中央空調系統冷卻塔的節能改造

丘呈龍

（廣東省國防科技高級技工學校，廣東　廣州　510000）

?

中央空調系統冷卻塔的節能改造

丘呈龍

（廣東省國防科技高級技工學校，廣東廣州510000）

摘要：當前我國空調能耗仍比較高，節能措施應用不普遍等導致過多的浪費，是影響空調應用效果的重要因素。另外，還有投資費用有限、運行管理水平低等因素也制約了節能效果。針對以上在能耗方面存在的問題，中央空調的節能主要應從設備和系統兩方面著手。基于此，對中央空調系統的冷卻塔進行改造，提高水系統、通風系統的保溫水平，減少熱損失、熱回收等，從而達到低碳節能的目的。

關鍵詞：中央空調；冷卻塔；節能；改造

隨著國民經濟的快速發展，人民生活水平的不斷提高，人民對生活環境和舒適度要求越來越高，空調系統及相關設備已成為人們日常生活的一部分。就我國空調系統的整體水平而言,空調能耗仍比較高，節能措施應用不普遍等導致過多的浪費，是影響空調應用效果的重要因素。另外，還有投資費用有限、運行效果水平低等因素也制約了節能效果。根據測算，具有良好的運行管理的中央空調系統可輕松節能10%～20%。針對以上在能耗方面存在的問題，中央空調的節能主要應從設備和系統兩方面著手。下面主要是對中央空調系統的冷卻塔進行改造，提高水系統、通風系統的保溫水平，減少熱損失、熱回收等，從而實現低碳節能，推行可持續發展之路［1］。

1　冷卻塔的節能改造

由于冷卻水溫度越低，冷凝溫度越低，冷機的制冷系數越高。根據機組的特性知道，冷卻水回水溫度每降低1℃，機組能耗則下降3%～4%。冷卻塔是一個工作在系統最末端的設備，作用是利用水和空氣的接觸，通過蒸發、對流等方式來降低中央空調主機冷卻水溫度，其性能優劣直接影響著空調的制冷效果及設備的耗電量。因此，中央空調在使用過程中，對冷卻塔的運行應做嚴格的控制，對運行狀況不佳的應及時作出改正，這不僅關系到冷卻塔乃至整個中央空調系統是否在最佳工況下運行，更重要的是能達到降低能耗的作用。以下就以某大廈冷卻塔的改造談談其節能效果。

1.1冷卻塔節能改造前的缺陷

該大廈配備了4組冷卻塔，每組水流量800m3/h；4臺風扇，每臺風扇電機4kW，葉直徑1 800mm。在某年8月份，供冷高峰季節，中央空調主機在運行一段時間后出現冷卻水溫度高、冷凝壓力高而造成主機設置保護自動卸載，甚至停機，故障顯示冷凝壓力過高。轉開另一臺機組后，故障依然，參數顯示：冷凝器進水溫度33～35℃，出水溫度37～39℃。

經詳細檢查，排除了主機、水泵、水處理等原因造成的故障。進一步檢查冷卻塔的水量、流量，發現冷卻塔共有12個出水口將冷卻水射入分流水盆，再由分流水盆流入填料，緩慢流落水塔底部，以達到冷卻效果，但由于出水口過大、過多，出水口總出水量大于進水量，導致冷卻水力不平衡，每一個出水口水量都不均勻，有些出水量過多，有些出水量又過少，導致部分冷卻塔冷卻水流入過少而失去作用，而部分冷卻塔又出水過多，使冷卻水流速過快而不能完全冷卻，使得冷卻效果極差（見圖1）。

圖1 改造前冷卻塔出水量分布示意圖

由此可見，該大廈冷卻塔設計不合理是導致冷卻塔冷卻效果差，致使主機冷凝溫度升高的最終原因，為了達到降低能耗，使中央空調系統在高效率下運行，故必須對該冷卻塔進行節能改造。

1.2冷卻塔節能改造后的效果

由于該冷卻塔有些出水口出水太大，已將一部分分流盆沖至變形，故首先對變型的分流水盆加固復原，然后再在各出水口加裝一條長型多孔分流水管，讓冷卻水水量均勻分散地噴射到各分流水盆，又均勻地流入填料，進行冷卻（見圖2）。經改造后，每個塔水流量基本均勻，同時空調主機再有沒有出現冷凝壓力過高等故障，冷卻水進出水溫差由原來的約4℃左右升至5.5～6.5℃，達到了理想效果。

圖2 改造后冷卻塔出水是分布示意圖

1.3節能對比

通過改造冷卻塔分流管后，主機運行到最佳狀態，雖然一次性花費約6 000元，但可減少運行一組冷卻塔（4kW），同時還可減短一臺冷卻泵（45kW）的運行時間至5h。按夏季工況每天運行9h計算，即（4kW×9）+（45kW× 5）=261kW·H，單從電費就每天節約超過250元，按該方式運行，不用30d即可收回改造成本。此外，經過改造，中央空調主機能在最佳狀態下運行，其工況不僅達到最佳，同時還延長了主機的壽命及減少了維護費。

2　結語

本文所提出的節能措施和改造方案，僅僅是結合筆者工作中的實際事例及個人的工作經驗所展開，參考資料有限，并不具代表性。故文中對中央空調節能的理論分析不夠深入、用語較通俗，很多地方還需完善。同時，中央空調節能是一項廣泛且深入的課題，故更應堅持長期節能的戰略方針，樹立新的節能觀念，并加以普及。筆者所提出的只是冰山一角，今后還需不斷學習和提高。中央空調系統是建筑物中的耗能大戶，在空調系統的設計中考慮節能控制是切實可行的，合理的設計方案、精心的施工和科學的運行管理對空調節能都是至關重要的。另外，對落后的設備生產工藝及設備進行技術革新，不僅可以提高生產質量、生產效率，創造可觀的經濟效益，對節能、環保等社會效益同樣有著重要的意義。

參考文獻：

［1］何耀東.中央空調實用技術［M］.北京：冶金工業出版社，2006.

中圖分類號：TU831

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0068-02

收稿日期：2016-01-16

作者簡介：丘呈龍（1986-），男，本科，研究方向：電工工藝，機電一體化。

Energy Saving Reformation of Central Air Conditioning System Cooling Tower

Qiu Chenglong
（Guangdong National Defense Science and Technology Senior Technical School，Guangzhou Guangdong 510000）

Abstract:At present,China's air conditioning energy consumption is still relatively high,energy saving mea?sures are not widely used,such as lead to excessive waste,which is an important factor affecting the effec?tiveness of air conditioning applications.In addition,the investment cost is limited,operation and manage?ment 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 mainly from the two aspects of the equipment and system.Based on this,the cooling tower of central air conditioning system was reformed,to improve the water system,ventilation system,the thermal insulation level,reduce heat loss,heat recovery and so on,so as to achieve the purpose of low carbon energy saving.

Keywords:central air conditioning；cooling tower；energy saving；transformation