冷却塔冬季供冷实例探究

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1、冷却塔冬季供冷实例探究　　摘要：冬季冷却塔供冷在我国很多工程实例中得到了应用，节能效果显著。本文就冷却塔冬季供冷的原理、技术参数与存在问题作了简要介绍。关键词：冷却塔；供冷；热交换能力中图分类号：TS438文献标识码：A1概述冬季，大自然就相当于一个取之不尽、用之不竭的巨大冷源，合理高效利用大自然这个免费的冷源，是节能的一条重要途径。2011年笔者参与了江西南昌某精密硬质合金工具厂房建设，该厂房成功利用冷却塔在冬季和过渡季节给生产设备提供冷水，取得一定节能成果。本文根据该厂房实例，从冷却塔冬季供冷节能经济效益、制约因素和解决方案的方面进行分析和总结，希望和同行一起讨论、研究，寻求冷却塔冬

2、季供冷的最佳技术方案，并为同类厂房的应用提供参考。2项目实例项目为目前全国乃至亚洲最先进的精密硬质合金刀具生产厂房，生产设备均为国外进口，厂房内核心车间——精密磨床车间（简称车间）要求恒温恒湿，生产工艺需要空调系统为油冷却机提供循环冷却水，要求回水温度（油冷却机出水）必须≤26℃。9车间空气参数要求：温度22±1℃，湿度55±10%。生产工艺冷负荷492KW，夏季空调系统冷负荷540KW，冬季空调系统冷负荷120KW（夜间车间停产时：热负荷75KW）。生产工艺为常年冷负荷，负荷变化只和生产设备开工率有关，不受外部环境季节影响；空调系统冷热负荷变化既和季节变化有关，又和生产开工率有关。空调

3、系统方案见图1：夏季，由冷水机组供冷。冬季，冷水机组关闭，空气处理机用调整新风量的方法维持室温，油冷却机利用冷却塔供冷。冬季夜间，当新风量调至最小、室温室温仍不能满足要求时，利用辅助电加热器加热送风以维持室温；过渡季节当新风湿度大时，利用调整新风量调节车间温度难以保证室内湿度时，制冷机开启。3节能效果分析3.1夏季工况和冬季工况分界点的确定冷却水和空气充分接触情况下，冷却塔出水温度与空气湿球温度之间的温差称为冷幅，一般在3～6℃之间。当空气湿球温度不变时，冷却塔供回水温差越大，则冷幅越大，反之则越小。因此降低冷却塔供回水温差，可以使冷却塔供冷时间相对延长。油冷却机要求冷却水出水温度≤26

4、℃，板式换热器温度损失按2℃考虑，则冷却塔供冷时，冷却塔回水温度须低于24℃。冷却塔流量不变时，冷却塔进出水温差Δt=90.86Q/G，其中Q——生产工艺冷负荷（W），G——冷却泵流量（kg/h）。计算结果：Δt=3.5℃，相应冷却塔出水温度≤20.5℃，冷幅取值5℃时，则当空气湿球温度低于15.5℃时，可以利用冷却塔直接向油冷却机供冷。3.2节能效果分析查阅南昌地区气候资料，全年湿球温度低于15.5℃的时间约为3161h。考虑以下因素：①车间生产3班倒为主，部分时间2班倒（0点至8点休息）；②重大节日休息；③为避免过渡季节冷水机频繁启停，过渡季节冷却塔供冷时间减少（参见本文3.1内容）

5、。因此，实际冷却塔供冷时间低于上述时间，测算后约为2397h.年节约用电量：Q=P·t·90%≈2.05×105KWh其中：P——冷水机额定输入功率95KWt——年冷却塔供冷时间2397h90——生产设备每班平均开工率年节约电费：2.05×105KWh×0.70元/Kwh=14.35万元经统计，车间2012全年空调系统耗电量521640KWh，生产工艺供冷耗电量479388KWh，全年合计耗电量1001028KWh，冷却塔冬季供冷节电量约占总耗电量的16.8%，节电效果较明显。在仅增加板式换热器、转换阀门等部件情况下，取得一定经济效益。4冷却塔冬季供冷制约因素及针对性措施分析94.1过渡

6、季节工况切换分界点的确定以及制冷机的频繁启动问题前文已分析：冬/夏季工况理论切换分界点为室外空气湿球温度15.5℃。以此作为系统工况切换分界点，在过渡季节会出现工况之间切换频繁，制冷机频繁启停的问题，使机修成本加大、机组寿命缩短。采取措施：根据每天气温变化规律和冷却塔冬/夏热交换能力分析比较结果（参见本文3.3内容），设置两个工况转换条件，即：油冷却机回水温度达到26℃时制冷机开启供冷，空气湿球温度低于13℃时制冷机关闭，切换到冷却塔供冷。每天气温变化一般是早晚低中午高，过渡季节每天理想的工况转换模式是：早上冷却塔供冷→中午冷水机供冷→晚间冷却塔供冷，冷水机组每天只启停一次。过渡季节每天

7、早上系统开机时，设定工况选择条件为室外空气湿球温度15℃，低于此值由冷却塔供冷。随着室外温度升高或者生产用冷负荷增加，油冷却机回水温度逐渐升高，达到26℃时，立即切换至冷水机供冷。午后气温逐渐降低，当湿球温度低于13℃时，冷水机关闭，转到冷却塔供冷。午后湿球温度降到13℃后再回升的情况很少发生，因此冷水机停机后很少再次启动。4.2冬季冷却塔供冷的防冻问题9本项目采用开式冷却塔，换热效果好但冬季夜间系统停运后必须采取防冻措施，以确保系