程控機(jī)房冷卻塔間接供冷系統(tǒng)應(yīng)用

朱 偉

聯(lián)安國(guó)際建筑設(shè)計(jì)有限公司

程控機(jī)房冷卻塔間接供冷系統(tǒng)應(yīng)用

朱 偉

聯(lián)安國(guó)際建筑設(shè)計(jì)有限公司

對(duì)冷卻塔間接供冷系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，其中具體包括了系統(tǒng)的構(gòu)成形式、空氣冷卻器、板式換熱器，以及確定系統(tǒng)切換溫度等四方面的內(nèi)容。而后通過對(duì)程控機(jī)房負(fù)荷與能耗的計(jì)算，來進(jìn)一步對(duì)其節(jié)能效果展開了分析與探討，以期能夠?yàn)橛嘘P(guān)引起更為廣泛的討論與交流，為相關(guān)的研究人員提供一些參考、借鑒。

程控機(jī)房；冷卻塔；間接供冷；節(jié)能分析

1 引言

近年來在我國(guó)社會(huì)與通信技術(shù)的高速發(fā)展過程中，電信網(wǎng)也取得了巨大的進(jìn)步與發(fā)展，電信業(yè)務(wù)量屢創(chuàng)新高，而與此同時(shí)通信行業(yè)的建筑高能耗問題也愈發(fā)引起人們的重視，相關(guān)的研究人員就此展開了相關(guān)的節(jié)能研究工作。當(dāng)前在程控機(jī)房中所采取的降溫措施主要是利用電制冷機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備，由此所產(chǎn)生的電力損耗大約會(huì)占據(jù)程控機(jī)房整體耗電量的一半以上。由于程控機(jī)房存在著需要全年供冷以及90%為顯熱負(fù)荷的特性，因此應(yīng)用冷卻塔對(duì)其進(jìn)行冷氣供應(yīng)優(yōu)勢(shì)顯著。對(duì)此本文將就程序機(jī)房冷卻塔間接供冷系統(tǒng)應(yīng)用展開相關(guān)的研究工作。

2 冷卻塔間接供冷系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)形式

冷卻塔間接供冷的形式為冷卻水在通過冷卻塔降溫處理之后，經(jīng)由板式換熱器與冷水進(jìn)行換熱處理，冷水再經(jīng)由填料淋水空氣冷卻設(shè)備來將外部空氣進(jìn)行處理至送風(fēng)狀態(tài)，而后使之進(jìn)入到機(jī)房當(dāng)中。此系統(tǒng)形式可應(yīng)用室外的天然冷源而又不會(huì)因?yàn)橐胧彝庑嘛L(fēng)而產(chǎn)生出大量的濕負(fù)荷。通過對(duì)于三通電動(dòng)閥開度的調(diào)控，能夠促使對(duì)冷水溫度的合理化控制，并由此來達(dá)到對(duì)于填料淋水空氣冷卻設(shè)備的加濕與冷卻，從而達(dá)到對(duì)機(jī)房溫、濕度的有效控制。

2.2 空氣冷卻器

由于程控機(jī)房具有較高的熱負(fù)荷與低濕負(fù)荷特性，因此對(duì)于填料淋水空氣冷卻設(shè)備可應(yīng)用等濕冷卻過程來處理空氣，促使程控機(jī)房當(dāng)中的溫度能夠得以降低。空氣冷卻設(shè)備為這一系統(tǒng)當(dāng)中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)設(shè)備。

2.3 板式換熱器

此項(xiàng)設(shè)備是程控機(jī)房冷卻塔間接供冷系統(tǒng)當(dāng)中的又一項(xiàng)核心設(shè)備，其溫度置換的差值直接影響了冷卻塔冷氣供應(yīng)的時(shí)長(zhǎng)大小。在進(jìn)行計(jì)算處理之時(shí)必須要將有可能會(huì)對(duì)最終結(jié)果產(chǎn)生影響的各方面因素均充分的予以考量，并促使對(duì)數(shù)平均溫度差值能夠被控制到1～2℃的范圍之中。冷熱流體的流動(dòng)速率一般應(yīng)控制到0.3～0.5m/s之間。

2.4 系統(tǒng)切換溫度的確定

對(duì)于程控機(jī)房冷卻塔間接供冷系統(tǒng)的切換溫度，通常需要憑借冷卻塔供水溫度和室外空氣溫度的差值以及供水溫度來共同確定，其中冷卻塔供水溫度將會(huì)直接影響到冷卻塔供冷的時(shí)間長(zhǎng)短，同時(shí)還會(huì)對(duì)系統(tǒng)節(jié)能程度也帶來相應(yīng)的影響。一般而言在室外空氣溫度越高之時(shí)，低于此溫度的時(shí)間自然也就會(huì)越長(zhǎng)，則相應(yīng)的能夠被用作冷卻塔供冷的時(shí)長(zhǎng)也就更大。通常室外空氣溫度每升高1℃，所可以應(yīng)用的冷卻塔供冷時(shí)間便會(huì)增多180h。因此，促使冷水溫度升高將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 程控機(jī)房負(fù)荷與能耗計(jì)算

