冷卻塔的選型及應(yīng)用

冷卻塔性能不足，對空調(diào)系統(tǒng)的影響：

以1000RT水冷機組為例，冷卻水流量200L/s，濕球溫度28℃，冷卻塔參數(shù)：

冷卻水進水溫度對機組能效比的影響：

系統(tǒng)所節(jié)省的費用：

以電價1元/KW/H計算，每天運行16小時；每月30天；每年供冷時間5個月；平均使用系數(shù)0.7：

水冷冷卻塔原理：

溫差=進水溫度-出水溫度

5℃=37℃-32℃，6℃=38℃-32℃。

逼近度=出水溫度–濕球溫度

4℃=32℃-28℃，3℃=32℃-29℃。

冷卻塔散熱量KWh=C×M×△T（C=4180J/kg·℃）

冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)冷噸定義：3GPM水在濕球溫度為78℉時，從95℉冷卻到85℉。

1 標(biāo)準(zhǔn)冷噸= 4.395KW

蒸發(fā)速度=溫差×0.001×100%，例：Range=9℉，Evaporation Rate=0.9%。

排污率：排污率= 蒸發(fā)率/(COC-1)

COC：濃縮倍率（通常取濃縮倍率為4）

橫流塔漂水率＜0.001%，逆流塔＜0.001%，補水率=蒸發(fā)率+排污率+漂水率。

每臺塔都有對應(yīng)的最低水量和最高水量要求；冷卻塔應(yīng)針對不同流量，應(yīng)由不同口徑大；冷卻泵如變頻，請務(wù)必考慮冷卻塔最低水量。

冷卻塔結(jié)冰常識：

冷卻塔結(jié)冰，與采用冷卻塔種類無關(guān)。

冷卻塔結(jié)冰主要與冷卻水溫和環(huán)境溫度有關(guān)系；當(dāng)冷卻水溫出水溫度小于9℃時，已經(jīng)存在結(jié)冰傾向。避免冷卻塔結(jié)冰更重要來源于冷卻水系統(tǒng)。

冷卻塔結(jié)冰與冷卻塔形式無關(guān)！

逆流塔結(jié)冰位置：

冷卻塔結(jié)冰主要原因分析：

冷水機組制冷量：850RT，溫差：5.3℃，冷凍水流量：518m³/h。

如果強制全滿載運行

建議出水溫度低時，優(yōu)先降載風(fēng)扇轉(zhuǎn)速

避免結(jié)冰主要措施：

盡量保持原有設(shè)計水量，冬天不減水量運行；濕球溫度偏離設(shè)計值時，優(yōu)先降載風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；建筑熱負(fù)荷變低時，優(yōu)先降載風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；建議冬天運行冷卻塔采用變頻控制為宜。

