冷却塔设计与节能

1、1994年 6期 北京节能 起止页码：41-42 页浅谈普通玻璃钢冷却塔的高效运行范为革 冷却水系统节能运行模块总体原则：在保证冷凝器正常运行条件下，应尽可能降低冷却水温度，充分利用免费冷却能源，以提高冷机的COP，同时保证冷却系统电耗最小。优化冷却塔出水温度：冷却塔出水温度的主要影响因素：冷却塔入口空气湿球温度、流经冷却塔的空气流量、冷却塔进水温度、冷却塔水流量。冷却塔的水温依据周围空气的湿球温度来调节，冷却塔的换热只和室外空气的湿球温度有关，运行效果良好的冷却塔的出水温度最低可以达到只比湿球温度高35，因此只要室外湿球温度足够低，冷却塔就可以产生足够低的水温，满足过渡季供冷的需要。优化冷却

2、塔风机启停每台冷却塔风机的启停根据冷冻机开启台数、室外湿球温度、冷却水温度、冷却水泵开启台数来确定。冷却塔风机变频控制冷却塔风机可采用变频装置，以降低冷却塔风机所耗功率。当冷却塔出水温度高于设定值时，加大风机运行频率，提高转速，使冷却塔出水温度趋于设定值。冷却水泵变频控制冷却水泵变频一方面时为了消除冷却水泵选择过大而多耗电能，另一方面也是为了更好地适应低负荷的要求。其控制方式可以采用定压力运行。性能的评价简介： 通过冷却塔验收试验或性能试验整理出结果，应对该冷却塔的性能作出评价。评价的指标，决定于所采用的评价方法，有以冷却出水温度 ，或以冷却能力 (实测经修正后的气水比与设计时气水比的比值)作

3、为评价指标，也有用其它的评价指标。下面介绍几种目前国内外常用的冷却塔性能评价方法。关键字：冷却塔 评价指标 性能评价     通过冷却塔验收试验或性能试验整理出结果，应对该冷却塔的性能作出评价。评价的指标，决定于所采用的评价方法，有以冷却出水温度，或以冷却能力 (实测经修正后的气水比与设计时气水比的比值)作为评价指标，也有用其它的评价指标。下面介绍几种目前国内外常用的冷却塔性能评价方法。     根据冷却数方程式表示的热力特性和阻力特性，可以综合计算得到设计或其它条件下的冷却水温。   

4、;  根据设计条件及实测的热力、阻力特性，计算出冷却水温，与设计的进行比较，如前者的值等于或低于后者的值，则该冷却塔的冷却效果达到或优于设计值。     通过验收试验，测得一组工况条件下的出塔冷却水温，由于试验条件与设计条件的差异，需通过换算方可比较，其比较的方法是：将实测的工况条件代入设计时提供的性能曲线或设计采用的计算方法和公式，计算出冷却水温，如果比实测的高，则说明新建或改建的冷却塔实际冷却效果要比设计的好，反之则说明冷却塔效果差。     这种用实测冷却水温的评价方法，计算简便，评价结果直感，试验

5、时不需测量进塔风量，易保证测试结果的精度，但需设计单位提供一套性能曲线(操作曲线)或计算公式。    3.1 性能评价应用公式        式中实测冷却能力；     修正到设计条件下的冷却水量()；     设计冷却水量()；     试验条件下的实测风量()；     修正到设计工况条件下的气水比， &

6、#160;   由于试验条件与设计条件存在差异，故需将试验条件下所测之数据，修正到设计条件下进行评价。    3.2 设计工况点的决定    在作设计时，根据选定的塔型及淋水填料，可获得该冷却塔的热力特性，在双对数坐标纸上便可获得一条的设计特性曲线，如下图中直线1。     根据给定的冷却任务（）假设不同的气水比，可获得不同的，将其描绘在图上，便可得冷却塔的工作特性曲线，如上图中曲线2，直线1和曲线2的交点。即为满足设计要求的工况点。  

