下降问题。
• 不存在热短路:
• 进风口至出风口超过3米,不存在热风回流进风口。
• 无能耗+无须维护:
• 寿命期内,无能耗,无须维护。
射流喷雾冷却塔特点
低转速寿命为机械轴承数倍 运行可靠数年免维护
循环水冷却塔的能效分析
清正节能科技(北京)有限公司 2020年2月
BUSINESS
REPORT
填料冷却塔的常用类型
方形横流塔
方形逆流塔
目前,大多数制冷站常用方形横流塔;
圆形逆流塔
方形横流冷却塔工作原理
冷却塔换热原理: 1)扩大水与空气接触面积:
- PVC填料层,增大面积; - 光滑的表面,水易成膜;
03 青苔 —— 冷却水的温度通常在30度-40度,在夏季极易生成青 苔类沉积物。这些沉积物,也会附着在填料壁上;传统方法通
过添加杀菌剂,可以避免青苔的生成。
实际案例:2016年逼近度监测分析
抽测日期
5.21 逼近度 5.22 逼近度 5.23 逼近度
平均值 行业规范 备注:
北京NLT (°C)
海口BH (°C)
动调节喷头雾化效果,实 现逼近度最小的目标。 风机能耗为零,全程防火, 全寿命期免维护。 缺点:流量调节幅度小。
Thank You
1. 换热面积衰减:
• 水成膜性变差:填料沾污后,表面粗糙, 水成膜性变差,导致换热面积下降。
• 水上塔不均匀:进水量部分负荷时,各 塔组进水量不均匀,换热面积下降。
• 布水不均匀:1)水量负荷不足时,布水 不均匀,2)污垢堵塞布水孔,填料无水。
2. 进风量衰减:
• 污垢附着在填料表面,导致填料间距缩 小,增大风阻,进风量减少。
1台主机对应2 湿度较高时, 洗和更换填料。 洗和更换填料。 制逻辑错误。
台水塔
逼近度较小 主机水塔1:1。 主机水塔3:3.
传统横流冷却塔,如果不做维护和改造,换热能效衰减非常严重。
02
智能变频冷却塔简介
对症下药,解决冷却塔存在的问题,提高换热效率
智能变频冷却塔设计思想
1. 冷却塔控制逻辑:冷却塔逼近度最小。
实际案例
• 重庆紫光化工厂,硫酸生产装置,换热设备冷却塔改造。 2018年7月份安装。
• Q = 1.163 x ∆T(温差) x V(流量)
• 换热效果改善后,温差从2.5°C 提升到5.5°C • 带走的热量恒定,所以流量下降一半。
内容 水塔 风机 水泵 冷却水 进出水温 换热温差 漂水率 电能消耗
改造前 横流方塔,8组
8x22kW 132kW x 2台 2400吨/小时 进38°C/出35.5°C
∆T=2.5°C 0.1%
440度/小时
改造后 射流喷雾塔,4组
0KW 132kW x 1台 1200吨/小时 进38°C/出32.5°C
∆T=5.5°C 0.05%
132度/小时
备注 台组数减半
无风机 台数减半 流量减半 下降3°C 换热改善 补水减少一半 节能率70%
4. 风机专利设计,避免热短路。
智能变频冷却塔核心专利:
核心技术已获得国家专利:
1. 发明专利(一种冷却塔组及其分水装置) 2. 发明专利(一种喷头及包括该喷头的布水盘和
冷却塔) 3. 发明专利(冷却塔的冷却控制方法及采用该方
法的冷却塔) 4. 发明专利(一种轴流风机及其风阀) 5. 发明专利(一种引流扩散变流量喷头) 6. 实用新型专利(用于多主机空调系统冷却塔) 7. 实用新型专利(轴流风机及其风阀、冷却塔及
• 冷却塔逼近度= 冷却出水温度- 湿球温度。
2.换热面积最大化:
• 播水器全联通:上水量15%-100%,全部 填料实现均匀布水,换热面积最大化。
• 播水喷头专利:高低两种喷头,避免播水 孔堵塞,出水流均匀喷洒至填料层;
• 换热面积充裕,变频调节风机功率。
3. 优选水处理技术:
• 填料表面无污垢:填料光滑,成膜迅速。 • 不会增大风阻:填料间隙不变。
