LFC型無風(fēng)機冷卻塔 - 圖文-

1、200l No.3制冷空調(diào)與電力機械LFC型無風(fēng)機冷卻塔陳家賢,朱蔣來(上海良機冷卻設(shè)備有限公司,上海松江201600摘要:介紹了新型的無鳳機冷卻塔的設(shè)計思想、結(jié)構(gòu)和特點,與傳統(tǒng)風(fēng)機式冷卻塔作了比較,總結(jié)出8個優(yōu)點。關(guān)鍵詞:冷卻塔;空調(diào)系統(tǒng);性能;結(jié)構(gòu);噪音中圖分類號:TQ051.5文獻標識碼:B文章編號:1006-8449(200103003104 l引言冷卻塔發(fā)展至今已近百年歷史,除利用雙曲線高塔產(chǎn)生壓力差來作通風(fēng)冷卻的動力外,其余均需要藉助風(fēng)機動力來完成。風(fēng)機作為塔的空氣動力源帶動氣流運動,使外界空氣與經(jīng)過塔內(nèi)的循環(huán)冷卻水發(fā)生熱交換,以達到降低冷卻水溫的目的。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展,人們的

2、生活與工作環(huán)境品質(zhì)的要求也隨之提高。節(jié)省水資源和環(huán)境保護的呼聲日益強烈,傳統(tǒng)風(fēng)機式冷卻塔逐漸暴露出一系列缺點,諸如失水量大、噪聲污染和水滴飛濺等問題。為克服這一系列的缺點,順應(yīng)時代的要求,我公司研制出高效能的噴嘴、噴管、擴散器等零部件,組成性能極佳的冷卻塔,于1998年底正式推出這一高科技專利產(chǎn)品。2設(shè)計思想無風(fēng)機冷卻塔是利用流體動能配合擴散器(Diffuser增壓原理,把動能直接轉(zhuǎn)換成壓力差,形成空氣流動,相當(dāng)于傳統(tǒng)冷卻裝置中的風(fēng)機一樣,將塔外空氣引入塔內(nèi),經(jīng)熱交換后再排出塔外。圖l為無風(fēng)機冷卻塔之排風(fēng)原理示意圖,泵將熱水大泵至噴嘴,熱水經(jīng)噴嘴向上噴淋,噴出的熱水與空氣形成水一氣混合物,以一

3、定速度進入擴散器。在擴散過程中水一氣混合的動能轉(zhuǎn)換成壓力能,使擴散器出口處空氣壓力大于外部氣體而將空氣排出,擴散器喉部之前端空氣壓力小于外部氣體而將空氣吸人,形成空氣流路。擴散器動能轉(zhuǎn)換效率影響到冷卻塔排風(fēng)能力,依據(jù)噴嘴特性及伯努利定理,擴散器有其最佳尺寸限制,故冷卻塔采用了多個噴管噴射擴散,以達到最高的轉(zhuǎn)換效率。另外依據(jù)熱空氣的浮力特性以及熱交換理論,塔內(nèi)擴散器采用立式布置,以增加排風(fēng)能力及熱水與空氣進行熱交換時間,進而提高熱交換能力。圖1無風(fēng)機冷卻塔排風(fēng)原理示意圖3性能簡介無風(fēng)機冷卻塔是以節(jié)能為設(shè)計目標,將總耗電量及水飛濺損失定位在小于傳統(tǒng)風(fēng)機式冷卻塔。傳統(tǒng)的風(fēng)機式冷卻塔的總耗電量為冷卻循

