空调系统中冷却塔的节能
冷却塔在中央空调中起到什么作用
冷却塔在中央空调中起到什么作用
中央空调冷却塔是利用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷却是借着水蒸发过程来完成，并使冷却水可以继续的循环使用，从经济效益上来说，无形中减少了成本的浪费。
冷却塔的冷却方法，系将热水喷撒至散热材表面与通过之移动空气相接触。
此时，热水与冷空气之间即产生显热之热交换作用，同时部份的热水被蒸发，亦即蒸发水汽中其蒸发潜热被排放至空气中，最后经冷却后的水落入水槽内，利用泵浦将其传送至热交器中，再予吸收热量。
冷却塔在中央空调设备中的作用：设备在运转工作中在不断的发出热量，一般排放出这些热量，使机器正常工作，有两个方法，一个是风冷还有一个是水冷。
家用空调是风冷式的，而中央空调属于水冷式的。
中央空调的压缩机在制冷过程中不断的发热，如果不能及时使压缩机降到一定的温度，压缩机就会受热过快而停止工作。
通常使用水冷的方式使压缩机降温，常温的水通过压缩机，吸收热量，水温升高，不能重新用于压缩机降温。
只有重新用常温水，放掉这部分水或者使这部分水冷却后再利用。
冷却塔的作用就相当于普通家用空调室外机的换热器，是用来散热的设备。
对于水冷型中央空调来水，冷凝侧是靠水泵循环管道内的水来带走冷凝器内冷媒的热量的，水把冷凝器内热量带走之后，在水泵的作用下循环进入到冷却塔，通过水在冷却塔内的流动再把热量传递给冷却塔周围的空气，然后再次进入中央空调冷凝器吸收热量。
水冷型中央空调系统的冷却塔相当于普通家用空调室外机上的冷凝器，水泵相当于普通家用空调室外机上的风机电机，只是由一次换热变成了二次换热而已。
水冷型中央空调冷却水系统由于是开式系统，水质很容易变得很差，需要定期清洗管道、定期更换冷却水。
冷却塔的能耗管理
能效案例
• 实际节能值是塔水温度作用在压缩机功率上的 时间函数，并且伴随着负荷的变化线，当湿球 温度下降到72F(22.22C）压缩机功率的减少= 风机功率消耗。 • 在这段运行时间内，这个温度范围内，不采用 任何方法，例如在芝加哥，5月到9月是典型的 空调运行，这段时间大概600h 在一些北方城市， 湿球温度更低，夏季白天运行时间更短。
能效案例
能效案例
• 每1F 塔水温度降低，压缩机功耗大约降低1%，冷却塔出水温 度从85F ---65F （29.44C---18.33C) • 最多20%降低。再往下主机不允许。 • 气候变化，环境温度下降后，塔水水温降低到65F大楼热负荷 下降到原来的2/3，由于负荷变化节约的功率是： 1/3*400=133.3BHP,由于塔水水温的下降，得到的省功是： 2/3*400*20%=53.3BHP，持续不停风机，功率节约了5320=33BHP,
塔的水力和热力性能
• 首先看下水利和热力性能； • 一个给定大小的喷嘴需要的压力需求和通过喷 嘴的水量平方成正比。 • 如果水量增加10%，需大约大于21%压头维持。 • 流量下降10%，压头下降19%， • 先看增加，水利限制很快，很明显，通过逆流 塔压力的升高，支管末端的喷嘴压力升高，
喷嘴
喷嘴系统
185.55
179.24 173.10 166.92 160.86 155.40 150.00 144.63 139.04 134.01 129.16
108
109 110 111 112 113 114
1208
1218 1229 1239 1251 1262 1273
173.5
169 164.6 160 155.3 151 146.8
中央空调系统冷却塔的节能改造
工业技术II中央空调系统冷却塔的节能改造丘呈龙(广东省国防科技高级技工学校，广东广州510000)摘要：当前我国空调能耗仍比较高，节能措施应用不普遍等导致过多的浪费，是影响空调应用效果的重要因素。
另外，还有投资费用有限、运行管理水平低等因素也制约了节能效果。
针对以上在能耗方面存在的问 题，中央空调的节能主要应从设备和系统两方面着手。