7、;  3.3 试验条件的工况向设计条件修正     冷却塔进行验收试验或性能试验时，由于实测进塔空气量G，和设计空气量不可能完全相同，所以获得的直线和上图中的直线1不可能完全相同，而是另外一条和直线1平行的直线3。直线3和曲线2的交点c则表示修正到设计条件下的工作点，C点对应的气水比即为修正到设计工况条件下的气水比。     c点的获得，可由试验得到的冷却数和气水比点绘到冷却塔设计特性曲线图上，得试验点b，过b点作直线3平行于直线1，从而可得到直线3和曲线2交点c。  

8、60;  根据试验实测的空气量及修正后c点的气水比，便可得到修正后的冷却水量，即：      将上式代入便可求得实测冷却能力。如大于90或95，应视为达到设计要求；大于100，应视为超过设计要求。     此评价方法与上述的冷却塔性能评价方法基本相同，亦是以实测冷却能力表示的，即：     所不同的是上式中进塔风量不是直接测定的，而是测定机械通风冷却塔的风机功率，根据风机功率再计算进塔风量。计算公式为： （kg/h）    式

9、中 通过实测风机功率换算的风量()；     设计风量)；     实测风机功率()；     设计风机功率()。     风量求得后，其它计算方法均与前所述相同。    (1) 本法是由试验数据利用操作曲线评价机械通风冷却塔性能的方法，计算结果是以冷却能力表示。    (2) 设计单位应提供相当于设计冷却水量的90、100、110三组曲线组成的操作曲线图。

10、每组曲线以湿球温度为横坐标，出塔水温为纵坐标，冷却幅宽火力参变数的列线图，如图（系列）所示。冷却幅宽曲线的变量至少要包括设计值，80设计值和120设计值三条冷却幅宽曲线。设计点应在曲线图上表示。    (3) 冷却塔能力的确定。将设计单位提供的性能曲线转化绘制成在试验条件下确定冷却塔能力的列线图。其步骤首先以试验湿球温度为基础，绘制一组以冷却幅宽为横坐标，出塔水温为纵坐标，冷却水量为参变数的曲线(下图)。然后，由此组曲线，根据试验冷却幅宽绘制一条出塔水温t2和冷却水量关系曲线(下图)，这样在试验出塔水温下就可查得预计保证的冷却水量，将试验的冷却水量再进行

11、风机功率的修正。修正后的水流量与预计的水流量之比即可确定冷却塔冷却能力，亦即利用下列公式计算：             对水冷冷水机组冷却水温度优化控制的探讨 作者：施敏琪 李元旦 张彦简介： 本文分析了冷却水温度对于冷水机组和冷却塔的综合能耗的影响，探讨了冷却水温度优化控制对于制冷机组节能的意义。并对如何实施冷却水温度控制、以及冷却塔风扇的顺序控制等控制实施方法进行了介绍。关键字：冷却水温度 冷却塔控制 冷水机组能耗 1. 引言对大中型空调系统而言，水冷式冷水机组是采用得最

12、为普遍得冷源。据统计，冷水机组的能耗占到整个中央空调系统能耗的30以上。因此制冷机房的节能成为日益关注的话题。做为整个制冷机房节能计划的一部分，冷却水温度的优化控制对于冷水机组和冷却塔的综合能耗的下降，有着积极的意义。目前国内的设计标准工况都把冷却水供回水温度定义为3237°C的运行范围。这是因为我们国家在冷冻机性能测定或者说冷量的测定是在冷却水温度32°C进入冷凝器，37°C出冷凝器这样的工况下定义的。但制冷机在实际投入使用后，有90以上的时间是运行在非设计工况下的。 此时，不但制冷机组的工作负荷与设计工况下的负荷有较大的偏离，而且由于室外气象条件的变化，冷水机

13、组的工作点也与设计工作点有很大的不同。 在非设计工况，全年各种不同的空调工况下这冷却水的温度应该控制在什么范围呢？室外冷却水温度是否存在一个最优控制点使得冷水机组系统的能耗最低？如果存在这样一个优化控制点，通常用什么方法来进行控制才能获得满意的节能效果呢？本文将就制冷机组冷却水温度是否需要进行优化控制和如何实施优化控制以达到节能的目的作以叙述。2. 什么是冷却水的优化温度？图1. 冷却水温与冷水机组主机及冷却塔能耗之间相互影响的关系示意 根据一般的工程常识我们知道，对于机械式冷却塔，风扇转速越高，冷却水的温度就会越低，此时冷却塔的耗电越多；可是对于主机来说，冷却水温度越低，主机的耗电越少。反之