4、環(huán)水泵與風(fēng)機耗能之和,而無風(fēng)機冷卻塔不需要風(fēng)機,但需增加熱水噴淋所舅舅!碧堡量堡璺制冷空調(diào)與電力機械需的動力,兩者總耗電量之平衡式可用下式表示Lpl+L12Lp2L。l=pQI。日1/102,7l。2=pQ2必/102,72式中L。風(fēng)機式冷卻塔冷卻水泵功率,kW;L。:無風(fēng)機冷卻塔冷卻水泵功率,kW;L.風(fēng)機功率,1(W;p水密度,p=1000kg/m3;Q。,Q卜冷卻循環(huán)水量,m3/s;日。,H,揚程,m;,7,7一水泵效率。2001No.3設(shè)Q,=Q:=Q,7,=,7,=,7,則平衡式成為L.=p.Q.(風(fēng)一日./102,7,由此式可知,為使無風(fēng)機冷卻塔總耗電量小,其所增加的揚程。州只一日

5、.必須要小,同時水泵的效率亦要高。無風(fēng)機冷卻塔的噴淋揚程設(shè)計一般為8一18m,并以此揚程作為噴嘴及擴散器的設(shè)計基準。如圖1所示,將具有對稱弧形的擴散器斷面做成一定長度,另將一定數(shù)量的噴嘴嵌入噴管(配合擴散器長度,再將噴管置入擴散器中,使額定量的熱水向上作噴淋。現(xiàn)舉例說明兩種型式冷卻塔的性能比較,參見表l。表1兩種型式冷卻塔性能比較傳統(tǒng)LRCMH一300型無風(fēng)機LFC一300型耗水量比較飛濺損失:O.1%×300×12×30×12=1296m3/a蒸發(fā)損失:O.83%×300×12×30×12=10756.8m3/a

6、總耗水量:1296+10756.8=12052.8m3耗電量比較總耗電量為:(7.5×2+5.15×O.75×12×30×12=65283kW.h式中,7.5×2為冷卻塔中風(fēng)機功率(IP及數(shù)量,5.15為水泵功率(HP噪聲比較標準點D。噪聲值為=60dB(AZm=4.7m維護比較在正常水質(zhì)下,除浮球開關(guān)外,還要定期對電機、風(fēng)機、減速機等傳動機械進行維護,費用較高。飛濺損失:O.005%×300×12×30×12=64.8m3/a蒸發(fā)損失:0.83%×300×12×3

7、0×12=10756.8m3/a總耗水量:64.8+10756.8=】082】.6m3總耗電量為:18.976×0.75×12×30×12=6148l_4kW.h式中,18.976為水塔所需的噴水揚程功率(HP標準點Dm噪聲值為=55dB(ADm=6.0m,4.7m處噪聲值=57.5dB(A在正常水質(zhì)下,除浮球開關(guān)外,只要定期維持循環(huán)水清潔即可。注:1表中冷卻塔按每天運轉(zhuǎn)12h,每月運轉(zhuǎn)30天計算其每年的耗電量和耗水量;2LFC一300型冷卻塔年節(jié)省水量為1231.2m3,年節(jié)約電量為3801.6kW.h;3LRCMH一300型是傳統(tǒng)的方形橫流

8、塔。噴管噴淋情況如圖2所示,以水氣混合物狀態(tài)高速進入擴散器作擴散增壓。為降低塔高,在擴散器頂端裝設(shè)一高效率擋水器,對擴散增壓后之水氣混合物作液氣分離,讓熱空氣排出,液狀熱水在重力作用下折返至擴散器下方。如此由一個噴管、一個擴散器以及頂部擋水器與下部填料組成一個單元,在多個單元并聯(lián)使用時,單元之間不會相互干擾而影響效能。無風(fēng)機冷卻塔系利用并聯(lián)高效能擴散器作熱交換。測試數(shù)據(jù)顯示,僅擴散器段的熱交換值已達到額定值的60%,另40%的熱交換值由噴管下方的大間距、低阻力的塑料薄膜填料來完成。2001No.3制冷空調(diào)與電力機械!墾量墾墾墾!圖2噴管噴淋情況4塔體構(gòu)造無風(fēng)機冷卻塔對流體流路采用立式設(shè)計,熱水

