循环冷却水系统的节能与冷却塔供冷技术

68给水排水Vol.34No182008提供空气调节冷水。冷却塔供冷技术减少了全年运行冷水机组的时间,特别适用于需全年供冷或常年供冷的建筑,并可收到一定的节能效果[1]。2.1冷却塔供冷原理随着过渡季节及冬季的到来,室外气温逐渐下降,相对湿度降低,室外湿球温度也下降,从而冷却塔出口水温也随之降低。而此时建筑室内湿负荷及冷负荷也在不断下降,空调末端所需除湿量减少,适当提高冷冻水温,减少其除湿能力,完全能满足空调系统舒适性的要求。冷却塔供冷系统是在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备,当室外湿球温度低至某个值以下时,关闭制冷机组,通过冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,以达到节能的目的。冷却塔供冷系统的形式、建筑内部负荷、气象条件、供冷温度等因素对冷却塔供冷系统运行能耗均有一定影响[2]。这方面的研究成果加深了对冷却塔供冷技术的认识和了解,并为该技术的运用提供了一定的理论基础。2.2冷却塔供冷的形式按冷却水是否直接送入空调末端设备来划分,冷却塔供冷形式可分为两大类:间接供冷系统和直接供冷系统[3]。2.2.1间接供冷系统间接供冷系统是指系统中冷却水环路间相互独立,其能量传递主要依靠中间换热设备进行。其最大优点是保证了冷冻水系统环路的完整性,保证环路的卫生条件,但由于存在中间换热损失,使供冷效果有所下降。间接供冷系统通常有两种形式。一种是在制冷机组制冷剂环路中的冷凝器与蒸发器间设旁通管路,上设制冷剂旁通阀(见图1)。工作时关闭压缩面,将旁通阀开启,制冷剂充当热载体在其形成的环路中流动,完成热量的传递。但此方法由于换热效率低且要改变制冷剂环路,故一般不采用。另一种是在原有空调水系统中附加1台板式热交换热器(见图2)。在冷却塔供冷时,关闭制冷机组,使冷却水与冷冻水分别接入板式热交换热器,实现能量传递。目前工程中多采用此种形式。2.2.2直接供冷系统直接供冷系统是指在原有空调水系统中设置旁通管道,将冷冻水环路与冷却水环路连接在一起的系统(见图3)。夏季时按常规空调水系统运行,当转入冷却塔供冷时,将制冷机组关闭,通过阀门打开旁通,使冷却水直接进入用户末端。图3冷却水直接供冷给水排水Vol.34No18200869系统中冷却塔可采用开式或闭式。当采用开式冷却塔时,冷却水与外界空气直接接触,管道系统容易被污染,需要适当增加水处理设备以满足冷却水系统的要求。采用闭式冷却塔时可满足冷冻水的水质要求,但由于其靠间接蒸发冷却原理降温,传热效果会受到一定的影响。目前国内已有闭式冷却塔的生产。2.3冷却塔供冷系统设计应注意的问题[3]冷却塔供冷模式的室外转换温度点的选择直接关系到系统供冷时数。在设计时应根据过渡季或冬季建筑内的余热量、余湿量及室内设计参数,通过h2お玠图确定所需冷水供水水温,进行冷却塔供冷模式的转换。系统需对冷却塔供冷模式下的供冷能力进行校核。间接供冷系统中,换热器应选用具有较高效率换热能力的板式换热器。在冷却水泵的设置上,需要考虑转换供冷模式下对循环冷却水泵扬程的复核。特别是在直接供冷系统中,冷却塔供冷模式时的循环冷却水泵,需考虑冷冻水泵是否串联运行。直接供冷系统的设计中还应重视循环冷却水的除菌过滤,以防止阻塞末端盘管。由于冷却塔供冷主要在过滤季节和冬季运行,对循环冷却水系统的室外设置必需采取必要的防冻设施,如设置旁管、增设加热器、管道保温(电伴热)等。对需要加大特定室外湿球温度和建筑负荷下冷却塔冷幅时,也可采用串联冷却塔的方法来增加冷却效果,以提高冷却塔供冷模式的室外转换温度,从而增加供冷时数(见图4)。图4串联冷却塔增效连接2.4三通阀的运用在冷却塔供冷系统中,采用了三通阀(32wayvalve)来实现系统管道中水流方向的转换。三通阀有三通合流阀(mixingvalve)和三通分流阀(divertingvalve)之分[4]。三通阀是控制阀的一种,可有效地控制水流的方向和进行流量的分配,其构造示意如图5所示。图5三通阀构造示意管路系统中设置三通阀后,减少了阀门的数量,节省了安装空间,特别是增加了管道水流方向控制的灵活性。管道进出水流的启闭可通过两侧的水流压力平衡来控制,在冷却塔供冷系统的运用中往往在旁通进水的管路上设置平衡阀。在图5中,三通合流阀的左侧入口为常闭进口;在三通分流阀的左侧,为常开进口。在系统(见图2、图3)安装时,需要注意三通阀的方向性。3结语通过上述分析可以看出,在循环冷却水系统中节能是有作为的,节能的途径也是多样的,其中冷却塔供冷技术是具有潜力的节能技术。因此重视循环冷却水系统的节能对公共建筑的节能有积极的推广意义。参考文献1马最良,孙宇辉.冷却塔供冷技术在我国运用的模拟与预测分析.暖通空调,2000,30(2):5～92马最良,孙宇辉.冷却塔供冷系统运行能耗影响因素的研究与分析.暖通空调,2000,3