14、，冷却塔转速越低，冷却水的温度越高，这样冷却塔的耗电越少。但对于主机来说，由于进入冷凝器的水温升高，相应的主机耗电会增加。上述关系可用图1描述。应该如何控制冷却塔出口的水温，使得整个机组的耗电最低呢？这里显然存在一个优化控制的问题。另外在整个供冷季节，建筑的负荷（需冷量）和室外气象条件（对冷却水温控制而言主要是湿球温度）是不断变化的。在全年各种不同的工况下面，冷却水温度应该依据什么原则来实施控制呢？在全年室外各种气象工况，主机各种不同的荷载下，我们是否要按照设计工况来保证冷却水的供水温度，比如32°C呢？答案是否定的。实际上，主机和冷却塔的优化的综合最低能耗并不是确定在某一个恒定的冷

15、却水温度上的，它随着室外湿球温度，主机的部分负荷的变化而变化。请看下图2。 以一台冷量为5450kW(1550冷吨)的离心式冷冻机为例，在室外湿球温度18°C时的满负荷的工作状态曲线见图2。图示表明在此负荷，此湿球温度下，随着冷却水温度的不同，主机和冷却塔能耗也随之不同。但我们能找出在此状态下的能耗最低点为24°C。就是说，在这样的气象条件下，这样的工作负荷时，提供这样的冷却水温度是最低的能耗。当随着负荷减少，室外湿球温度的下降，这冷却水的优化温度也会随之发生变化。在主机荷载到为4000kW(1160冷吨)时，湿球温度在14°C的条件下，冷却水的优化点移到了21&

16、#176;C，也就是说，不同的湿球温度，不同的主机荷载会产生出不同的优化温度点。同理，当主机2500kW(730冷吨)、湿球温度在12°C时，优化温度就相应地移到了18°C。 因此，我们不难发现，在冷却水系统的运行过程中，及时计算出该时刻的冷却水优化温度，并按照该温度将冷却水提供给主机的冷凝器，将减少主机与冷却塔的综合能耗，高于或低于这个优化温度，综合能耗都将上升。图3. 冷却水温度变化与机组能耗关系示意图图3是3516kW(1000Ton)离心主机在50荷载时，某一湿球温度下的瞬间能耗比较图。由图分析可知，对于冷却塔能耗线，随着冷却水温度的提高，冷却塔的能耗就相应减少；而

17、对于主机能耗曲线，随着冷却水温度的提高，主机的能耗相应增加。因此，单一设备的节能不能说明该系统节能，综合能耗是主机能耗和冷却塔能耗的叠加，只有在图中找出综合能耗的最低点，才是最佳的系统节能。图中，在该工况下，该冷却水优化温度在28°C。不同的机器有不同的优化温度公式，我们怎样才能找到这优化了的冷却水温度呢？文献2给出了针对一单台螺杆冷水机组，它的最优冷却水控制温度的算法可以用如下公式21表示： Topt= A×Toaw+B×Wr - C×Twbd - D×L+37 21上式中，Topt最佳冷却水温度（）；Toaw 室外湿球温度（）；Wr 为负荷

18、率 = 实际负荷 /设计负荷；Twbd室外湿球设计温度（）；L流量 （l/s）； A，B，C，D为系数。3. 怎样来进行冷却塔供水温度的控制？我们已经知道了提供一个优化了的冷却水温度的节能意义，这里我们进一步讨论在控制冷却塔出水温度的时候，冷却塔风扇的顺序控制和意义。冷却水温的调节有许多方法，有冷却水系统的旁通泵变频控制，也有冷却塔风扇的两档风速控制，还有冷却塔风扇的变频控制。这里，我们主要讨论多塔并联时，变频风扇的控制顺序和两档风速风扇对于风扇本身的节能意义。首先，我们知道风扇的转速，和风量，和能耗之间的公式如下： P2/P1=(RPM2/PM1)3 31P2= P1(RPM2/RPM1)3

