什么是冷卻塔,
冷卻塔一般做為中央空調(diào)系統(tǒng)的附屬設(shè)備,其選擇往往得不到重視。但冷卻塔如選擇不當(dāng),就會出現(xiàn)冷卻量不匹配(沒有考慮夏季特殊悶熱天氣情況時冷卻塔冷卻效率嚴(yán)重降低),輕者制冷設(shè)備運行能耗增加,重則制冷主機工作不正常,出現(xiàn)故障跳機;或者選型不當(dāng),不能配合做變頻節(jié)能控制;或運動部件使用壽命短,需經(jīng)常維修保養(yǎng),不適合一些可靠性要求非常高不允許停機檢修的場合。
如何選擇冷卻塔的型號?如何避免冷卻塔選型中常見的問題?如何保證冷卻塔在夏季仍能正常工作以滿足所需的冷卻量?筆者總結(jié)一些經(jīng)驗以供分享。
根據(jù)多年實踐經(jīng)驗,冷卻塔選型一般要注意兩個方面的問題,即冷卻塔的結(jié)構(gòu)選型和冷卻塔的容量選型。
一、冷卻塔的結(jié)構(gòu)選型
目前常用的一般冷卻塔有逆流圓塔式或橫流方塔式,另有閉式冷卻塔很少見且用途特殊,在此略過。
如資金充足,建議選擇橫流方塔式冷卻塔。
橫流塔其優(yōu)點有不少,如其水損失率小,通風(fēng)面積大,冷卻效果好。最大的一個好處是,其布水器是固定的,不像圓塔的旋轉(zhuǎn)布水器需要水流來推動,非常適用于冷卻水泵采用變頻節(jié)能的系統(tǒng)。很多冷卻泵采用變頻節(jié)能后,圓塔式冷卻塔的布水器在冷卻水流量減少后,其旋轉(zhuǎn)布水器因水流量不足而不能保持正常的旋轉(zhuǎn)速度,甚至停轉(zhuǎn),水流不能均勻分布而是匯成水流,流速加快,與空氣接觸面和接觸時間大大減小,冷卻降溫效果就嚴(yán)重減弱。則冷卻水溫度會越來越高,則制冷機等制冷設(shè)備的制冷效率會越來越低(在常規(guī)的工作范圍內(nèi)),反而沒有起到應(yīng)有的節(jié)能效果。橫流式冷卻塔卻因布水器是固定的,在水流量減少時,其水流分布基本還是均勻的,且水流流速還會相對得更慢一些,而這會更助于取得更好的冷卻降溫效果,即冷卻水得到更好的冷卻后溫度可降得更低,制冷設(shè)備可得到更好的制冷效率而降低運行能耗。
另外大容量橫流塔有些分有幾個模塊,每個模塊都有獨立風(fēng)機、布水器、填料層等,可以獨立的工作,則其工作可靈活多樣。如風(fēng)機可單獨停止進行維修,更可以很好的滿足季度變化時,風(fēng)機作節(jié)能控制,只需簡單的控制啟停而無需復(fù)雜的變頻控制。
在具體選擇型號時需注意的細(xì)節(jié)有:
1.要注意其布水器的形式,對于冷卻塔,我以前比較推薦“良機”品牌,但在最近一次工程使用時,發(fā)現(xiàn)其廠家有點偷工減料的味道,如布水器不再是封閉式管式,而是敞開的水漏式,不僅水流量大時,其將可能因沒有封閉式的壓力而可能溢出,更因其敞開式爆曬在陽光下,而更容易生藻類,或被其他(如灰塵)給污染。當(dāng)初訂貨是以前的型號和結(jié)構(gòu)印象,結(jié)果幾年后廠家為節(jié)約成本而大改特改。所以,如有可能,應(yīng)盡量要求看最新的實物。
2. 冷卻風(fēng)機的連接方式:我個人認(rèn)為當(dāng)然是直連式的最好,基本不用維修,而現(xiàn)在廠家為降低成本,多采用標(biāo)準(zhǔn)的雙極電機,再以皮帶減速。皮帶式連接成本雖低,卻因其皮帶盤等配合性,皮帶必然經(jīng)常損壞而增加了維修量和故障性。如有可能,應(yīng)盡量選擇風(fēng)機和電機是直連式的。
3.分體式和連體式差別:連體式雖然布水管、風(fēng)機都是獨立工作的,但其水盤是相通的,分段之間也沒有完全隔斷,這樣風(fēng)流、水流沒有做到完全隔斷,一是實際在維修、清洗時,不能像分體式完全獨立和隔斷以實現(xiàn)獨立操作,二是運行中因風(fēng)流沒有隔斷,當(dāng)有一臺風(fēng)機停運時,就會有風(fēng)流互竄短路而影響冷卻效果,所以如設(shè)備可靠性要求較高,平時不能停機檢修時,應(yīng)選用分體式,而盡量不要只圖便宜選擇連體式。
