冷却塔免费供冷系统在某商业建筑中的应用

王海蓉

摘要：随着人们对节能问题的日益关注，冷却塔免费供冷技术得到了越来越多的推广和应用。随着过渡季和冬季的室外空气湿球温度的降低，冷却塔的出口水温也随之降低，当室外空气湿球温度低于某一温度值，冷却水可直接或通过间接换热供给空调系统，满足空调系统供冷需求时，可关闭制冷机组，利用低温的冷却水来为空调系统提供冷量，以达到节省空调能耗的目的。本文结合济南某商业建筑为例，对该工程中冷却塔免费供冷技术的各参数的确定进行了总结，且对该建筑采用冷却塔免费供冷技术的可行性和经济性进行了论证。

关键词：冷却塔免费供冷；室外湿球温度；供回水温差；负荷侧；冷源侧

中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）08-0191-02

1.工程概况

该工程是位于济南市（寒冷地区）的某大型商业建筑，地上商业部分总建筑面积68565m³，其中空调面积55100m³。根据该建筑的平面布局将空调系统划分为内区和外区。外区是直接受到外围护结构日射得热、温差传热和空气渗透等负荷影响的区域，该区域需要随着季节的变化供冷或供热；内区是与建筑外边界相隔离，具有相对稳定的内边界温度条件，不直接受到外围护结构的日射得热，温差传热和空气渗透等负荷影响的区域，该区域负荷只受照明、设备、人员发热量的影响需全年供冷。该工程采用的是风机盘管加新风系统，夏季由冷水机组提供6/12°C空调冷水，冬季由市政热源提供60/45℃空调热水。该工程内区的主要范围包括没有外围护结构的小商铺、餐厅、KTV等，因该工程采用的是开式冷却塔，所以免费供冷采用间接供冷系统，在冷却水和内区冷冻水之间增加了一组板式换热器。

2.可行性

在冷却水免费供冷方案比较时，由于新风量较小，新风承担室内的冷负荷作为系统的裕量，按新风不需要进行热湿处理考虑。该商业夏季室内设计参数为26°C，相对湿度≤65%，冬季内区设计温度为22℃，新风量168735³/h，冬季送风温度取18度。利用鸿业负荷计算软件计算，商业内区的夏季全热负荷为2198kW（不含新风），冬季显热负荷为1338kW，新风量为168735m³/h。内区房间设计温度取20°C冬季新风送风温度取18°C。

3.经济性分析

根据负荷计算，本商业选用三台制冷量2637kW的离心冷水机组和一台1228kW的螺杆冷水机组，冷冻水供回水温度为6/12°C，配置三台546.1m³/h和一台253.2m³/h冷却塔，夏季冷却水供水水温度为32/37℃，采用一台大冷却塔作为冷却塔免费供冷时使用，并设电伴热用于冬季防冻。设置一台板式换热器用于冬季内区免费供冷系统，换热量为1200kW，其中冷源侧供回水温度为6.49/9.49°C，负荷侧供回水温度8.3/10.49°C。本商场营业时间为9：30-21：30，考虑到免费供冷使用的时间是过渡季和采暖季，根据济南市气象局提供的气象参数，可用于冷却塔免费供冷的时间共计为749h。小冷冻机的冷冻水泵兼用免费供冷時负荷侧的冷冻水泵，水泵采用变流量运行，系统增设一台冷却塔免费供冷冷却水泵。

系统投资增加费用：板式换热器按6万，水泵分别按照9万考虑，加上管线、控制系统等其他投资，免费供冷系统约增加投资21万。济南市平均电价为0.74元。机循环泵的前提下减少设备初投资，冷却塔免费供冷系统的节能性和经济性非常明显。

4.结语

根据上述分析，本工程具备冷却塔免费供冷的可行性和经济性，利用冷却塔免费供冷可以减少制冷机的开启时间，增加制冷机的寿命，也可以避免因为冬季冷却水温度过低而无法开启制冷机的情况。在使用中尽可能的在较高的湿球温度工况点切换至冷却塔供冷，充分利用夏季空调系统的循环水泵在系统节能的同时减少系统的投资。