19、 32RPM2/RPM1=FLOW2/FLOW1 33上式中P为能耗，RPM为转速，FLOW为冷却塔风量。假如使RPM2之转速变为RPM1的一半，则 P2= P1(0.5/1)3=1/8P1=12.5%P1所以低速运行是冷却塔本身节能所在。比如，两台主机和两台冷却塔对应，在两台主机满载工作时，如室外工况要求两台冷却塔100投入，毫无疑问，这种满载工况的出现并没有可以节能的余地了，但是这种满载概率在舒适性空调中通常不超过10；系统在全年的运行中，大部分时候是处在部分负荷状态下。也就是说，全年90以上的时候有节能的余地。当负荷侧只需要一台主机工作时，这时，我们投入一台还是两台冷却塔呢？假设此时主机

20、100满载，再假设冷却塔运行一台满载可以满足主机的冷凝要求，这时，如果投入一台冷却塔，我们的冷却塔能耗为P1，假如我们投入两台冷却塔，而每台的风量为满载风量的一半时，两台冷却塔的总换热量之和还是等于一台冷却塔满载换热量。而两台半载冷却塔的能耗之和为：P=2*P1*(RPM2/PM1)3=2*P13=25%P1图4四台制冷机四台冷却塔控制模式示例很显然，运行两台半载冷却塔的能耗只是运行一台冷却塔满载能耗的25。同样，如果是三机三塔，或者是四机四塔，都应该应用冷却塔低风速的原则，所减少的能耗更多。对应于两档风速冷却塔风扇的控制顺序，我们同样也可以使用下面的增载和减载模式进行。图4是四机四塔的冷却塔

21、顺序控制：4结论 1. 系统的配置只是机房设计的一部分，而系统优化运行对于冷水机组寿命周期内的能耗具有很重要的影响；2. 在整个供冷季节都存在这冷却水优化控制温度点，能使得机组和冷却塔的综合能耗最低；参考文献：1Mark Hydeman, Ken Gillespie and Ron Kammerud ,A Toolkit to Improve Evaluation and Operation of Chilled Water Plants，The Cool $ense National Forum on Integrated Chiller Retrofits ，San Francisco,

22、September 19972. 美国专利号：U.S Patent No.560096, 1995空调冷却水系统设计问题的探讨 作者：陈碧祥简介： 空调制冷的冷却水系统一般是开式系统，相对比较简单，因而，经常不被设计人员所重视。本文就冷却水系统的承压、水泵扬程的确定、多台冷却塔的并联、系统的启停顺序、节能控制等问题谈谈自己的观点，供大家参考。关键字：冷却水 承压 扬程 冷却塔并联 变频控制 一、冷却塔的位置要考虑系统设备承压要求：冷却水系统形式主要有两种：水泵前置式和水泵后置式，如图1、2。确定时要考虑水系统的承压能力。水系统的承压能力最大的地方是水泵出口，如图中的A点，系统承压有以下三种情况

23、：系统停止运行时，水泵出口压力为系统静水压力hZ；系统瞬时启动，但动压尚未形成时，水泵出口压力为系统静水压力和水泵全压之和hZ+HP；正常运行时，水泵出口压力为该点静水压力与水泵静压之和hZ+HP-v2/2g。冷水机组冷凝器耐压，目前国产机组一般为981KPa。水泵壳体的耐压取决于轴封的形式，水泵吸入侧压力在981KPa以上时，要使用机械密封。冷却塔如果设在高层建筑主楼屋面，产生的压力高于机组的承压能力时，冷却水泵宜设在冷水机组的冷凝器出口，以降低冷凝器工作压力。有人会提出疑问：水泵入口负压过大，会产生气蚀。事实上，冷却塔与冷水机组之间的高差，远大于管路阻力和冷凝器阻力，并且水泵还有一个容许吸

