一、冷却塔的选型设计原则
1) 在满足系统稳定的散热需求的情况下,应充分考虑冷却塔的噪音设计需求。
2) 在冷却塔的散热量能满足本项目空调系统的基本需求的情况下,应优先选择低噪音的冷却塔。
3) 冷却塔的能效设计应优先考虑通过CTI认证的冷却塔,其设计型号应在CTI网站可查。在必要的情况下,提供冷却塔的现场电脑软件选型演示及噪音电脑软件选型演示以彻底杜绝偷量及提供虚假资料的现象。
4) 冷却塔不应有过高的溅水及漂水以减少冷却塔的排风对周围环境的影响。
5) 应优先考虑具有较高的可维护性及较为简洁的售后服务性的冷却塔。
6) 在设计功能满足以上需求的情况下,优先考虑性价比较高、具有良好的市场口碑的大型冷却塔制造商的产品。
二、冷却塔的选型设计考虑
1)从冷却塔的功能需求考虑,建议冷却塔的选型设计工况为:
(1)最不利工况:流量:570m3/h(与主机的实际冷却水最大热负荷一致),进水温度:37℃,出水温度:32℃,湿球温度:28.9℃(对应某市的最高气温为40℃)
(2)标准工况:流量:700m3/h,进水温度:37℃,出水温度:32℃,湿球温度:28℃。同时满足以上两个设计条件即为最佳选型冷却塔。
冷却塔的容量与噪音是一对矛盾体,冷却塔的容量提升则意味着冷却塔的电机功率增大及(或)冷却塔的塔体加大,意味着噪音增加及价格提升。
因此,对于本项目的设计来讲,冷却塔的能效设计应遵循在最不利工况的设计原则,在满足最不利工况的能效设计条件下,尽量减少塔体的容量,以充分降低冷却塔的输入功率,以达到较好的降噪效果。
(1)冷却塔最不利工况的湿球温度确定
查某市2011年到2015年8月的气象资料,夏季较长自每年的4月份到当年的9月份均属于夏季高温气候。最高气温出现在7月,8月,9月份这三个月,日最高气温达到37度。最高气温下的湿球温度达到28.5度以上。
因此,本项目的冷却塔的设计工况建议为:冷却塔的设计湿球温度确定为:28.9度(其对应的某市的最高气温可以达到40度,换句话说是在室外温度为40度时,冷却塔能效可以满足商场空调设计的基本需求)
(2)冷却塔最不利工况的设计容量
根据设计的主机选型参数表确定为570m3/h。摘录如下:
(3) 冷却塔标准的工况设计流量确认
1)根据最不利设计工况反推冷却塔在标准设计工况的流量为700m3/h,最大可满足供水流量800m3/h。
2)从设计图中得到冷却水泵的设计流量为700m3/h,冷却塔播水盆的满水容量比冷却水泵的设计流量要大,可以包容住冷却水泵的最大流量,保证冷却塔上水不发生溢流的情况。因此可以确定在标准工况是按700m3/h设计为最佳容量设计。
3)从冷却塔的噪音需求,冷却塔的电机转速设计为1000rpm,风机转速设计为低于230rpm,可有效降低冷却塔的运行噪音。
4)从噪音及性价比考虑,建议单台主机配单台冷却塔的设计方案,可避免组合式冷却塔的噪音叠加的进一步影响,比如说:一个800RT主机配2台350吨的冷却塔,那么冷却塔在运行时,两台塔会产生一个叠加噪音(约是3分贝),如果用3台组合叠加的噪音会增加5分贝。这样会导致冷却塔的噪音不易于控制。此外,组合塔的成本较高于单台冷却塔,从设备投入上也会有个成本增加。从售后服务的角度,本来只要4个塔就能满足的,增加到8台塔那么售后服务的工作量及维护点也会增加。
5)建议采用变频的冷却塔控制方式,可进一步充分降低冷却塔的运行噪音(如果在预算有限的情况下可以考虑采用双速电机的控制方式,有效降低夜间的运行噪音)
变频控制的降噪效果:
测试距离 转速100% 转速90% 转速80% 转速70% 转速60%
进风面10m 62 60 58 57 55
出风口10m 67 65 63 60 58
进风面15m 58 57 55 53 52
出风口15m 64 62 60 58 56
进风面20m 56 54 52 51 50
出风口20m 61 59 57 55 53
从以上可以看出变频控制噪音的效果是非常好的。从成本投资的角度增加的成本比消音措施要便宜非常多,是较为可行的方案
5)从材质的角度,从当前国内的设计规范来讲玻璃钢的冷却塔仍然是适合使用的,但是玻璃钢不是一种环保材料。从当前国内的环保形式,目前在我国已有大量的项目采用镀锌钢冷却塔的设计方式(较为集中在国企或政府项目、外企及国内的较大的一些企业,比如说:联通、移动、电信、世纪互联、华为、中兴、阿里巴巴、腾讯、宝洁等等这些单位较为多见采用镀锌钢的冷却塔)。镀锌钢冷却塔的优势在于环保、整体的外观设计非常漂亮、冷却塔的整体的阻燃性非常高,但是缺点是价格较高。这两种材质需要综合业主的实际预算能力来考虑,当然如果是在预算的控制范围内,显然镀锌钢的冷却塔是最佳的选择。
三、冷却塔优化设计方案选型
按以上的优化设计条件进行选型:
设计容量 电机功率 风机叶片 风机转速 噪音标准 噪音控制方式 备注
原设计方案 800m3/h 30KW 未知 未知 未知 未知
优化设计方案 700m3/h 18.5KW 5叶宽叶 188rpm 10m测点
62分贝 推荐变频控制
注明:优化设计选型为马利NC8412SLN冷却塔采用5叶风机,如以上噪音仍不能满足实际的项目需要,则可以采用8叶风机进一步降低冷却塔的运行噪音(约能降低2~3个分贝,8叶风机会造成风机余压衰减,应配套能量回收风筒),如采用8叶风机仍不能满足项目设计需要,则可采用超静音风机的设计方案,冷却塔的运行噪音可降低约8个分贝。