基于此，对中央空调系统的冷却塔进行改造，提高水系统、通风系统的保温水平，减少热损失、热回收等,从而达到低碳节能的目的。
关键词：中央空调;冷却塔;节能;改造中图分类号:TU831 文献标识码:A文章编号：1003-5168(2016)02-0068-02 Energy Saving Reformation of Central Air Conditioning SystemCooling TowerQiu Chenglong(Guangdong National Defense Science and Technology Senior Technical School,Guangzhou Guangdong 510000) Abstract：A t present,China^s air conditioning energy consumption is s till relatively high,energy saving measures are not widely used,such as lead to excessive waste,which is an important factor affecting the effectiveness of a ir conditioning applications.In addition,the investment cost is lim ited,operation and management level and other factors also restrict the energy saving effect.In view of the above problems in energy consumption,the energy saving of the central air conditioning should be m ainly from the two aspects of the equipment and system.Based on this,the cooling tower of central a ir conditioning system was reformed,to improve the water system,ventilation system,the thermal insulation level,reduce heat loss,heat recoveryand so on,so as to achieve the purpose of low carbon energy saving.Keywords：central a ir conditioning;cooling tower;energy saving;transformation随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提 高，人民对生活环境和舒适度要求越来越高，空调系统及 相关设备已成为人们日常生活的一部分。
水冷式中央空调的节能措施
水冷式中央空调的节能措施摘要：近年来随着社会经济的持续快速发展，我国建筑行业呈现出蓬勃发展的态势。
各类建筑中，中央空调系统的应用日益普及，由此造成的能源消耗已成为影响国家能源战略的重要方面。
文章根据实际经验，对中央空调能耗进行了分析，并对中央空调节能措施以及空调施工中的注意点提出了一些看法。
标签：中央空调；建筑节能；耗能；措施一、中央空调能耗分析（一）水冷式中央空调系统中能耗最大的设备属冷水机组，冷水机组按照压缩机的类型分为：往复式（也称活塞式）机组、螺杆式机组和离心式机组，其动力能源为电能和热能，按照其额定制冷量和制冷效率，一般的额定输入功率从100KW到1000KW。
冷水机组的目的是生产低温（7°C）的冷冻水，所以供水温度的高低直接影响机组的负荷。
而末端空气处理机起动的多少也会影响冷冻水的回水温度，回水温度越高，机组负荷越大。