橫流塔放置結(jié)冰措施：

冷卻水系統(tǒng)設(shè)計先決條件：

A.冷卻水出水溫度≥9℃；

B.散熱變小時，應(yīng)優(yōu)先降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；

冷卻塔改善措施：

A.選擇兼顧冬天極端天氣和正常天氣的合理噴嘴大小；

B.底部水盤增加電加熱器和控制器；

C.在進風(fēng)百葉處可添加電棒熱帶。

冷卻塔選型：

1）冷卻水進出口溫度；

2）濕球溫度；

3）冷卻水流量或散熱量。

冷卻塔要求的水量可按以下公式計算：

q_m,w=0.86Q_C/Δt=0.86kQe/Δt

q_m,w：冷卻塔水量（t/h）；

Qc：冷凝器負(fù)荷（KW）；

Qe：蒸發(fā)器負(fù)荷（KW）；

Δt：冷卻水進出口溫差（℃），壓縮式制冷機Δt=5℃，吸收式制冷機Δt=6℃；

K：考慮制冷機功耗的熱量系數(shù)，對壓縮式制冷機，K=1.25~1.3。

冷卻塔容量變化不同濕球溫度下：

冷卻塔布置：

基本原則：

盡量將冷卻塔布置于開闊區(qū)域，避免把冷卻塔放置在建筑物的新風(fēng)口或是人群密集處。

避免把冷卻塔放置在白霧會造成不良后果的地方，如有大面積玻璃的場所，高速公路等。

避免熱風(fēng)回流，冷卻塔出口要等于或高于臨近建筑物，墻壁等，布置方向上應(yīng)考慮季風(fēng)影響。

確保冷卻塔進風(fēng)口有足夠的新風(fēng)，保證冷卻塔性能。

確保冷卻塔周圍有足夠的布管和檢修空間。

對于室內(nèi)安裝，應(yīng)用使用離心式風(fēng)扇的產(chǎn)品。

針對不同的工地情況，冷卻塔該怎么布置？

1.冷卻塔單面靠墻

要求：

出風(fēng)口完全開放，比周邊墻高或與墻等高；

如果冷卻塔單面進風(fēng)則應(yīng)將進風(fēng)面面對開放區(qū)域；

如果進風(fēng)口面對墻壁，則與墻壁的間距應(yīng)該滿足。

單面靠墻，進風(fēng)面與墻的距離d的要求：

2.井式安裝

要求：

水塔的出口完全開放,并應(yīng)高于或等高于相鄰的墻；

水塔應(yīng)該安裝在空地中央；

保證進風(fēng)面與墻之間留有足夠的距離，下降風(fēng)速應(yīng)該小于2m/s。

3.冷卻塔周圍有百葉墻

要求：

百葉墻必須有50%以上的通風(fēng)面積，通過百葉墻的風(fēng)速應(yīng)該小于3m/s；

水塔應(yīng)該安裝在空地中央；

水塔進風(fēng)口和百葉墻之間的距離至少為1m。

布置二：僅限于單臺或兩聯(lián)臺的應(yīng)用，百葉有效面積從進風(fēng)口向外開始算起。

4.冷卻塔室內(nèi)安裝

布置要求：

如果設(shè)備會擺放在室內(nèi)或地下室，應(yīng)該選擇離心風(fēng)扇鼓風(fēng)式冷卻塔。

進風(fēng)-四周的墻壁應(yīng)該為百葉或開孔墻壁，或使用風(fēng)管把室外的新鮮空氣引入到冷卻塔進風(fēng)口。

排風(fēng)–可外接風(fēng)管，選型時要考慮ESP。

風(fēng)管及風(fēng)速的要求：

進風(fēng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速不應(yīng)大于4m/s的速度，排風(fēng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速不應(yīng)大于5m/s。過大的風(fēng)速會增加外部靜壓損失。

單臺設(shè)備應(yīng)該作為一個獨立的系統(tǒng)來接進風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)管，所有風(fēng)管應(yīng)該保持相同尺寸來保證每臺風(fēng)扇所需克服的外部靜壓相同。

