冷卻塔免費供冷系統在某商業建筑中的應用

王海蓉

摘要：隨著人們對節能問題的日益關注，冷卻塔免費供冷技術得到了越來越多的推廣和應用。隨著過渡季和冬季的室外空氣濕球溫度的降低，冷卻塔的出口水溫也隨之降低，當室外空氣濕球溫度低于某一溫度值，冷卻水可直接或通過間接換熱供給空調系統，滿足空調系統供冷需求時，可關閉制冷機組，利用低溫的冷卻水來為空調系統提供冷量，以達到節省空調能耗的目的。本文結合濟南某商業建筑為例，對該工程中冷卻塔免費供冷技術的各參數的確定進行了總結，且對該建筑采用冷卻塔免費供冷技術的可行性和經濟性進行了論證。

關鍵詞：冷卻塔免費供冷；室外濕球溫度；供回水溫差；負荷側；冷源側

中圖分類號：TU831文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）08-0191-02

1.工程概況

該工程是位于濟南市（寒冷地區）的某大型商業建筑，地上商業部分總建筑面積68565m³，其中空調面積55100m³。根據該建筑的平面布局將空調系統劃分為內區和外區。外區是直接受到外圍護結構日射得熱、溫差傳熱和空氣滲透等負荷影響的區域，該區域需要隨著季節的變化供冷或供熱；內區是與建筑外邊界相隔離，具有相對穩定的內邊界溫度條件，不直接受到外圍護結構的日射得熱，溫差傳熱和空氣滲透等負荷影響的區域，該區域負荷只受照明、設備、人員發熱量的影響需全年供冷。該工程采用的是風機盤管加新風系統，夏季由冷水機組提供6/12°C空調冷水，冬季由市政熱源提供60/45℃空調熱水。該工程內區的主要范圍包括沒有外圍護結構的小商鋪、餐廳、KTV等，因該工程采用的是開式冷卻塔，所以免費供冷采用間接供冷系統，在冷卻水和內區冷凍水之間增加了一組板式換熱器。

2.可行性

在冷卻水免費供冷方案比較時，由于新風量較小，新風承擔室內的冷負荷作為系統的裕量，按新風不需要進行熱濕處理考慮。該商業夏季室內設計參數為26°C，相對濕度≤65%，冬季內區設計溫度為22℃，新風量168735³/h，冬季送風溫度取18度。利用鴻業負荷計算軟件計算，商業內區的夏季全熱負荷為2198kW（不含新風），冬季顯熱負荷為1338kW，新風量為168735m³/h。內區房間設計溫度取20°C冬季新風送風溫度取18°C。

3.經濟性分析

根據負荷計算，本商業選用三臺制冷量2637kW的離心冷水機組和一臺1228kW的螺桿冷水機組，冷凍水供回水溫度為6/12°C，配置三臺546.1m³/h和一臺253.2m³/h冷卻塔，夏季冷卻水供水水溫度為32/37℃，采用一臺大冷卻塔作為冷卻塔免費供冷時使用，并設電伴熱用于冬季防凍。設置一臺板式換熱器用于冬季內區免費供冷系統，換熱量為1200kW，其中冷源側供回水溫度為6.49/9.49°C，負荷側供回水溫度8.3/10.49°C。本商場營業時間為9：30-21：30，考慮到免費供冷使用的時間是過渡季和采暖季，根據濟南市氣象局提供的氣象參數，可用于冷卻塔免費供冷的時間共計為749h。小冷凍機的冷凍水泵兼用免費供冷時負荷側的冷凍水泵，水泵采用變流量運行，系統增設一臺冷卻塔免費供冷冷卻水泵。

系統投資增加費用：板式換熱器按6萬，水泵分別按照9萬考慮，加上管線、控制系統等其他投資，免費供冷系統約增加投資21萬。濟南市平均電價為0.74元。機循環泵的前提下減少設備初投資，冷卻塔免費供冷系統的節能性和經濟性非常明顯。

4.結語

根據上述分析，本工程具備冷卻塔免費供冷的可行性和經濟性，利用冷卻塔免費供冷可以減少制冷機的開啟時間，增加制冷機的壽命，也可以避免因為冬季冷卻水溫度過低而無法開啟制冷機的情況。在使用中盡可能的在較高的濕球溫度工況點切換至冷卻塔供冷，充分利用夏季空調系統的循環水泵在系統節能的同時減少系統的投資。