（二）冷冻水循环泵（简称冷冻泵）主要提供冷冻水循环的动力，其输入功率一般从11KW到132KW，传统的设计冷冻泵为定量泵，输出功率恒定不变；冷却水循环泵（简称冷却泵）主要提供冷却水循环的动力，其输入功率一般从11KW到132KW，传统的设计冷却泵为定量泵，输出功率恒定不变。
（三）冷却塔风机主要为冷却水降温提供风力，其输入功率一般从3KW到15KW，传统的设计冷却塔风机为恒速风机，输出功率恒定不变。
（四）空气处理机是进行室内空气温度调节的末端设备，其中风机提供了室内空气循环所需要的动力，通常采用恒速定风量风机，额定功率从0.5KW到15KW，但数量较多。
（五）中央空调的设计往往是按照当地的气象资料和建筑物的特点而设计的，并考虑到最大能量需求，还要预留10%至20%的设计余量，所以主机、水泵、风机都有很大的余量。
（六）由于季节的轮转和时间的变化，中央空调全年以最大功率运行的时间很短，一般不足1%，所以大量恒速电机存在很大的节能潜力。
（七）用户的维护意识淡薄也是造成中央空调效率降低的原因之一。
空调制冷系统的节能措施
空调制冷系统的节能措施1.合理选定制冷机的性能系数仅从节能的角度看，制冷机的性能系数愈大愈好，也就是制冷机的工作循环愈接近理想的卡诺循环，性能系数愈高。
若设计仅以此为优化的目标，则将导致热交换设备增大增多，但这在实际上经济效益是不好的，也是不可行的。
因此，在选用制冷机时应考虑一次性投资和经常运行费用的综合分析，一般来说，性能系数高的设备一次性投资大，运行费用低。
通常对一年内长期运行的制冷系统，由于经常费用大，对节能要求较高，应选用较高性能系数的设备。
反之，运行时间短的制冷系统在节能要求上可略低些。
总之要由具体的技术经济比较优化确定我国《旅游旅馆设计节能标准》规定的性能系数见表1。
2.合理确定空调制冷系统的设计参数冷冻水供水温度和温差、冷却水供水温度和温差对能耗产生直接影响。
提高蒸发温度或降低冷凝温度都可以提高制冷系数，但要减少二者供、回水之间的温差，因而增加蒸发器和冷凝器的面积。
对于一年内运行时间较长的制冷系统，宜取较小的温差;反之，在年内运行时间较短的制冷系统，宜取较高温差。
3.制冷机型号、台数、容量选择和其他影响(1)如前文所述，各种型号的制冷机组，均有与之相适应的制冷负荷、供冷参数和不同的使用条件。
因此，应根据具体情况(如供电、供热、余热利用等情况)，选择相应型号的制冷机组。
(2)通常制冷机组在部分负荷情况下效率较低，应根据负荷变化的特点，选用两台或多台制冷机，使之在效率较高的负荷工作区域内运行。
制冷机的容量应与负荷相匹配，根据负荷曲线变化情况，可选择一种或两种以上容量的制冷机组。
(3)合理选择水冷式或风冷式冷水机组。
近几年来，国内外已有多种风冷式冷水机组的系列产品应用在空调工程中。
一般风冷式冷水机组耗电量较高，主机费用较高，但在一些严重缺水地区,在一些不宜装设冷却塔的建筑群,以及对环境噪声有较高要求的用户，则有其优越的条件。
尤其在一些气候条件合适的地区，选用夏季供冷，冬季供热的风冷式冷热水机组有明显的经济效益。
冷却塔能耗标准
冷却塔能耗标准摘要：一、冷却塔能耗标准概述二、冷却塔能耗标准的关键指标1.冷却塔效率2.冷却塔风机能耗3.冷却塔水耗三、冷却塔能耗标准的实际应用1.设计阶段的能耗计算2.运行阶段的能耗监测与优化四、冷却塔能耗标准的意义1.节能减排2.提高冷却塔运行效率3.促进冷却塔产业技术进步正文：冷却塔能耗标准是针对冷却塔系统在设计、制造、运行过程中的能源消耗而制定的一系列技术规范。
冷却塔作为工业生产和建筑空调系统的重要组成部分，其能耗问题日益受到关注。
实施冷却塔能耗标准有助于提高冷却塔的运行效率，降低能源消耗，减少温室气体排放，推动产业技术进步。
冷却塔能耗标准主要包括以下几个关键指标：1.冷却塔效率：冷却塔效率是衡量冷却塔性能的重要指标，指的是冷却塔在单位时间内所能实现的冷却效果与能耗之间的比值。
高效率的冷却塔能够在相同能耗条件下实现更好的冷却效果。
2.冷却塔风机能耗：风机是冷却塔运行过程中的主要能耗设备。
冷却塔风机能耗标准规定了风机的功率、效率、运行电流等参数，以保证风机在满足冷却塔性能要求的同时，降低能耗。
