更換冷卻水塔系統(tǒng)

建筑行業(yè)的建筑師、工程師和其他專業(yè)人員可以通過(guò)成為來(lái)增加他們專業(yè)記錄的價(jià)值。建筑是全球建筑行業(yè)的一股強(qiáng)勁趨勢(shì)，擁有認(rèn)證的專業(yè)人士可以獲得顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

開(kāi)放式或直接接觸式冷卻塔是最常見(jiàn)的類型，冷卻塔收集熱量后向塔供水并向上噴水，同時(shí)在風(fēng)扇上方產(chǎn)生向上的氣流。這會(huì)導(dǎo)致一些水蒸發(fā)，從而降低其整體溫度。雖然此方法有效，但存在一些限制：

必須提供額外的水以補(bǔ)償蒸發(fā)損失。

由于水與大氣直接接觸，因此必須不斷對(duì)其進(jìn)行處理，以防止顆粒和細(xì)菌積聚。

盡管它們很簡(jiǎn)單，但開(kāi)放式冷卻塔并不是最有效的選擇：有一些替代方案可以提高能源效率并簡(jiǎn)化維護(hù)。在冷卻水系統(tǒng)中，冷卻塔及其相關(guān)水泵通常占能源消耗的 15% 左右。因此，任何提高能源效率的升級(jí)都可以提供有吸引力的財(cái)務(wù)回報(bào)。

絕熱冷卻閉路冷卻塔

絕熱冷卻閉路冷卻塔也是利用蒸發(fā)冷卻的原理，但工藝或冷水機(jī)所用的水從不在直接接觸大氣；相反，它通過(guò)冷卻塔中的盤(pán)管循環(huán)，并從另一個(gè)供應(yīng)源噴灑水以進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。使用絕熱冷卻時(shí)，大部分熱量的散發(fā)僅通過(guò)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)。灑水器經(jīng)過(guò)精確控制，因此輸送的水量與補(bǔ)充空氣的自然冷卻效果完全匹配。

與傳統(tǒng)的開(kāi)放式冷卻塔相比，絕熱冷卻有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

保持水中不含顆粒。這使得泵、冷卻器和其他系統(tǒng)組件能夠更有效地運(yùn)行，同時(shí)延長(zhǎng)它們的使用壽命。

大大降低了水處理和維護(hù)成本。需要處理的水量明顯低于開(kāi)放式冷卻塔。

間歇性地使用灑水器可以節(jié)水節(jié)能。

與傳統(tǒng)的開(kāi)放式冷卻塔相比，絕熱冷卻通?？蓪⑦\(yùn)營(yíng)成本降低多達(dá) 30%。

帶開(kāi)放式冷卻塔的板式換熱器

絕熱冷卻傳統(tǒng)的冷卻塔，但使用板式換熱器將其與工藝或冷卻設(shè)備隔離開(kāi)來(lái)。簡(jiǎn)而言之，熱交換器將水回路分為兩部分：

在第一部分，水在熱交換器和過(guò)程或冷卻器之間循環(huán)，從中去除熱量。

在第二部分，水在冷卻塔和熱交換器之間移動(dòng)。

這樣一來(lái)，熱量就可以散發(fā)到室外，而不會(huì)混合兩種氣流。

由于熱交換器已經(jīng)將冷卻塔與系統(tǒng)的其余部分隔離開(kāi)來(lái)，因此可以使用傳統(tǒng)的開(kāi)路塔。事實(shí)上，將閉路冷卻塔和熱交換器結(jié)合起來(lái)是多余的，也是浪費(fèi)金錢(qián)。

冷卻塔系統(tǒng)的其他增強(qiáng)功能

冷卻塔可以升級(jí)為更高性能的系統(tǒng)，但也可以升級(jí)單個(gè)系統(tǒng)組件以進(jìn)一步提高能源效率和操作靈活性。

風(fēng)扇和泵速控制

傳統(tǒng)的冷卻塔和絕熱冷卻器都使用風(fēng)扇來(lái)產(chǎn)生所需的氣流。當(dāng)系統(tǒng)在部分負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)，可以降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以節(jié)省大量能源。這是通過(guò)變頻驅(qū)動(dòng)器 (VFD) 實(shí)現(xiàn)的，變頻驅(qū)動(dòng)器是一種調(diào)節(jié)電源電壓和頻率以將電機(jī)速度降低到其銘牌值以下的設(shè)備。