3.1 負(fù)荷計(jì)算

下圖1為程控機(jī)房冷負(fù)荷在一年中的改變狀況，觀察后可發(fā)現(xiàn)此程控機(jī)房在全年度中均存在冷負(fù)荷現(xiàn)象，且其改變程度在波動(dòng)性方面相對(duì)較小；最高冷負(fù)荷出現(xiàn)在7月10日，為89.9kW；最低負(fù)荷出現(xiàn)在1月22日，為71.3kW；全年度平均負(fù)荷為81.5kW。分析其變化波動(dòng)較小的原因，主要是由于程控機(jī)房的工作人員數(shù)量較少，機(jī)房中的密封性較好，因而在機(jī)房當(dāng)中因?yàn)橐M(jìn)新風(fēng)以后所形成的濕負(fù)荷也相對(duì)偏小。

圖1 哈爾濱冷負(fù)荷全年變化曲線圖

3.2 能耗計(jì)算

在機(jī)房之中配備了專項(xiàng)空調(diào)機(jī)組2臺(tái)，單臺(tái)空調(diào)的制冷量可達(dá)到52.6kW，基于正常的運(yùn)行狀態(tài)下，單臺(tái)機(jī)組額定壓縮機(jī)功率可達(dá)到11.5kW，機(jī)組的風(fēng)機(jī)功率可達(dá)到3.4kW，單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量約為13150m3/h；在室內(nèi)共有送風(fēng)設(shè)備2臺(tái)，每一臺(tái)功率為2.5kW，單臺(tái)機(jī)組的整體輸出功率即為17.5kW。機(jī)房之中還有1臺(tái)電極式加濕設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)加濕量9.5L/h，電功率5.9W。其機(jī)房當(dāng)中空調(diào)設(shè)備一年的運(yùn)行能耗共包括了兩個(gè)組成部分，即空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行能耗和加濕能耗。

(1)空調(diào)機(jī)組運(yùn)行能耗

經(jīng)計(jì)算分析后可知機(jī)房全年度平均冷負(fù)荷為80kW，同時(shí)全年度的符合波動(dòng)情況相對(duì)較為穩(wěn)定。對(duì)2臺(tái)空調(diào)機(jī)組分別采取正常運(yùn)行，與啟停控制兩種方式。進(jìn)而經(jīng)計(jì)算處理可得全年空調(diào)機(jī)組的耗電量為236956.7kWh。

(2)加濕能耗

依據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，此程控機(jī)房全年度的大多數(shù)時(shí)間均要進(jìn)行加濕，加濕量由10月份至次年4月份最大，加濕量取額定值，在其余時(shí)段的加濕量均相對(duì)偏小，通常是額定加濕量的一半左右。電極式加濕設(shè)備的額定功率為5.7kW，經(jīng)計(jì)算處理可得其全年度的加濕耗電量約為39952kWh。

相應(yīng)的這一程控機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)全年度的運(yùn)行能耗即為運(yùn)行能耗（236956.7kWh）+加濕能耗（39952kWh）=276908.7KWh。

4 節(jié)能分析

4.1 設(shè)備初步投資計(jì)算

與原始系統(tǒng)相對(duì)比來說，冷卻塔間接供冷系統(tǒng)最為關(guān)鍵的新增設(shè)備即為規(guī)則紙?zhí)盍鲜娇諝饫鋮s設(shè)備，費(fèi)用為6萬元；冷水泵以及冷卻水泵的整體費(fèi)用支出為2.5萬元；冷卻塔費(fèi)用支出1.5萬元；閥門以及管路等方面的安裝費(fèi)用共計(jì)2.6萬元。其整體投資金額為12.6萬元。124060.4

4.2 改造前后系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析

改造前全年運(yùn)行能耗為276908.7kWh，經(jīng)改造處理后僅在常規(guī)時(shí)段應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)行能耗下降到了112896.3kWh。冷卻塔間接供冷系統(tǒng)全年度運(yùn)行能耗為165779kWh。經(jīng)改造后的全年電量耗損僅占改造前的59.87%，節(jié)電量111129.7kWh，改造經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)束語

總而言之，本文就針對(duì)程控機(jī)房應(yīng)用冷卻塔來實(shí)現(xiàn)間接性的冷氣供應(yīng)，來展開相關(guān)的系統(tǒng)分析。指出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式、冷卻器、板式換熱器的型號(hào)選擇與計(jì)算等供冷系統(tǒng)的構(gòu)成部分，利用對(duì)程控機(jī)房負(fù)荷與能耗的計(jì)算，來就這一系統(tǒng)的節(jié)能效果展開了具體的分析與探討。最終希望借助于本文的研究工作能夠?yàn)橛嘘P(guān)研究人員提供一些有價(jià)值的參考內(nèi)容。

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[4]司子輝.某冷卻塔機(jī)房設(shè)計(jì)方案優(yōu)化分析[J].安徽建筑,2015,22(5).