9、與冷卻空氣以逆流方式進行熱交換。目前,空調(diào)用冷卻塔型式有120W、240W、480W三種系列,120W代表擴散器與噴管的長度為1.2m,240W代表為2.4m,480W代表為4.8m,每一單元間距均為0.6m。塔體噴管以上部分為排風(fēng)部分,噴管以下部分為填料層。各部分構(gòu)造參見圖3,分別介紹如下。圖3無風(fēng)機冷卻塔構(gòu)造圖l一溢水口2排水口3一自動補給水口4手動補給水口5一冷水出口6進風(fēng)百頁窗7一熱水人口8一散熱填料9一噴管10一擴散器ll擋水器12壓力表13排氣閥14一空氣出口a排風(fēng)部分:視塔體冷卻能力大小,以多個相同單元并聯(lián)組合,每一單元包含有:一組噴管、一對稱平行弧形板組成的擴散器和在頂部作液氣

10、分離的擋水器。b填料層:各機型每個單元之填料均采用相同高度的PVC斜梯度散熱材料,具有超大間距、低阻力與高熱力性能,不易阻塞。C人風(fēng)口:在各機型入風(fēng)口效率相同下,各機型有不同的高度。此入風(fēng)口裝有外傾的而百葉,以防冷卻水濺出塔外,并在人風(fēng)口側(cè)設(shè)有百葉檢視窗。d底部水盤:小型塔(LFC一65250采用玻璃鋼水盤,較大型塔(LFC一300以上型式采用鐵架組裝。也可根據(jù)實際情形采用RC結(jié)構(gòu)施工。為降低水滴噪聲,于水面中敷設(shè)消音毯。5噪音傳統(tǒng)風(fēng)機式冷卻塔的主要噪音源是風(fēng)機,其噪音有兩種,一是風(fēng)機轉(zhuǎn)動時發(fā)出的風(fēng)切聲,二是馬達運轉(zhuǎn)的電磁噪聲,風(fēng)切聲可藉降低轉(zhuǎn)速來改善,而電磁噪聲是無法改善的。無風(fēng)機冷卻塔的噪

11、音源是末自經(jīng)填料落入水盤的水滴聲,所以在無風(fēng)機冷卻塔的水盤里裝設(shè)了高效消音毯(材料為進口件。無風(fēng)機冷卻塔在起動的瞬間,會聽到噴嘴噴淋及噴到頂部擋水器的聲音,但這只是在起動的瞬間可聽到的聲音,在正常運轉(zhuǎn)后,這些聲音即溶入水滴聲中,所以無風(fēng)機冷卻塔能在不外加任何防噪裝置下通過了噪音測試。噪音實際上分為高頻及低頻兩類,高頻的音波穿透力弱,很易藉障礙物及距離的增大而減弱,例如下雨時的水滴聲,只要窗戶關(guān)閉即可阻隔;而低頻的音波穿透力強,不容易藉障礙物及距離增大而減弱,例如發(fā)電機運轉(zhuǎn),即使中間有許多障礙物阻隔,仍可清楚的聽到發(fā)電機的噪音。傳統(tǒng)風(fēng)機式冷卻塔所發(fā)出的噪音即是低頻噪音,為了降低噪音而采取的措施,

12、如更換為低噪音馬達、加消音設(shè)施、增設(shè)隔音墻等,不僅效果有限而且費用高。6結(jié)語無風(fēng)機冷卻塔之設(shè)計思想與傳統(tǒng)冷卻塔不同,與傳統(tǒng)冷卻塔作比較,可歸納出以下幾個優(yōu)點:a具有良好的冷卻室:無風(fēng)機冷卻塔采用逆流式, 空氣阻力小。熱水先經(jīng)噴嘴向上噴淋,至塔頂部再折舅曼!碧墮霎墾璺制冷空調(diào)與電力機械返,與空氣作雙程混合冷卻,然后再掉落進填料層作第二次冷卻。以實測數(shù)據(jù)分析,塔下方填料層熱交換僅占不到40%,其余60%以上均在塔上方完成,這與傳統(tǒng)風(fēng)機式冷卻塔的熱交換100%在填料層不同,故填料用量可較少,甚至可設(shè)計成無填料式冷卻塔。b具有良好的塔體結(jié)構(gòu):無風(fēng)機冷卻塔為多個高效率免風(fēng)機單元裝置并列組裝而成,每個單元