進風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)管都需要配有檢修門。

應(yīng)盡量避免在進風(fēng)和排風(fēng)口使用彎頭。如果必須要使用彎頭，請參考以上圖片，彎頭的高度應(yīng)該遵循2/3原則。

5.多臺安裝

要求：

連接布置的冷卻塔數(shù)不超過4臺；

并排的多塔連接之間距離需要保持一個水塔的長度L；

進風(fēng)面相對，其間距M的最小值應(yīng)滿足算式：M=2d+連臺臺數(shù)×0.3m。

錯誤：進風(fēng)面離實體墻距離太近。

建議：增加進風(fēng)面離墻距離，實體墻改為百葉墻。

冷卻塔噪音控制：

噪音敏感區(qū)域：酒店/裙樓屋頂/學(xué)校/圖書館/居民區(qū)。

噪音不敏感區(qū)域的應(yīng)用：機場、工廠、高樓屋頂。

關(guān)于聲音：

聲音的感知：

2倍的分貝值≠2倍的聲音大小；

每10分貝的差值相當(dāng)于聲音增強1倍 或減小1半。

GB22337-2008《社會生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》：

降低噪音的幾種方法：

（一）改變冷卻塔的放置位置和方向

利用建筑物或其他遮擋物，可降低10到15dB(A)；

中間有建筑物/樹林擋住，冷卻塔安裝在室內(nèi)，消聲墻/百葉/格柵；

將冷卻塔的背面（非進風(fēng)面）面向噪音敏感區(qū)域，可最多降低10dB(A)。

（二）選擇較大的冷卻塔

選擇偏大的冷卻塔并減少風(fēng)機轉(zhuǎn)速-可減少大約2~3dBA。

（三）雙速馬達，雙馬達及變頻馬達驅(qū)動

特別適合于不同負(fù)荷的調(diào)節(jié)，如夜間時，負(fù)荷減少，同時對噪音的要求更高。

（四）加裝消音器

（五）低噪音風(fēng)扇

可降低噪音 4~10dB，熱力性能損失：-3%。

（六）超低噪音風(fēng)扇

可降低噪音9~22dBA，熱力性能損失：3%~5%。

（七）選用離心風(fēng)扇V系列逆流塔

軸流風(fēng)機和離心風(fēng)機冷卻塔：相同冷量下，離心風(fēng)機冷卻塔的噪音小于軸流風(fēng)機冷卻塔。

附：聲音的疊加

冷卻塔白霧：

白霧是怎樣形成的？

冷卻塔排出的濕熱空氣在和大氣混合的過程中，被冷卻至露點溫度以下，空氣所含的水蒸氣冷凝形成成白霧。

為什么需要防白霧？

1、安全：白霧影響可見度，特別是在對可見度敏感的地方，如機場、公路。

2、美觀/對鄰近建筑或居民的影響：雖然白霧本質(zhì)是水蒸氣冷凝而成，但容易被公眾誤解為著火煙霧。

影響周圍居民或酒店入住者的生活。

影響鄰近土地的使用，對不動產(chǎn)價值產(chǎn)生負(fù)面影響。

白霧形成的理論分析：

防白霧的方法：

方法1：加熱出口空氣

理論：

將出風(fēng)口空氣狀態(tài)從B點加熱 到B’點，使混合線落在非飽和區(qū)。

熱源：冷卻塔本身熱水；外部熱源，如熱水熱氣。

優(yōu)點：防白霧效果比較明顯。

缺點：初投資高；需要提供外部熱源，消耗能源；出風(fēng)口背壓增大，并不對所有塔形適用，要逐一案例做分析設(shè)計；加熱翅片管結(jié)垢難于清洗，影響換熱效率和冷卻塔性能。

可以減少白霧，節(jié)約用水；

閉式塔，與開式塔相比，可以保證水質(zhì)干凈；初投資高。

方法2：干濕填料結(jié)合

防白霧運行時，間隔擋住部分填料，形成干式填料。

通過干濕填料的空氣混合后排出塔外。

點1：大氣狀態(tài)點；

線1-2：穿越濕式填料空氣狀態(tài)；

線1-3：穿越干式填料空氣狀態(tài)；

線2-3：穿越干、濕填料的空氣混合線；

點(4)：干濕空氣混合后的狀態(tài)點；

線 4-1：排氣與大氣的混合線。

優(yōu)點：

無需外部熱源缺點：

1、增加初投資；

2、干濕空氣不能充分混合，除白霧效率低；

3、冷卻塔體積增大；

4、增加維護工作，防白霧運行時要人工去遮擋干式填料和堵噴嘴。

5、冷卻水易飛濺至干式填料，冬季運行容易造成結(jié)冰。

方法3：增大冷卻塔

理論：放大冷卻塔，增加冷卻塔進氣量。

使出風(fēng)口空氣狀態(tài)從B點變?yōu)锽’點，從而使混合線落在非飽和區(qū)。

應(yīng)用：放大冷卻塔，使用變頻調(diào)節(jié)空氣流量，以適用于不同的熱負(fù)荷。

優(yōu)點：

安裝運行維護簡便；不需要額外熱源，不需要增加額外維護；在不需防白霧的時候，可以降低冷卻塔噪音。

缺點：增加初投資；冷卻塔體積變大。

防白霧分析及白霧曲線：

關(guān)注點：

1、白霧的產(chǎn)生與大氣狀態(tài)有關(guān)，大氣溫度越低，濕度越大，越容易產(chǎn)生白霧。

2、找出一年中最容易產(chǎn)生白霧的環(huán)境空氣狀態(tài)。

3、找出出現(xiàn)這種天氣的幾率（天數(shù)）。

4、可以被接受的標(biāo)準(zhǔn)。

白霧曲線：產(chǎn)生白霧的臨界空氣狀態(tài)點的集合；

當(dāng)環(huán)境狀態(tài)落在飽和曲線和白霧曲線之間，則會產(chǎn)生白霧；

當(dāng)環(huán)境狀態(tài)落在白霧曲線下方，則可防止白霧的產(chǎn)生。環(huán)境狀態(tài)點白霧曲線越遠，則越能有效的防止白霧的產(chǎn)生。

防止白霧的產(chǎn)生，沒有完美的方法，所有的防白霧方法都會增加初投資，有些方法還會影響冷卻塔熱力性能。

但在某些對白霧敏感的場所，采取適當(dāng)?shù)姆腊嘴F措施是必要的。需要因地制宜，根據(jù)不同的應(yīng)用選取適當(dāng)?shù)姆椒ā?/span>

綜合比較上述三種防白霧措施，放大塔型是經(jīng)濟有效的，也是推薦的方法。

本文轉(zhuǎn)載來源：暖通南社