24、上真空高度。笔者的同学曾经设计一个工程，机房在地下，裙房屋顶为人员活动空间，业主要求在120米高的屋面安装冷却塔，系统最大承压要超过1.2MPa与水泵全压之和。这就造成产生的静压太高，冷凝器不能承受，同时对水泵轴封和软接头提出了更高要求。解决方法一：选用能承受高静压的设备和管道配件，这将大大增加工程造价。解决方法二：如图3，设两个冷却水箱、两套冷却水泵。一个高温冷却水箱、一个低温冷却水箱，一套冷却水泵从低温水箱抽水进入冷凝器后进入高温水箱，另一套冷却水泵从高温水箱抽水送入冷却塔，然后回流到低温水箱。但要注意：冷却塔处要采取一定的措施，避免停泵时水全部流入低温水箱。水箱要满足冷却塔到机房的充注水

25、量，水箱的水位也不好控制；这样水泵的扬程太高（图中h高度的扬程浪费了），这不是一个经济的做法。解决方法三：加板式热交换器隔绝高压，但冷却塔选用要有余量，如图4。笔者认为，对于某些建设方的不合理的要求，设计人员不要迁就。此类工程最好把冷却塔放在放在裙楼上 。 二、冷却水泵扬程的确定冷却水系统水泵扬程计算应该是系统阻力（管道、管件、冷凝器阻力之和），冷却塔集水盘水位至冷却塔布水器的高差，冷却塔布水器所需压力组成，并附加510裕量。设计人员常犯的错误，是一见到开式系统就计算系统的高差。冷却塔虽然是开式系统，但是因为冷却塔自带集水盘，相当于水箱放在屋顶，这部分水静压和供水管上升所需静压相抵消，所以只需

26、计入冷却塔底盘和布水管的高差就可以 。某工程空调冷却水系统:2台水泵+2台冷却塔并联，水泵设计流量400t/h, 扬程40m。调试时遇到如下问题: 单台水泵运行时,若泵出口阀门开度>30%,水泵振动较剧烈,泵前、后压力表跳动,配电柜电流表跳动; 若泵出口阀门开度<25%,水泵基本可以稳定运行,电流表显示为90A。经计算，当电流为90A时，水泵流量假定为400t/h,效率按70计，则扬程约17m，设计者大概把冷却塔和水泵的高差计入了扬程，所以水泵扬程大了一倍。幸好阀门开得小，否则水泵可能会烧电机。再看另一种情况：在实际工程中，由于诸多原因，建筑屋面不允许放置冷却塔，而冷凝器又设于高处

27、，形成如图5所示的系统。这种系统当水泵停止运行时，管道内冷却水回到塔中而形成真空，产生虹吸而倒流，冷却塔集水盘处会溢水满地。设计时一般采取一定的措施，如在冷却水管的顶端安装一个真空破坏阀，如图6。或在顶部设通气管，如图7。暖通空调2003年第4期冷却塔处于系统下部时的水力分析一文提出：当系统高度太高时，在冷却塔进水处设电动阀，以防止系统停止运行时水流空，笔者认为不如图6、7方便、简单。下面我们分析一下图7，首先，假设ab段阻力为hab，bc段阻力为hbc，水泵扬程为H，冷却塔所需出流水压为hlq。第一种情况：h2=hbc+hlq，水泵扬程仅需克服ab段阻力和ab之间的高差，即H=hab+h1+

28、h2,此时通气管的高度h3高度可为0，这是理想情况。第二种情况：h2<hbc+hlq,水泵扬程不仅需克服ab段阻力和ab之间的高差还要有余量来克服bc段部分阻力，扬程H=hab+h1+h2+(hbc+hlq -h2) = h1+ hab+hbc+hlq 。很显然，当通气管的高度h3> hbc+hlq-h2时，水才不会从通气管内流出来。第三种情况： h2>hbc+hlq,水泵扬程仅需克服ab段阻力和ab之间的高差扬程H=hab+h1+h2，h3=0。但是，冷却塔出水中混入大量空气，水泵扬程部分被浪费了，增加了电能消耗，这不是一个经济的做法。综上所说，第一种情况是少见的，第二种情

