CN103216912B - 利用冷却塔获取低冷幅冷却水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用冷却塔获取低冷幅冷却水的方法，它是在制冷机组冷凝器的循环冷却水通路上并联一个带有流量调节阀的旁通支路，使冷却塔的出水经过冷却循环泵加压后分为两路：一路流经制冷机组冷凝器支路，另一路流经旁通支路；从制冷机组冷凝器出来的冷却水和流经旁通支路的冷却水混合后，进入冷却塔进行循环冷却；要求流经制冷机组支路的流量G₁按制冷系统的设计冷负荷确定，旁通支路的流量G₂按循环冷却水要求的冷幅计算确定，冷却塔的流量根据制冷机组支路的流量G₁和旁通支路的流量G₂确定。本发明通过技术改进，既能利用冷却塔获取低冷幅冷却水，又不影响制冷系统安全运行。

Description

利用冷却塔获取低冷幅冷却水的方法

技术领域

本发明涉及制冷系统中的冷却塔冷却系统，尤其涉及利用冷却塔获取低冷幅冷却水的冷却塔冷却系统。

背景技术

冷却塔冷却系统是中央空调集中制冷系统的一个重要组成部分，它由冷却塔、冷却水循环泵、制冷机组、管道及相应的控制调节部件组成。冷却塔冷却系统的冷却水冷幅(冷却塔所能达到的出水温度高出当地室外湿球温度的值)的高低，是影响制冷系统效率的重要因素。据统计，在一定温度范围内，冷却水冷幅每下降1℃，制冷系统的效率将提高4.5％左右。因此，采用技术措施，最大限度地降低冷却塔供应的冷却水冷幅，可以显著提高制冷系统的效率。同时，降低冷却水的冷幅，对于部分季节采用冷却塔直接供冷(又称“免费供冷”，即制冷机组不运行，冷却水将冷量直接或间接输送到空气处理设备)的系统，可以延长冷却塔直接供冷的时间，减少空调系统的运行费用。

与本发明最接近的现有技术是2008年《暖通空调》第38卷第5期公开的“冷却塔供冷系统设计方法总结与探讨”一文。在该文中公开了一组冷却塔的热工特性曲线。由该曲线可以看出，在任一确定的室外湿球温度下，冷却水的冷幅随着冷却塔进出口温差的减小而减小。但文献中未涉及“应采用什么措施减小冷却塔进出口温差”的问题。

通常，在制冷负荷一定的条件下，增大冷却水循环流量可以降低冷却塔冷却水的进出口温差。但增大循环流量对于冷却塔和制冷机组均会带来不利影响，如，冷却塔的的循环流量应在其额定流量的80％～120％之间，否则会影响其冷却效果对并其结构产生不利影响；同时，制冷机组的循环冷却水流量若远离设计工况流量，会影响制冷机组的正常运行并对制冷机组造成损坏。

发明内容

本发明的目的是克服上述“通过改变冷却水循环流量的方法降低冷却塔冷却水的进出口温差，进而降低冷却水冷幅”的技术中存在的缺点，通过技术改进，提供一种即能利用冷却塔获取低冷幅冷却水，又不影响制冷系统安全运行的获取低冷幅冷却水的方法。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种利用冷却塔获取低冷幅冷却水的方法，它是在制冷机组冷凝器的循环冷却水通路上并联一个带有流量调节阀的旁通支路，使冷却塔的出水经过冷却循环泵加压后分为两路：一路流经制冷机组冷凝器支路，另一路流经旁通支路；从制冷机组冷凝器出来的冷却水和流经旁通支路的冷却水混合后，进入冷却塔进行循环冷却；要求流经制冷机组支路的流量G₁按制冷系统的设计冷负荷确定，旁通支路的流量G₂按循环冷却水要求的冷幅计算确定，冷却塔的流量根据制冷机组支路的流量G₁和旁通支路的流量G₂确定。

