沈阳中央空调系统中如何选择冷却塔

发布时间：2015-02-09

中央空调系统中如何选择冷却塔
什么是冷却塔
      冷却塔一般做为中央空调系统的附属设备，其选择往往得不到重视。但冷却塔如选择不当，就会出现冷却量不匹配(没有考虑夏季特殊闷热天气情况时冷却塔冷却效率严重降低），轻者制冷设备运行能耗增加，重则制冷主机工作不正常，出现故障跳机；或者选型不当，不能配合做变频节能控制；或运动部件使用寿命短，需经常维修保养，不适合一些可靠性要求非常高不允许停机检修的场合。
如何选择冷却塔的型号？如何避免冷却塔选型中常见的问题？如何保证冷却塔在夏季仍能正常工作以满足所需的冷却量？笔者总结一些经验以供分享。
根据多年实践经验，冷却塔选型一般要注意两个方面的问题，即冷却塔的结构选型和冷却塔的容量选型。
一、冷却塔的结构选型
目前常用的一般冷却塔有逆流圆塔式或横流方塔式，另有闭式冷却塔很少见且用途特殊，在此略过。
如资金充足，建议选择横流方塔式冷却塔。
横流塔其优点有不少，如其水损失率小，通风面积大，冷却效果好。******的一个好处是，其布水器是固定的，不像圆塔的旋转布水器需要水流来推动，非常适用于冷却水泵采用变频节能的系统。很多冷却泵采用变频节能后，圆塔式冷却塔的布水器在冷却水流量减少后，其旋转布水器因水流量不足而不能保持正常的旋转速度，甚至停转，水流不能均匀分布而是汇成水流，流速加快，与空气接触面和接触时间大大减小，冷却降温效果就严重减弱。则冷却水温度会越来越高，则制冷机等制冷设备的制冷效率会越来越低（在常规的工作范围内），反而没有起到应有的节能效果。横流式冷却塔却因布水器是固定的，在水流量减少时，其水流分布基本还是均匀的，且水流流速还会相对得更慢一些，而这会更助于取得更好的冷却降温效果，即冷却水得到更好的冷却后温度可降得更低，制冷设备可得到更好的制冷效率而降低运行能耗。
另外大容量横流塔有些分有几个模块，每个模块都有独立风机、布水器、填料层等，可以独立的工作，则其工作可灵活多样。如风机可单独停止进行维修，更可以很好的满足季度变化时，风机作节能控制，只需简单的控制启停而无需复杂的变频控制。
在具体选择型号时需注意的细节有：
1.要注意其布水器的形式，对于冷却塔，我以前比较推荐“良机”品牌，但在最近一次工程使用时，发现其厂家有点偷工减料的味道，如布水器不再是封闭式管式，而是敞开的水漏式，不仅水流量大时，其将可能因没有封闭式的压力而可能溢出，更因其敞开式爆晒在阳光下，而更容易生藻类，或被其他（如灰尘）给污染。当初订货是以前的型号和结构印象，结果几年后厂家为节约成本而大改特改。所以，如有可能，应尽量要求看最新的实物。
2. 冷却风机的连接方式：我个人认为当然是直连式的最好，基本不用维修，而现在厂家为降低成本，多采用标准的双极电机，再以皮带减速。皮带式连接成本虽低，却因其皮带盘等配合性，皮带必然经常损坏而增加了维修量和故障性。如有可能，应尽量选择风机和电机是直连式的。
3.分体式和连体式差别：连体式虽然布水管、风机都是独立工作的，但其水盘是相通的，分段之间也没有完全隔断，这样风流、水流没有做到完全隔断，一是实际在维修、清洗时，不能像分体式完全独立和隔断以实现独立操作，二是运行中因风流没有隔断，当有一台风机停运时，就会有风流互窜短路而影响冷却效果，所以如设备可靠性要求较高，平时不能停机检修时，应选用分体式，而尽量不要只图便宜选择连体式。
二、冷却塔的容量选择
一般设计中，冷却塔的容量选型时虽考虑留有一定裕量，但实际运行中，发现远远不够。
冷却塔作为附属设备，一般是根据制冷设备需要的冷却量进行设计选型，因制冷设备在选择时有考虑裕量，则在冷却塔匹配时，基本是刚刚好，而很少为冷却塔考虑一个裕量系数。
实际运行中，在天气闷热时，空调负荷大，制冷设备基本达到设计******值运行，而此时，因冷却塔的工作环境条件远比设计条件恶劣，因环境空气相对湿度高，无法有效蒸发带走冷却水中的热负荷，导致冷却塔效率严重降低，无法达到设计的冷却量。制冷设备的冷却水循环累积，冷却水温度越来越高，直接影响就是制冷设备的运行能耗增加、冷却塔水损率增加，严重甚至导致制冷设备保护跳机，或冷却水要大量直接补低温的自来水等来保持冷却水达到温度要求。
故冷却塔在选型时，要充分考虑在天气闷热时，冷却塔因环境条件达不到设计温湿度条件时冷却效率严重打折的因素，还需考虑冷却塔在运行几年后，其填料层、风机、布水器的工作效率降低的因素。则冷却塔的容量选择时一定要充分留有裕量，根据我个人经验，选择冷却量大一倍的冷却塔都不为过。标准冷却水流量是所选冷却塔标准流量的一半，则水流分散，无论是正常情况还是在天气严重闷热的异常情况，可以得到更好的冷却效果，冷却后水温度更低；天气闷热虽影响冷却塔冷却效率，但因冷却塔容量大，实际冷却量基本可达到制冷设备的需求，则冷却水温度可得到保证不会偏高。
冷却塔在整体系统的投资比例一般较小，即使选择大一倍的冷却塔也不会多多少投资，但在运行中，冷却水温度可控制在较低状态，制冷设备制冷效率就高，运行中一年节省的能耗和水损，基本就够买一台匹配的冷却塔了。
理论和实践都说明，在合理范围内，冷却水温每降低一度，制冷效率平均提高3%，冷却塔合理偏大设置，冷却水温度基本可降低约2~4度，故加大冷却塔的选型是绝对划算而不浪费的。
冷却塔选择容量在大于实际需求一倍时，还需注意一个问题，即选择圆塔时，要考虑其旋转布水器是需水流推动的，水流小于其设计值时，冷却塔整体效率也得不到保证。所以是圆塔时，应至少选用两台流量一样的冷却塔，正常时，只开启一台冷却塔；天气闷热时，加开冷却泵后，两台冷却塔则可全部投入运行。横流式方塔因布水器固定，则没有以上顾虑。
另因空调负荷有明显随季节变化而变化的特性，其冷却量也是明显大幅度变化。在******冷却总量确定后，多数量小容量冷却塔的配置方案在运行节能、停机检修维护的灵活性上都要优于大容量少数量的冷却塔配置方案。
总结：如费用充足，最好是选择多个容量相当的独立式横流式冷却塔。如：冷却设备需180冷吨左右冷却量，一般匹配设计选择向上靠一档的200冷吨冷却塔1台，而实际中最好是选择总冷却量约为400冷吨，3台125~150冷吨冷却塔为宜。

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