3.冷却塔水耗：冷却塔水耗是指冷却塔在运行过程中所需的水量。
合理的节水设计和管理措施可以降低冷却塔的水耗，从而减少水资源浪费。
在冷却塔能耗标准的实际应用中，主要包括以下两个阶段：1.设计阶段的能耗计算：在冷却塔设计阶段，依据能耗标准对冷却塔的各项能耗指标进行计算，以确保设计方案的合理性和经济性。
设计人员需根据实际工程需求，选择合适的冷却塔类型、尺寸和设备参数，使冷却塔在满足性能要求的同时，达到较低的能耗水平。
2.运行阶段的能耗监测与优化：在冷却塔运行过程中，通过对能耗数据的实时监测，分析冷却塔的能耗状况，发现能耗瓶颈和运行问题。
针对监测结果，采取相应的优化措施，如调整冷却塔的运行参数、加强设备维护和管理等，以降低冷却塔的能耗水平。
实施冷却塔能耗标准的意义主要体现在以下几个方面：1.节能减排：冷却塔能耗标准的实施有助于降低冷却塔系统的能源消耗，减少温室气体排放，为我国实现能源结构调整和绿色低碳发展目标作出贡献。
空调系统的冷却塔改进技术研究
空调系统的冷却塔改进技术研究空调系统的冷却塔是空调系统中至关重要的组成部分，其性能直接影响着空调系统的冷却效果和能耗。
随着科技的不断发展，人们对空调系统的冷却塔的性能和效率要求也越来越高。
因此，对空调系统的冷却塔进行改进技术研究显得尤为重要。
一、空调系统的冷却塔的基本原理和结构空调系统的冷却塔是通过水的蒸发来带走空调系统中产生的热量，从而实现空调系统的冷却效果。
其基本原理是利用水的蒸发吸收空调系统中的热量，然后通过风机将热量带走，从而达到降温的效果。
空调系统的冷却塔通常由水箱、填料、风机、水泵等部分组成，其结构复杂，需要各部分协调配合才能实现最佳的冷却效果。
二、空调系统的冷却塔存在的问题然而，目前空调系统的冷却塔在实际运行中存在一些问题，主要表现在以下几个方面：1. 效率低下：部分空调系统的冷却塔存在效率低下的问题，无法达到预期的降温效果，从而影响空调系统的整体性能。
2. 能耗高：一些空调系统的冷却塔存在能耗高的问题，造成能源的浪费，不利于环保和节能。
3. 维护困难：空调系统的冷却塔结构复杂，维护困难，需要经常性的维护和保养，增加了运行成本。
三、为了解决空调系统的冷却塔存在的问题，需要进行改进技术研究。
主要包括以下几个方面：1. 填料优化：通过优化填料的材质和结构，提高填料的表面积和吸热效率，从而提高空调系统的冷却效果。
2. 风机升级：通过升级风机的技术，提高风机的效率和风量，增加空调系统的冷却效率。
3. 控制系统改进：通过改进空调系统的冷却塔的控制系统，实现智能化控制，提高空调系统的运行效率。
4. 节能技术应用：通过应用节能技术，如余热利用、换热器等，减少空调系统的能耗，实现节能环保。
四、改进技术研究案例分析以某空调系统的冷却塔为例，通过对其填料进行优化，风机进行升级，控制系统进行改进，应用节能技术等一系列改进技术研究，最终实现了空调系统的冷却效果提升，能耗降低，维护成本减少的效果。
五、结论与展望通过对空调系统的冷却塔改进技术研究的探讨，可以看出改进技术对提高空调系统的冷却效果和能效有着重要的作用。
中央空调系统中冷却塔风机变频节能的可行性分析
ｒ ２ ｒ ６７ ￣ ・ ｌ ６
图１和图２都 ０ ３ ② 清楚地表明， 湿球温度的 罨２１ 随着 １１
降低， 冷却塔的逼近度将逐渐变大。因此即使要实 蒙
施变频以维持固定的逼近度 ，则外界 的湿球温度与 冷却塔 的负荷必须 同时满足一定 的条件才能实现。 其中冷却塔的热负荷为冷水机 组冷凝 器的排 热量 ， ． 约等于冷水机组的冷量与输入功率之和 （ 体现在冷 。 Ｊ
随着节能意识 日益深入人心，各种各样的节能 虑它是 否对 冷 水 机 组 本 身 的 性 能 会 产 生 影 响 。例 技术纷纷投入应用 ，而在离心式设备上安装变频器 如 ，随着控制技术水平 的提高 ，冷冻水侧实现变流 被认 为是最 简单 、投 资 回报最 快 的技 术 ，例如 在 离 量运 行下 的主机性 能 与定水 流量 相差 无 几 ，这 是 因 心式冷水机组上，冷冻水水泵、末端离心风机上加 为两 者 的蒸发温 度基本 相 同 。但 在冷 却 水侧 若 实施