29、况是普遍的，第三种情况应尽量避免的。为了使系统正常经济的运行，系统高度不宜太高，设计时应进行详细计算，当出现第三种情况时，可以通过增加bc段阻力来避免。三、多台冷却塔的并联问题规范要求选主机时要尽量做到大小搭配，以便适应负荷的变化，但这时冷凝器、水泵、冷却塔连接起来就很麻烦了。在工程上，多台冷却塔并联运行时，配管方式一般有5种方式，见图8-12. 图9管线布置最复杂，占用空间大，但流量分配合理，运行可靠性高。图8、10、11管线布置简单，但是，经常出现溢流和补水现象，主要原因是：1、一般在塔的进水管上安装了电动阀，而出水管上未装，不运行的塔进水阀关闭，但出水管连通。当单台运行时，用的那台冷却塔

30、水盘中水位上升，引起溢流，而其他不运行的塔的水盘则不停的补水。2、各塔水量分配不平衡，主要是管路布置问题，有的塔进水管道阻力小，出水管道阻力大；进水多出水少，造成溢流。有的塔则相反,不停的补水。3、几台大小不同的冷却塔连在一起时，塔中水位不一样高，水盘低的塔必然溢流。基于上述问题，设计时要注意平衡问题，包括水位平衡和水量平衡，通常对于合流进水方式，采取以下几种措施：1、对于图8，每台冷却塔的进出水管上设电动阀，并与水泵和冷却塔风机连锁控制。2、对于图8，10，11，各冷却塔(包括大小不同的塔)水位控制在同一高度，高差不应大于30mm。在各塔之间安装平衡管，并加大出水管的共用管段的管径。3、对于

31、图8，11，为平衡各冷水机组水量，可在各台冷水机组出水口设平衡阀。图12管线布置简单，系统流量也易平衡，笔者常采用此方式。四、冷却水系统的启停顺序制冷空调自动控制（张子慧、黄翔、张景春编）提出冷却水系统的启停顺序：风机-电动蝶阀-水泵。而某些产品样本中明确提出“冷却塔启动时一定要先开水泵后开风机，不允许在没有淋水的情况下使风机运转”。笔者认为：在过渡季的冷却水循环中，有的时间可以不用开风机。假如采用先开风机后开泵的顺序启动方式，就无法实现水泵运行而风机停止的工况。正确的冷却塔的启停顺序一般应该为：开冷却水泵开冷却塔对应的电动蝶阀确认淋水正常和水盘的回水正常无空气视冷却水温的需要决定冷却塔的风机

32、运行；停时程序相反。五、选用冷却塔应有富余量笔者调查了许多工程，发现冷却塔与冷水机组的冷却水额定流量相等一一对应情况下，在特别炎热时，冷水机组出力降低甚至无法运行，或者，运行1台机组需开2台冷却塔。这说明国产冷却塔在标准工况、额定流量下，一般难以达到5温差并长期运行，所以在选冷却塔时建议按冷却水量的1.2倍来选择冷却塔。溴化锂冷水机组由于其制冷循环特点，要求更大的冷却水温差，这时，就不能选用标准型冷却塔，而要选用中温型，并根据生产厂家提供的全性能曲线图表来校核。六、冷却水系统的变频与控制1、冷却水系统变频控制的必要性大型中央空调系统，通常按最大负荷来设计，但是，系统大部分时间是在部分负荷下工作

33、。空调冷却水系统一般是定流量系统，部分负荷下动力输送能耗不变，使制冷系统综合能效比大大下降。常规控制方式是对冷却塔出水温度进行调节。冷却水温度的调节，一般可采用冷却塔出水温度控制风机的启闭，或者在冷却塔进水管上安装两通电动调节阀，旁通部分水量，保证供制冷机的冷却水混合温度，同时又控制风机的启闭。在实际设计选择水泵时，我们常常将流量、扬程计算值分别附加1020，如果再考虑上计算过程的保守，就导致经常发生系统流量扬程高于系统需求值，需要用阀门来调节，造成很大浪费。2、冷却水系统变频控制的可行性对冷却水泵采用变频调速控制，辅以冷却塔风机的通断控制或变频调速控制，将大幅度减少冷却水系统的能耗。对于电制