二、冷卻塔的容量選擇
一般設(shè)計中,冷卻塔的容量選型時雖考慮留有一定裕量,但實際運行中,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
冷卻塔作為附屬設(shè)備,一般是根據(jù)制冷設(shè)備需要的冷卻量進行設(shè)計選型,因制冷設(shè)備在選擇時有考慮裕量,則在冷卻塔匹配時,基本是剛剛好,而很少為冷卻塔考慮一個裕量系數(shù)。
實際運行中,在天氣悶熱時,空調(diào)負(fù)荷大,制冷設(shè)備基本達(dá)到設(shè)計最大值運行,而此時,因冷卻塔的工作環(huán)境條件遠(yuǎn)比設(shè)計條件惡劣,因環(huán)境空氣相對濕度高,無法有效蒸發(fā)帶走冷卻水中的熱負(fù)荷,導(dǎo)致冷卻塔效率嚴(yán)重降低,無法達(dá)到設(shè)計的冷卻量。制冷設(shè)備的冷卻水循環(huán)累積,冷卻水溫度越來越高,直接影響就是制冷設(shè)備的運行能耗增加、冷卻塔水損率增加,嚴(yán)重甚至導(dǎo)致制冷設(shè)備保護跳機,或冷卻水要大量直接補低溫的自來水等來保持冷卻水達(dá)到溫度要求。
故冷卻塔在選型時,要充分考慮在天氣悶熱時,冷卻塔因環(huán)境條件達(dá)不到設(shè)計溫濕度條件時冷卻效率嚴(yán)重打折的因素,還需考慮冷卻塔在運行幾年后,其填料層、風(fēng)機、布水器的工作效率降低的因素。則冷卻塔的容量選擇時一定要充分留有裕量,根據(jù)我個人經(jīng)驗,選擇冷卻量大一倍的冷卻塔都不為過。標(biāo)準(zhǔn)冷卻水流量是所選冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)流量的一半,則水流分散,無論是正常情況還是在天氣嚴(yán)重悶熱的異常情況,可以得到更好的冷卻效果,冷卻后水溫度更低;天氣悶熱雖影響冷卻塔冷卻效率,但因冷卻塔容量大,實際冷卻量基本可達(dá)到制冷設(shè)備的需求,則冷卻水溫度可得到保證不會偏高。
冷卻塔在整體系統(tǒng)的投資比例一般較小,即使選擇大一倍的冷卻塔也不會多多少投資,但在運行中,冷卻水溫度可控制在較低狀態(tài),制冷設(shè)備制冷效率就高,運行中一年節(jié)省的能耗和水損,基本就夠買一臺匹配的冷卻塔了。
理論和實踐都說明,在合理范圍內(nèi),冷卻水溫每降低一度,制冷效率平均提高3%,冷卻塔合理偏大設(shè)置,冷卻水溫度基本可降低約2~4度,故加大冷卻塔的選型是絕對劃算而不浪費的。
冷卻塔選擇容量在大于實際需求一倍時,還需注意一個問題,即選擇圓塔時,要考慮其旋轉(zhuǎn)布水器是需水流推動的,水流小于其設(shè)計值時,冷卻塔整體效率也得不到保證。所以是圓塔時,應(yīng)至少選用兩臺流量一樣的冷卻塔,正常時,只開啟一臺冷卻塔;天氣悶熱時,加開冷卻泵后,兩臺冷卻塔則可全部投入運行。橫流式方塔因布水器固定,則沒有以上顧慮。
另因空調(diào)負(fù)荷有明顯隨季節(jié)變化而變化的特性,其冷卻量也是明顯大幅度變化。在最大冷卻總量確定后,多數(shù)量小容量冷卻塔的配置方案在運行節(jié)能、停機檢修維護的靈活性上都要優(yōu)于大容量少數(shù)量的冷卻塔配置方案。
總結(jié):如費用充足,最好是選擇多個容量相當(dāng)?shù)莫毩⑹綑M流式冷卻塔。如:冷卻設(shè)備需180冷噸左右冷卻量,一般匹配設(shè)計選擇向上靠一檔的200冷噸冷卻塔1臺,而實際中最好是選擇總冷卻量約為400冷噸,3臺125~150冷噸冷卻塔為宜。
