方形低噪声冷却塔(暖通知识基础：冷源选型及冷冻水系统形式与选用)

Posted 2023-05-28

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方形低噪声冷却塔(暖通知识基础：冷源选型及冷冻水系统形式与选用)

#1冷源种类及选型

1.1 制冷机的主要种类

压缩式制冷：活塞式、螺杆式和离心式等

吸收式制冷：蒸汽型、直燃型和热水型等

1.2 压缩式制冷

1.2.0 压缩式制冷原理

1.2.1 活塞式冷水机组

1）结构：活塞式制冷压缩机、辅助设备及附件

2）特点：系统装置简单、加工容易、造价低等优点，但也存在往复运动惯性力大，振动较大，单击容量不宜过大，部分负荷下调节能力较差。

1.2.2 螺杆式冷水机组

1）结构：螺杆制冷压缩机、冷凝器、蒸发器以及自控元件和仪表等。

2）特点：结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积小、操作维护方便、运转平稳等。

3）螺杆制冷压缩机

结构：螺杆式制冷压缩机是依靠两个螺杆——阴阳转子的旋转运动来压缩制冷剂气体。
特点：体积小，负荷在15％一100％范围内进行调节；易损件少，但噪声较大。

1.2.3 离心式冷水机组

1）结构：离心式制冷压缩机、配套的蒸发器、冷凝器、节流控制装置、电气仪表等

2）特点

单机制冷量大。市场主流冷冻机厂家生产离心式冷水机组制冷量各不相同，我部建议400冷顿以上冷水机组采用。
结构紧凑、重量轻、尺寸小，因而占地面积小。
没有气阀、填料、活塞环等易损件，因而工作可靠，操作方便。
运转平稳、振动小、噪声低。
能够经济地进行调节，可使机组的负荷在15％一100％- 范围内进行调节。
易于实现多级压缩和节流，达到同一台制冷机多种蒸发温度的操作运行。
缺点：单机制冷量不宜过小；不宜采用较高的冷凝压力；离心式制冷压缩机的效率稍逊于活塞式制冷压缩机；变工况适应能力不强、制造加工精度要求较高。

1.3 吸收式制冷机

1.3.1 吸收式制冷机原理

以热能为动力，以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂，制取0℃以上冷冻水，为空调或生产工艺过程服务。

1.3.2 吸收式制冷机特点

无原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，少噪音，能安装于任何地点，从地室一直到屋顶均可。
可直接利用热源，它可利用低压蒸汽、热水，甚至废汽、废热，耗电极少。
结构简单，运行方便。
其不足之处是，使用寿命比压缩式短；耗汽量大，热效率低；短溴化锂水溶液在大气下对金属有很强的腐蚀性，设备需在真空状态下工作，因而对设备管道的技术及保养要求较高；另外冷却负荷较大操作不当时，溴化锂易生结晶。

#2冷冻水系统基本配置形式

冷冻水系统基本配置形式有以下三种：

一次泵定流量系统：冷冻水机组侧定流量，负荷侧变流量

二次泵变流量系统：冷冻水机组侧定流量，负荷侧变流量

一次泵变流量系统：冷冻水机组侧变流量，负荷侧变流量

2.1 一次泵定流量系统：冷冻水机组侧定流量，负荷侧变流量

对于传统的系统，冷冻水流量的快速变化会引起冷水机组运行出问题。因此，如图所示，在冷冻机组蒸发器侧的冷冻水流量设置为定流量，而用户侧末端设备的冷冻水流量设置为变流量，在末端设备出口设置电动两通阀或调节阀对冷冻水流量进行调节控制，还在冷冻水的供水总管和回水总管上设置一根旁通管来平衡蒸发器侧与用户侧的流量。

2.2 二次泵变流量系统：冷冻水机组侧定流量，负荷侧变流量

二次泵变流量系统是在冷冻机组蒸发侧流量恒定前提下，把传统的一次泵分解为两级，如图所示。

其中一次泵用来克服冷冻机组蒸发器和一次环路的流动阻力，即自蒸发器出口到旁通管路再到蒸发器入口的阻力；二次泵用来克服从旁通管的蒸发器侧到末端设备再到旁通管的用户侧的水环路阻力。

2.3 一次泵变流量系统：冷冻水机组侧变流量，负荷侧变流量

目前有些冷冻机组蒸发器侧可以实现变流量控制，因此就可以直接根据用户侧的流量变化来调节蒸发器侧的流量变化。一次泵系统的蒸发器侧变流量，用户侧变流量系统如图所示。

实现一次泵变流量系统的条件：

首先，冷冻水系统是个变冻水流量的系统，末端设备的冷冻水流量由电动两通阀或电动调节阀调节控制；
其次，冷冻机组蒸发器侧要具备较宽的流量范围；
同时，压缩机对流量的变化反应足够快，能承受流量变化，而不会出现低温破坏。

对于具备这些条件的冷冻机组可以考虑构成一次泵变流量的冷冻水系统。如果采用了一次泵变流量系统，在水泵变流量的范围内就可以直接与用户侧的流量相匹配，在流量的变化范围内没有旁通量，这就意味着没有多余的能耗浪费。

2.4 各系统的应用与比较

在部分负荷时二次泵变流量系统冷冻机组蒸发器侧水泵定流量运行，用户侧的变频水泵根据负荷侧末端阻力进行调节控制水泵扬程提供相应的流量；

而一次泵定流量系统只能通过改变开启的水泵台数及旁通阀调节流量。适用于管路比较简单及投资较少的中小型工程。

二次泵变流量系统与一次泵变流量系统相比：

一次泵变流量系统较之二次泵变流量系统虽然可以节省系统的初投资和机房面积，做到冷冻水泵的节能运行，而且还可以减少冷冻机组的全年运行时数，节省冷却水泵的运行时数和能耗。

但是作为投资方，如采用一次泵变流量系统有以下几个问题仍需解决：

至少有三家同等规格的供应商

因冷冻机组蒸发器侧变流量，存在运行流量小于设备最小流量时，因保护缺陷而对主机组产生严重之损坏，故所要求的控制方案及相关参数控制要求较高，其系统计设备运行安全可靠性需进行充分论证。
国内是否有实施并运行可靠的案例。
国内酒店工程部技术水平是否能符合操作此种系统。

鉴于以上四点，我部暂建议优先采用二次泵变流量系统，系统较可靠而节能且在多个项目中采用。

#3冷却塔注意事项

须为方形组装型。
各冷却塔之间需加装连通管，连通管连接至每个冷却塔管段需设置手动阀，以便维修及清洗。
如系统设有Free-Cooling系统，冷却塔底盘应设置发热线，以防冬季冷却水冻结。