另外 ，即使冷却塔在一定的条件下有一定 的变
选型软件情况 ：冷水机组的选型软件经过美国 美国制冷协会 （Ｒ ）认证 ；而冷却塔选型软件经 ＡＩ 过美 国冷却 塔协会 （ Ｔ ）认证 。需要说 明的是 ， ＣＩ 该软件提示当逼近度小于 ２７ ℃ （ｏ ． ８ ５ Ｆ）时，不保
证 机组 的性 能 ；
行时间 比例 已经非常小 ，因此其实际意义已经不是
很大 。
（）以上的计算分析只是针对单台冷水机组与 ３ 单台冷却塔之间的耗能评价 ，但在实际的应用 中更
多的是多台系统 ，因此也有逻辑控制改为将运行的 冷却塔数量多于冷水机组的数量以维持设定的逼近 度 ，认为这样可以降低风机转速 ，获得一定的节能 效果 。由于冷却塔 的选型软件无法对此方案进行准
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1Ξ 引言 在制冷空调系统中 ,冷却塔起着非常重要的作
用 。从热力学方面考虑 ,有 3 种基本型式的冷却塔 : 湿式 (又称为蒸发式) ,干式 ,湿干混合式 。目前应用 较广泛的是湿式 (蒸发式) 冷却塔 。当冷却水通过冷 却塔与外界空气进行换热的同时 ,实际上还进行着 质量的交换 ,因此热量又分为显热和潜热两部分 。 假若换热量全部为水的潜热 ,则冷却水降低 6 ℃所 蒸发的水量不及总供水量的 1/ 100[1 ] 。冷却塔的性 能与温差范围和接近度有关 ,如图 1 所示 。温差范 围是指冷却塔出水与进水之温差 ,它是热负荷的函 数 ,写成关系式为 tout - tin = Q/ ( UA ) 。式中 Q 为冷 却塔的热负荷 ; U 为冷却塔水与外界空气间平均换 热 系 数; A 为 冷 却 塔 有 效 换 热 面 积。 而 接近度是指冷却塔出水温度与空气的湿球温度
更 正
本刊 1999 年第 5 期第 1 页正文第 5 行中“南昌” 应为“西昌”。特此更正并向作者李兆坚和广大读者 致歉 。
《暖通空调》编辑部
Ke yw o r d s c o o l i n g t o w e r , c hi l l e r , a i r c o n d i t i o ni n g s y s t e m , e n e r g y s a vi n g
★ J iangs u Teling Electric Chiller Co. , Lt d .
暖通空调 HV &AC ·33 ·
国外 技 术 介 绍 空调系统中冷却塔的节能
江苏特灵电制冷机有限公司 底世涛 3 ☆
提要 指出对空调系统中的风机 、水泵等的耗能应给予与制冷机组同样的重视 ,系统节能应 整体考虑 。分析了冷却塔出水温度对系统性能的影响 ,举例说明了不同工况的能耗对比 。
p ai d a s muc h a t t e nt ion a s t o t ha t of r ef ri ge r a t ion uni t s t o s ave e ne r gy f or t he s ys t e m a s a whol e . Ana lys e s t he ef f e c t s of t he t e mp e r a t ur e of c ooling w a t e r f r om t he t owe r on t he s ys t em p e rf orma nc e a nd illus t r a t e s dif f e r e nc e s of p owe r c ons ump t i on b e t w e e n f our op e r a t i on mo d e s .
收稿日期 :1999 - 03 - 01 稿件修回日期 :1999 - 10 - 11
·34 · 国外技术介绍 1999 年第 29 卷第 6 期
度[2] 。 2 总体考虑冷却塔出水温度 2. 1 冷却塔出水温度较低
降低冷却塔出水温度 ,对冷水机组性能提高有 益 ,然而 ,是否冷却塔出水温度越低越好呢 ?