34、冷机组，冷却水系统的下限流量可定为额定流量的70。对于蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机组，下限流量可以更低，国产双良的机组下限流量可为60，远大的机组下限流量可为30，远大机组中还为冷却水泵和冷却塔风机提供了变频信号输出和控制软件。3、错误观点谈到变频调速，有人认为变频前后：水泵的流量、扬程、轴功率和转速的满足下列关系式：G2/G1=n2/n1 ；H2/H1=(n2/n1)2；N2/N1=(n2/n1)3；因而推断水泵的功率与流量的3次方成正比，再推出当流量为额定值的75时，水泵的能耗已降至原值的42。这是一个错误的观点，变频前后两点并不是相似工况点，不满足上述关系式。4、实际应用笔者曾有幸参与某宾

35、馆的冷却水系统节能的改造。该系统采用2台制冷量1160KW的蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机组，冷却水泵流量320m3/h，扬程38m，电机功率55KW/台，2用1备。改造前该系统主要存在如下问题：1、该宾馆在旅游淡季客房入住率低，水泵能耗高。2、设计冷却水泵扬程太高，需通过关小阀门来消耗多余的压差，严重浪费。改造时采用2套空调水泵智能恒温差变频控制系统，为节约设备初投资，在控制系统中增加一台切换控制柜，实现2台变频控制系统与3台水泵之间的自由转换。控制系统根据冷凝器进出口温度传感变送器采样温度变化结合空调制冷系统能量平衡关系调节水泵流量，维持冷凝器制冷剂侧和水侧热量平衡关系，维持进出口温差和换热对

36、数平均温差恒定。项目改造完成后至今已经运行了2个制冷采暖周期，运行情况良好，节能效果得到业主高度评价。5、缺点与不足：如果常时间在低流速的情况下运行，冷却水管道易结垢，但是有人提出清洗管道的费用远小于水泵变频节约的费用。机组冷却水流量减少，其换热系数也随之降低，机组制冷量减少，其制冷系数COP值可能也降低，机组相对耗能可能有所增加，如果大于节约下的水泵能耗，则适得其反。所以采取上述节能措施时，要综合考虑。七、结论在冷却水系统的设计中，要合理的选择水泵扬程，注意系统承压、流量的平衡问题，同时需要采取合理的节能控制措施来降低水输送能耗。参考文献1 实用供热空调设计手册，陆跃庆主编2 全国民用建筑工

37、程设计技术措施给水排3 暖通空调设计通病分析手册 李娥飞 编著 中国建筑工业出版社景观式中央空调冷却系统在工程中的应用 作者：韩金山简介： 本文提出并应用了一种利用景观散热的中央空调冷却系统，该系统节能、环保，具有很高的实用价值；通过对改造前后运行对比分析表明，该系统比常规的变频改造节电率更高，关键字：冷却系统 冷却水泵 景观散热装置 景观冷却塔 节能 一、引言 能源是国民经济发展的物质基础，促进能源的合理、有效利用，对我国经济发展和环境保护具有深远的战略意义。 “资源开发与节约并举，把节约放在首位”是我国的能源政策。据统计，我国有10%的能源消耗在建筑空调上，如果在空调系统的用能上能够节约2

38、0%，则国家的总能耗就会降低2%，这是一个非常可观的数字。对于我国的节能具有重大意义。因此，研制、开发、推广中央空调节能装置对节约能源有着重要的经济意义和广阔的市场需求。 中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的 4060%。 长期以来，中央空调系统的性能选择往往仅考虑其主机的最大制冷能力，各配套系统按最大负载量配置，这种选择是单方面选择，不是最合理的。 在组成空调系统的各种设备中，水泵所消耗的电能约占整个空调系统的四分之一左右。早期空调的水泵普遍采用定流量工作，能源浪费非常严重。 在中央空调系统中，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的容量是按照建

