研讨丨卓展标准高效机房之冷却塔控制

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作者:高效机房组冯奕应 卓展工程顾问有限公司网址:https://mp.weixin.qq.com/s/wfDFgL9KNFbUpERCwJ56nw

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冷却塔常常作为大型中央空调系统的冷却设备,它的目的是给制冷主机创造连续、可靠的运行条件,把制冷主机的冷凝热量转移到大气中去。


保证主机冷却水流量和进水温度要求,是系统安全、高效运行的两个重要关注点,前者主要依靠设计人员构建合理的冷却水系统实现,后者主要通过冷却水换热系统来实现。


在室外湿球温度一定时,压缩机冷凝温度越低,越有利于主机高效运行。那么,实际运行中应如何通过控制优化的方法,充分发挥冷却塔的换热能力,减小冷却塔换热温差,降低主机冷却水进水温度并节约风机电耗?

在实际运行中,对于多台主机及冷却塔的项目,目前较多的运行策略是主机与冷却塔对应开启。例如一个3 台主机的系统中 ,根据“1机对2塔”的策略,开启1台主机时运行2台冷却塔,开启2台主机时运行4台冷却塔,开启3台主机时运行全部6台冷却塔。

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冷却塔传热可用以下公式分析:
=  ∗  ∗
式中 ,       
Q:冷却塔换热量;
K:冷却塔换热系数;
F:冷却塔换热面积;
dT: 风侧与水侧的对数平均温差。

1 (2).jpg由上面的公式可以看出,“台数控制”的运行策略存在提升换热面积的空间。部分负荷时开启部分冷却塔,这样未开启的冷却塔换热面积就浪费了,如果整个制冷期都能多开冷却塔(在一定风水比下),就可以充分利用冷却塔换热面积,增大换热效果,有利于降低冷却水温度。
多开冷却塔后,平均到每台冷却塔的流量将减少(有低流量限值),若冷却塔的风机维持原有风量,冷却塔的风水比有可能偏大(风水比提高到一定比例时,继续增加风量对冷却塔效率提升不大)。因此,部分负荷时可通过冷却塔风机变频的方法,控制风水比在较理想的范围,力求控制在当前湿球温度下的一个经济换热温差。由于风机功耗与风量接近三次方关系,在各塔风水比相同的情况下,冷却塔全开的总风量功耗是最小的,感兴趣的朋友可以模拟试算。


总的来说,“多塔运行,风机调速”的运行策略是在保证冷却塔布水挂膜效果的前提下,尽量多开冷却塔以及风机变频控制风水比,以充分利用冷却塔散热面积,达到高换热效率、低功耗、低冷却水温度的目的。

该控制还有以下优点:

  1. 控制简单可靠。可根据系统负荷率实行前馈控制,不必根据测量流量、压差等参数进行反馈调节,避免了因为传感器故障导致的控制波动。自控尽可能简单可靠。
  2. 利于水力平衡。对于台数控制来说,由于冷却塔开启的组合经常在变化,例如某天开启 1 号和 3 号塔,另一天开启 2 号和 4 号塔等等,所以需实现冷却塔的动态平衡,对于不安装动态平衡装置的系统来说这一点很难实现。而如果安装动态平衡装置,因其所需的阀权度较大,这些阀门即使在全开时仍消耗较大的阻力,造成冷却泵能耗的浪费。
    而对于“多塔运行,风机调速”的系统来说,由于冷却塔经常全部开启,管网系统变化不大,既避免了水力不平衡导致冷却塔之间水量不均,又避免了安装过多的阻力部件。
  3. 基本避免冷却水旁通。在实际运行中,经常出现“停风不停水”现象,是因为冷却塔未安装可自动控制的进出水阀,或虽然安装了这样的阀门,但未能实现自动控制。依靠运行人员手动进行“ 停风即停水”的策略显然占据的人力成本太大,因此这一问题比较难以解决。但是对于“冷却塔多开,风机变频调节”的策略,由于所有冷却塔经常处于全部运行状态,所以基本不存在旁通的问题,从根本上避免了这一问题。



卓展标准高效机房无需采用高新科技或非标产品,重点在于EER指标在工程每个环节中认真推行,由专业设计团队全程确保各环节聚焦于节能目标,从机房方案设计到系统调试及竣工后一年运行,全程参与,保证投资回收期满足预期。

卓展工程顾问公司推行的标准高效机房, 采用标准设备,在标准工况运行,目标EER不小于5.0是性价比较高的高效机房理念,有以下的优点:

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  • 采购风险低:大部份供货商都可参与投标。

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  • 建设期合理可控:不采用非标设备,常规的设备生产期;标准设备的施工,施工队无需通过特别培训或使用特别工艺,常规的施工期。

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  • 投资价值高:性价比高,投资回收期短(南方地区不超一年)。



文章分类: 高效机房
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