13、間距僅為60cm,全機組件均可采用模組化設(shè)計,經(jīng)濟性好,性能穩(wěn)定,并可依照現(xiàn)場空間作靈活排列組裝。c具有良好的熱力性能:因塔體具有良好的冷卻室,在空調(diào)溫差5。C需求上,均能符合國家檢測標準。d具有節(jié)能性能:無風(fēng)機冷卻塔在選機上具有很大范圍,可選擇較低水頭的冷卻塔以節(jié)省較多的耗電能。e無運轉(zhuǎn)振動噪音:因塔體均為靜態(tài)組件,無轉(zhuǎn)動或移動件,故無任何運轉(zhuǎn)振動噪音。f具有節(jié)水性能:因塔體排放出口與塔體長寬尺寸相同,故排風(fēng)速度小,僅在1.52.5m/s之間。再配合高效率的五折式精密擋水器做液氣分離,使水飛2001No.3濺損失可控制在0.001%一0.009%之間。9運轉(zhuǎn)維護費低:因塔體均為靜態(tài)組件,無需

14、用風(fēng)機、傳動件或減速機等機件,故無需此等備用品,維修費用低,僅需維持冷卻循環(huán)水的清潔即可。h省配電管線:無風(fēng)扇電機,免配電管線。上海鑫旺閣大酒店選用了良機公司新型無風(fēng)機冷卻塔,冷卻水量為250t/h,于2000年4月安裝完畢,5月驗收,經(jīng)一個夏季的使用和多次實測,證實了該冷卻塔完全達到了說明書上的各項指標,無漂水現(xiàn)象,節(jié)水效果明顯,冷卻塔噪音僅為55dB(A,確保了中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運行與大酒店的正常經(jīng)營。在全國各地許多企事業(yè)單位都采用了良機公司的新型無風(fēng)機冷卻塔,如大連億達集團公司,山西國稅局、寧波鎮(zhèn)海龍賽醫(yī)院、沈陽數(shù)碼時代廣場、武漢商業(yè)銀行、山東藤州人民醫(yī)院,成都嘉祥大廈以及深圳、珠海、溫

15、州和臺灣等地的單位,都收到了良好的效果。收稿日期:200l-04-4 :市場動態(tài):、一一,春蘭推出“模塊化風(fēng)冷熱泵型”冷水機組最近,春蘭公司面對市場需求適時推出了“模塊化風(fēng)冷熱泵型”冷水機駔(中央空調(diào),該機組采用模塊組合設(shè)計及先進的群控和遠程控方式,適用于2005000m2房問的制冷供暖需要。通過配置新風(fēng)機和高效過濾網(wǎng),可提供人們舒適清潔的工作和生活環(huán)境。春蘭公司推出的這種風(fēng)冷熱泵型冷水機組,其最大的特點是由一定數(shù)量的模塊單元組成,每一模塊的制冷(熱量為100kw,可過拼裝組合最大至700kw(七個模塊的能量,通過調(diào)節(jié)模塊的組合數(shù)量和組合方式,適應(yīng)用戶不同負荷不同安裝場地需要,并可根據(jù)用戶需求

16、隨時方便地增減模塊。在運輸時每一模塊又可拆分成兩個基本單元,使每一單元的重量和體積均能適應(yīng)用普通載人電梯運送的目的,在各單元均運送至安裝地點后再組裝成完整的冷水機組,而不必使用昂貴的吊裝設(shè)備及安裝運輸工具,節(jié)約了大量人力、物力和財力,方便了安裝。在機組啟動時,每個模塊均按次序間隔啟動,有效降低電流對電網(wǎng)的沖擊。由于多個模塊相互獨立,當(dāng)某一模塊出現(xiàn)故障和對其進行維修時,不會影響其余模塊的正常工作,從而實現(xiàn)了不停機維修。同時,由于每一模塊均備有獨立的制冷循環(huán)系統(tǒng),減少了搶修時制冷劑的泄漏,降低了維修費用,而且有利于環(huán)境保護。此外,該機組在國內(nèi)率先采用具有世界先進水平的電腦智能控制系統(tǒng),大屏幕跟蹤監(jiān)