在開(kāi)放式排風(fēng)扇中，例如冷卻塔風(fēng)扇，節(jié)省的功率與風(fēng)扇速度的立方成正比。這意味著以 80% 速度運(yùn)行的冷卻塔風(fēng)扇僅消耗其額定功率的 51.2% (80% x 80% x 80%)。

為了進(jìn)一步提高節(jié)能效果，還可以采用變頻器控制水泵。使用控制系統(tǒng)，可以協(xié)調(diào)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的速度以精確匹配冷卻負(fù)載，從而最大限度地減少整體能耗。

Waterside Economizer：冷水機(jī)水回路之間的熱交換器

對(duì)于制冷設(shè)備，可以通過(guò)安裝另一個(gè)熱交換器來(lái)提高整體效率，但在這種情況下，接下來(lái)應(yīng)該在冷凝水回路和冷凍水回路之間。這種類型的熱交換器稱為水側(cè)節(jié)能器，它在冷卻水回路到達(dá)冷卻器之前將熱量從冷卻水回路中帶走，這只能提供熱交換器無(wú)法提供的額外冷卻。

需要注意的是，此方法僅在特定天氣條件下可行，并且隨著相對(duì)濕度的增加而變得不那么有效。例如，與南佛羅里達(dá)相比，節(jié)水節(jié)能器在紐約市是一項(xiàng)更好的投資。

優(yōu)質(zhì)風(fēng)扇

風(fēng)扇和泵電機(jī)消耗了冷卻塔及其各自水回路中的大部分能源，而且在許多應(yīng)用中，它們?nèi)?24 小時(shí)運(yùn)行。因此，用更高效的型號(hào)替換這些電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。

電機(jī)分為三個(gè)效率等級(jí)，代表最高性能。例如，基于 460 V、15 HP、1800 rpm，密封風(fēng)扇冷卻電機(jī)的平均效率等級(jí)如下：

標(biāo)準(zhǔn)效率：86.6%

能效: 91.1%

最大效率：92.4%

在這種情況下，從標(biāo)準(zhǔn)效率升級(jí)到高級(jí)效率將增加 5.8%。每年節(jié)省的費(fèi)用與電機(jī)每年使用的總小時(shí)數(shù)成正比，這對(duì)于冷卻塔來(lái)說(shuō)通常很高。

結(jié)論

冷卻塔在商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中都扮演著非常重要的角色。在大型商業(yè)設(shè)施中，水冷式冷水機(jī)在空調(diào)方面遠(yuǎn)優(yōu)于風(fēng)冷式冷水機(jī)。盡管風(fēng)冷式冷水機(jī)不需要冷卻塔，但水冷式冷水機(jī)的能效優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)了額外成本。在工業(yè)環(huán)境中，水是一種實(shí)用且高度可用的冷卻介質(zhì)，而冷卻塔是從水中去除熱量以進(jìn)行再循環(huán)的一種經(jīng)濟(jì)高效的方法。

通過(guò)將熱交換器與冷卻塔結(jié)合使用，通過(guò)將冷卻水與環(huán)境隔離來(lái)簡(jiǎn)化維護(hù)，而絕熱冷卻器提供了這一點(diǎn)并提高了能源效率。如果此升級(jí)輔以用于速度控制的高效電機(jī)，則可以實(shí)現(xiàn)最大系統(tǒng)效率。

首次安裝空調(diào)系統(tǒng)時(shí)更容易實(shí)現(xiàn)高性能，而現(xiàn)有安裝的性能可能更高。聘請(qǐng)合格的工程公司進(jìn)行設(shè)計(jì)、咨詢和監(jiān)督，確保在考慮能源效率和總擁有成本的同時(shí)，正確指定冷卻塔和其他建筑系統(tǒng)。

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