01 水垢 —— 冷却循环水在水塔不断蒸发,水中的钙镁离子不断 浓缩,当其浓度超过饱和浓度后,就会沉积在填料壁上,形成 硬质的白色水垢。这层水垢,传统方法只能用酸洗才能去除。
02
污泥 —— 冷却水系统是开放式,会将空气中的灰尘、粉尘等
吸入到水塔中,这些纳米级的灰尘和粉尘就会在填料壁集聚成
污泥。这层污泥,传统方法只能水力冲刷或者酸洗。
填料水膜 换热面积小
逼近度≧4°C
风阻小 (3) 风扇转速低 漂水率低
风阻大 风扇转速高 漂水率高
无填料 (4) 填料污垢
冷却无衰减
冷却易衰减
免维护 (5) 定期维护
无易损配件
清洗换填料
无电机
(6)
能耗为零
低噪音
有电机 能耗持续 噪音高
射流喷雾冷却塔规格型号
型号
冷却
外形尺寸
进水
出水
进塔
空塔
运行
噪音
3. 侧风热短路:
• 出风口弥散,易造成侧风吹时,热风回 流到进风口,即热短路。
播水孔堵塞
热短路 进风量下降
横流冷却塔运行过程中的问题
冷却进水孔
水量充足 布水均匀 冷却进水孔
新水塔
成 膜 迅 速
旧水塔
播水孔 播水孔
水量不足 布水不均匀
成
堵
膜
塞
缓
无
慢
水
填
料
设计进风量
光
滑
填
料
进风量减少
污
垢
冷却塔填料表面的污垢分类
带风扇组合结构 兼具雾化抽风双重作用
射流喷雾冷却塔特点
喷嘴口径≥12mm、带压射流不易堵塞
传统 喷头
微米级雾滴,增大传质比表面积
0.03MPa
0.05MPa
0.08MPa
专利 喷头
射流喷雾冷却塔 vs 传统填料冷却塔
彻底防火 (1) 无可燃物
易失火 填料可燃
微米水珠 (2) 换热面积大
逼近度≦3°C
优选水处理组合技术
污垢位置
污垢类型
最外层 制 冷 凹槽外 主 凹槽内 机 铜管壁
微米级污泥 水藻和细菌 纳米级污泥
硬质水垢
水藻和细菌
冷却水塔
污泥
硬质水垢
设备能耗
腐蚀性
水质变化
日常维护和清洗
因素
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)
10)
11)
化学药剂
无效 有效 无效 无效 有效 无效 无效
JSGB 水量(m3/h) 长度mm 宽度mm 高度mm 管径 (mm) 管径 (mm) 水压(MPa) 净重(kg) 重量(kg) db
100F
100
3200 3200 5500
150
150
0.12~0.15
1450
3050
40
150F
150
4000 4000 5500
200
200F
200
4500 4500 5500
成都BL (°C)
成都BM (°C)
成都 TM (°C)
4.20
3.20
10.90
15.10
17.30
4.92
3.74
10.11
13.53
15.38
6.57
3.55
10.97
12.90
15.66
5.23
3.50
10.66
13.84
16.11
逼近度 ≦ 4.00°C
主机负荷75%, 当年新换水塔, 连续7年未清 连续7年未清 水塔的自动控
250
250F
250
5000 5000 5500
300
300C
300
8000 4000 5500
300
500C
500
10000 5000 6000
450
600F
600
8000 8000 6000
450
1000F
1000
10000 10000 6000
600
200
0.12~0.15
2400
4590
40
250
0.12~0.15
2900
5560
45
300
0.12~0.15
3400
6000
50
300
0.12~0.15
4800
8800
50
500
0.12~0.15
6800
13200
55
500
0.12~0.15