17、控機組的運行狀態(tài),記憶顯示各項工作參數(shù)和故障詳細信息,并可通過計算機進行遠距離操作和實時監(jiān)控。另外,機組控制系統(tǒng)還會根據(jù)實際需要分14級負荷自動調(diào)節(jié),合理控制模塊機組的輸出能量,保證機組在部分負荷下仍以高效率運行,達到最佳節(jié)能效果。: LFC型無風(fēng)機冷卻塔作者:陳家賢, 朱蔣來作者單位:上海良機冷卻設(shè)備有限公司,上海,松江,201600刊名:制冷空調(diào)與電力機械英文刊名:REFRIGERATION AIR CONDITIONING & ELECTRIC POWER MACHINERY年,卷(期:2001,22(3被引用次數(shù):0次相似文獻(10條1.會議論文唐禎祥空調(diào)系統(tǒng)中冷卻塔運行節(jié)能的

18、探討2007通過分析不同因素對冷卻塔冷卻能力的影響,從運行過程中節(jié)約風(fēng)機、水泵等能耗的觀點出發(fā),總結(jié)了利用冷卻塔節(jié)能的各種實施方法。室外空氣濕球溫度,入口水溫,及冷卻水量的變化都將引起冷卻塔冷卻能力的變化。為了用戶的最大限度節(jié)能,冷卻塔的生產(chǎn)廠家在設(shè)計與制造過程中應(yīng)多考慮冷卻塔的自控功能,并且提供冷卻塔在冬夏兩種工況的熱工參數(shù)。2.期刊論文底世濤.Di Shitao空調(diào)系統(tǒng)中冷卻塔的節(jié)能-暖通空調(diào)1999,29(6指出對空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機、水泵等的耗能應(yīng)給予與制冷機組同樣的重視,系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)整體考慮.分析了冷卻塔出水溫度對系統(tǒng)性能的影響,舉例說明了不同工況的能耗對比.3.學(xué)位論文盧廣宇土壤源-冷卻

19、塔復(fù)合式VRF空調(diào)系統(tǒng)研究2009水源VRF空調(diào)系統(tǒng)是新一代的VRF空調(diào)系統(tǒng),集合了VRF空調(diào)系統(tǒng)和水源(環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)二者的優(yōu)點,具有傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)所沒有的特點。而本文提出的土壤源。冷卻塔復(fù)合式VRF空調(diào)系統(tǒng)是一種新型空調(diào)系統(tǒng),較之以前的空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能和環(huán)保方面都具有優(yōu)勢。該系統(tǒng)改善了土壤源水源VRF空調(diào)系統(tǒng)適應(yīng)性,克服了在一些冷熱負荷相差較大的建筑內(nèi)采用單一土壤源的系統(tǒng)缺陷,即系統(tǒng)向埋管周圍土壤吸取和排放的熱量達不到平衡,在熱泵系統(tǒng)常年運行的基礎(chǔ)上,則難以維持原有的運行效率,且經(jīng)濟性也大打折扣。在這種情況下,在全年冷負荷大于熱負荷地區(qū)考慮采用土壤源.冷卻塔復(fù)合式VRF空調(diào)系統(tǒng)就顯得很有必要。