关键词 冷却塔 制冷机 空调系统 节能
En e r g y effi c i e n c y of c o o li n g t o w e rs in air c o n ditio nin g s yste ms
By Di Shitao ★
A b s t r a c t P o i n t s o u t t h a t t h e p o w e r c o n s ump t i o n of f a n s a n d p ump s s h o ul d b e
制冷机 :制冷量 1 758 kW ;
CO P 6. 06 ; 冷却水进水温度 29. 4～35 ℃; 湿球温度 25. 6 ℃;
冷却水流量 340. 5 m3/ h ;
冷却塔 :风机 1 台 18. 6 kW ;
经济性 :0. 08 美元/ kWh ;
12. 00 美元/ kW 。
当量满负荷运行时数 1 300 h 。
假设冷却塔不按照上述的最冷方式运行 ,而是 按设计条件运行 。我们知道 ,机组的负荷是随时间 变化的 ,冷却塔的性能受外界空气的湿度条件与制 冷机组的冷却负荷影响 。因此 ,在设计条件下运行 冷却塔 ,不是最经济的 。另外一种方式是将冷却水 出塔温度控制点设定为空气湿球温度加上 2. 8 ℃, 这种方式同样不是最经济的 ,原因同上 。因此 ,存在 冷却塔出水温度最佳控制点 ,该点应在设计点和最 冷点之间 ,使得制冷机组与冷却塔风机总耗电量最 小 。这里 ,在 ARI (美国空调制冷协会) 条件下 ,以一 台机组系统为例进行了分析 (需要说明的是该例并 不具有普遍性 ,因为对于给定的空调系统 ,热负荷 、 机组的部分负荷性能 、大气条件以及冷却塔的极限 等因素决定着冷却塔最佳控制温度) 。
图 1 冷却塔的温度范围与接近度
之差 ,即等于 tout - tw 。 因此 ,冷却塔的选择与以下几个因素有关 :需冷
却的 热 负 荷 , 冷 却 的 温 度 范 围 , 接 近 度 , 湿 球 温
Ξ ☆ 底世涛 ,男 ,1965 年 10 月生 ,硕士研究生 ,硕士 ,高级工程 师 ,产品技术部经理 214444 江苏省江阴利港江苏特灵电制冷机有限公司 (0510) 6634588 - 215
从系统方面考虑 ,降低冷却塔出水温度虽然能 提高机组的性能 ,却增加了冷却塔风机和水泵的电 能消耗 。同时要考虑的是 ,机组冷凝温度的降低 ,并 不总是导致机组性能的提高 。实际上机组的耗电指 标随着冷凝压力的进一步降低有升高的趋势 。
制冷机组的耗电量在空调系统中占有很大份 额 ,并得到了较多的重视 ,而空调系统中其它设备的 耗电量 ,如水泵 、冷却塔风机 、风机盘管等设备的节 能也同样重要 ,不应忽视 。这样才有可能达到空调 系统总体节能 。 2. 2 冷却塔运行方式比较
简单地考虑 ,对于制冷机冷凝器 ,冷凝压力有一 低限 ,冷凝温度因此也有一个低温限制 。这一点很 重要 。例如 ,对于溴化锂吸收式制冷机 ,冷凝温度过 低 ,就会造成“冷剂水的污染”,另外可能造成溶液浓 度较高 ,从而引起“溶液结晶”现象发生 。对于离心 式冷水机组 ,冷凝温度过低 ,就有可能造成压缩机 “液击”现象 。而对于螺杆式冷水机组 ,就会引起压 缩机“失油”和蒸发器“蒸发温度过低”而停机 。
chillers : a system approach. Heating/ Piping/ Air
Conditioning , 1996 , (7) . 4 Mick S , Brenda B. Tower water temperature. Engineer’s
Newsletter , Trane Company.
各部分的耗电量对于前 ,制冷机组的性能
指标同过去相比 ,已达到很高的水平 ,而系统中除机
组之外其它部分的耗能亦占有相当大的比例 ,所以
不能仅仅注重制冷机组的耗能而忽视了空调系统其
它设备的节能 。不同的空调系统以及采取的不同控
制方式 ,决定了用户可能节能的幅度 。
图 2 显示了冷却塔在最佳温度控制与其他控制
方式下耗电量的比较 。假若先前运行费用估算为
48 000 美元 ,则最佳温度控制方式较其他方式节约
的费用为 5 %左右 。
3 结束语
对于空
调用户而
言 ,所耗电
量为制冷机
组 、冷却塔 、
水泵等系统
各部分耗电 量的总和。 因此 ,节约
图 2 不同负荷时几种温控方式较之 冷却塔出水最佳温控方式多耗电量的比较
4 参考文献
1 Trane Company. Air conditioning manual. 1996. 2 Ted Pannkoke. Cooling tower basics. Heating/ Piping/ Air
Conditioning , 1996 , (2) . 3 Lynn G B , Joseph D B. Selecting high2efficiency centrifugal