39、筑物最大设计热负荷选定的，且留有 10%15%的余量,在一年四季中，系统长期在固定的最大水流量下工作。由于季节、昼夜和用户负荷的变化，空调实际的热负荷在绝大部分时间内远比设计负载低。图1所示是建筑物热负载年变化的曲线，图2所示是建筑物热负载日变化的曲线。由图可见，与决定水泵流量和压力的最大设计负载（负载率为100%）相比，一年中负载率在50%以下的运行小时数约占全部运行时间的50%以上。一般冷冻水设计温差为57，冷却水的设计温差为45。系统在流量固定的情况下，全年绝大部分运行时间里，冷冻水、冷却水的温差仅为13，即在低温差、大流量情况下工作，从而增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输出能

40、量。中央空调冷却塔耗电量在冷却系统中占有很高的比例，以北京大学深圳医院为例，2002年1-12月份达到30%。因此节约低负载时水系统的输送能量和取消冷却塔风机消耗的能量，具有重大意义。 二、景观式中央空调冷却系统 1、景观式中央空调冷却系统工作原理 现有中央空调机冷却水降温，仍普遍采用传统的冷却塔形式，冷却塔是制冷系统中将热量转移到大气的设备，这种传热方式有如下缺点，一是要用水泵把冷却水提升到楼宇的顶端，在冷却塔中散热，能源浪费严重；二是冷却水作用单一，巨大的势能得不到利用。 为了解决现有中央空调机冷却系统的不足，我们开发了一种景观式中央空调冷却系统（专利号： ZL 02249860.5）。该

41、景观式中央空调冷却系统能够在冷却循环水的同时，为人们提供幽雅舒适的景观，即美化了环境，改善了区域环境质量，又节约了能源，它取消了原冷却塔风机的耗电，降低了循环水的落差，减少了水泵的输入功率，使冷却系统平均节约电能60%以上。 景观由喷泉和流水组成，它能够湿润周围的空气，消除尘埃，净化环境，喷泉射出的水柱与空气撞击，产生负氧离子，对人体颇有益处，被誉为“空气长寿素”，一直受到人们的青睐。 2、景观式中央空调冷却系统特点 （1）节约能源 取消了传统冷却塔中的电动风机，以循环水系统中存在的水流压力为驱动力，从而节省了电力，对冷却塔而言，节电 100%，对中央空调冷却系统而言，节电30%以上。 （2）

42、保护环境 该冷却装置具有所有其它冷却装置均不具备的环保功能，它为人们提供幽雅舒适的景观，美化环境，改善区域环境质量。 （3）降温效果好 景观核心部件雾化装置性能优异、雾滴直径小、雾流形态合理、气水比大、上喷雾流气水交换充分，加上合理配水布水、克服了雾流干扰现象，景观内风场合理、阻力小、蒸汽分压低等原因，使本装置的降温效果良好。 （4）冷却管道内压力降低 景观散热装置的利用，大大降低了冷却管道内的压力，出水压力由 0.9Mpa降为0.4Mpa，回水压力由0.5Mpa降为0.1Mpa，大大延长了冷却管道寿命。 （5）冷却水泵最低扬程降低 普通的冷却水泵变频节能改造，为保证冷却水正常循环，都有下限频

43、率限制，通常情况下，这一频率设定为 38Hz，而本系统由于降低了扬程阻力，水泵工作频率可低至28Hz,这意味着冷却水泵最大节电率可达到84%，普通冷却水泵变频最大节电率只能做到62%。 （6）补水量小 普通冷却塔中容易出现飞溅水，使大量的补给水被冷却塔风机气流带出塔外，补给水浪费严重。本冷却装置特殊的喷水结构最大限度地减少漂水量，有效地降低了补给水量，普通冷却塔补水量为循环水量的 2%，而本冷却装置只有0.8%，平均节水在60以上。 （7）静音结构 无马达、减速机等转动机械设备，无电动风机的噪音。喷雾装置的低压运行减小了喷雾噪音，只有景观内的流水声和喷雾声，噪音 55db，因而特别适用于医院、宾馆、饭店、学院及邻近居民区的企事业单位。 （8）任意组合结构 可根据用户的实际情况