20、目前國內(nèi)外針對該系統(tǒng)的研究還不多,為了更好的了解這種新型空調(diào)系統(tǒng),特提出本課題,希望能為該系統(tǒng)在我國的研究和應(yīng)用提供借鑒。文中以南京地區(qū)的一棟有典型意義的辦公建筑為例,采用土壤源-冷卻塔復(fù)合式VRF空調(diào)系統(tǒng),首先用DeST軟件對其進行了全年動態(tài)負荷計算,通過對已有土壤源和冷卻塔運行控制策略的探討,確定最佳的運行控制策略。然后對水源VRF空調(diào)機組及地埋管和冷卻塔分別建立數(shù)學(xué)模型并進行仿真,模擬地埋管和冷卻塔的出水溫度動態(tài)變化情況,以及在相應(yīng)出水溫度和冷卻水流量下水源VRF空調(diào)機組、冷卻塔和冷卻循環(huán)泵的能耗。采用遺傳算法基于以上數(shù)學(xué)模型對土壤源-冷卻塔復(fù)合式VRF空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化,具體利用MATL

21、AB遺傳算法工具箱得到設(shè)備優(yōu)化選型方案。依據(jù)GBT18837-2002多聯(lián)式空調(diào)(熱泵機組國家標準計算新型VRF空調(diào)系統(tǒng)綜合性能系數(shù)(IPLV。最后應(yīng)用ANSYS軟件對環(huán)境影響做了評估,進一步證實了新型空調(diào)系統(tǒng)在維持地埋管周圍土壤溫度場平衡方面的優(yōu)越性。4.期刊論文何暉.馬林.馮文如.龔玉姣.江思力電影院空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔水中分離到1株嗜肺9型軍團菌-現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)2004,31(4目的:對廣州市某電影院中央空調(diào)冷卻塔水進行細菌學(xué)調(diào)查.方法:用分離培養(yǎng)法,依據(jù)菌落形態(tài)的符合和在缺乏L-半胱氨酸的平板和血平板不生長初判軍團菌,再用血清凝集進行分型,結(jié)合生化反應(yīng)和PCR實驗進行確證.結(jié)果:用本文方法成功

22、檢測出某電影院中央空調(diào)冷卻塔水有軍團菌存在.結(jié)論:該市應(yīng)改進空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔設(shè)計,經(jīng)常進行水質(zhì)消毒及檢測.5.會議論文楊新龍三種冷卻塔的特點及應(yīng)用2005介紹了三種冷卻塔的結(jié)構(gòu)特點、性能特點,提出了空調(diào)系統(tǒng)中冷卻塔類型選擇、容量選擇的看法,并就冷卻塔出水溫度、水流量、風(fēng)機風(fēng)量幾個運行參數(shù)的控制提出了建議。6.會議論文涂愛民.朱冬生封閉式冷卻塔在冷機非運行條件下的節(jié)能效應(yīng)2007對封閉式冷卻塔應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的特點及主要分類進行了介紹;提出對于過渡季或全年需要供冷的空調(diào)系統(tǒng),當(dāng)室外環(huán)境濕球溫度低于系統(tǒng)要求的冷凍水溫度35 時停止冷機運行,利用蒸發(fā)冷卻技術(shù)由閉式冷卻塔直接為系統(tǒng)提供冷量的節(jié)能措施;實

23、例分析表明采用閉式冷卻塔在主機非運行工況下直接供冷模式節(jié)能效應(yīng)明顯,增加的設(shè)備投資可以在兩年半以內(nèi)收回,具有較好的經(jīng)濟效益。7.期刊論文沈啟.魏慶芃.陳永康空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運行與改造案例研究(4:冷卻塔-暖通空調(diào)2010,40(8冷卻塔是集中空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分,開式逆流冷卻塔在大型公共建筑空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,但實際運行過程中卻普遍存在效率偏低的問題.以制冷機和冷卻塔構(gòu)成的系統(tǒng)為研究目標,提出了以制冷機節(jié)能為核心的優(yōu)化思路.建立了半經(jīng)驗理論模型進行模擬計算,并在實際建筑中進行了改造測試,總結(jié)分析得到了冷卻塔風(fēng)機聯(lián)合變頻調(diào)節(jié)和高低風(fēng)速調(diào)節(jié)的控制方法.8.期刊論文唐禎祥.TANG Zhenxiang空調(diào)系統(tǒng)中冷