具体确定方法如下：

第一步：根据冷却塔的热工特性曲线，以及具体工程所需达到的冷却塔出水温度t₂，确定设计气象条件下冷却塔的进水温度t₁。

第二步：根据设计气象条件下冷却塔的进水温度t₁、制冷机组冷凝器的额定出水温度T₂和冷却塔出水温度t₂，确定旁通支路流量G₂和制冷机组支路流量G₁之比β；

$\mathrm{\β}=\frac{G_2}{G_1}=\frac{T_2-t_1}{t_1-t_2}$

公式中G₁、G₂的单位为T/h；t₁、t₂、T₂的单位为℃。

第三步：根据制冷系统的冷负荷Q和冷却水在冷凝器进出口的设计温差ΔT，计算制冷机组支路的流量G₁

$G_1=\frac{0.86Q}{\mathrm{\ΔT}}$

公式中G₁的单位为T/h；Q的单位为kW；ΔT的单位为℃。

第四步：根据制冷机组支路的流量G₁和旁通支路与制冷机组支路的流量比β，确定旁通支路的流量G₂。

G₂＝βG₁，

公式中G₁、G₂的单位为T/h。

第五步：确定冷却水供、回水总管流量G。

G＝G₂+G₁

公式中G、G₁、G₂的单位为T/h。

第六步：根据G、G₁、G₂确定冷却塔、冷却水循环泵、冷却水回水总管，冷却水供水总管、旁通支路、制冷机组支路的管道及附件的型号及管径。其中，冷却塔、冷却水循环泵、冷却水回水总管，冷却水供水总管及附件，均以流量G作为选型流量；旁通支路及其附件均以流量G₂作为选型流量；制冷机组支路及其附件均以流量G₁作为选型流量。

本发明的优点是：

(1)本发明由于增加了旁通支路，且流经旁通支路的循环水不需要吸收高温制冷剂的冷凝热，则两支路的循环水混合后温度相应降低，即降低了冷却塔的进水温度，亦即降低了冷却水的进出口温差，所以有利于获得较低冷幅的冷却水。

(2)由于冷却塔的选型流量是根据冷却负荷和冷却塔进出口的温差确定的，所以冷却塔的设计流量能够与制冷系统的设计负荷相一致，从而保证了冷却塔和制冷机组均能正常工作。

(3)本发明方法简单，易于实现，能够显著提高制冷系统的效率。

附图说明

图1是本发明方法实施例的装置组成各连接关系示意图。

图中：1-冷却塔，2-冷却水循环泵，3-冷凝器，4-第一流量调节阀，5-第二流量调节阀，6-管道过滤器，7-旁通支路，8-制冷机组支路，9-冷却水回水总管，10-冷却水供水总管，11-制冷机组，12-蒸发器。

下面结合附图和本发明的工作流程说明其具体实施方式。

具体实施方式

如图1所示，本发明冷却系统包括现有的冷却塔1、冷却水循环泵2、由冷凝器3和蒸发器12组成的制冷机组11、第一流量调节阀4、管道过滤器6、冷却水回水总管9、供水总管10，从图中可以看出，在制冷机组支路8上并联一个旁通支路7，在旁通支路7上设有第二流量调节阀5，工作时，从冷却塔1流出的冷却水经冷却水供水总管10被冷却水循环水泵2加压后分成两路，一路通过制冷机组支路8流经制冷机组冷凝器3吸热升温，另一路通过旁通支路7温度基本不变。流过两支路的循环冷却水后混合后，通过冷却水回水总管9，流回冷却塔1进行循环冷却。要求流经制冷机组支路8的选型流量G₁、旁通支路7的选型流量G₂以及冷却塔1的选型流量G均采用下述方法确定。具体如下：

第一步：根据冷却塔1的热工特性曲线，以及具体工程所需达到的冷却塔1出水温度t₂，确定设计气象条件下冷却塔1的进水温度t₁。

第二步：根据设计气象条件下冷却塔1的进水温度t₁、制冷机组冷凝器3的额定出水温度T₂和冷却塔出水温度t₂，确定旁通支路7的流量G₂和制冷机组支路8的流量G₁之比β；

$\mathrm{\β}=\frac{G_2}{G_1}=\frac{T_2-t_1}{t_1-t_2}$

公式中G₁、G₂的单位为T/h；t₁、t₂、T₂的单位为℃。

第三步：根据制冷系统的冷负荷Q和冷却水在冷凝器3进出口的设计温差ΔT，计算制冷机组支路8的流量G₁

$G_1=\frac{0.86Q}{\mathrm{\ΔT}}$

公式中G₁的单位为T/h；Q的单位为kW；ΔT的单位为℃。

第四步：根据制冷机组支路8的流量G₁和旁通支路7与制冷机组支路8的流量比β，确定旁通支路7的流量G₂。

G₂＝βG₁，

公式中G₁、G₂的单位为T/h。

第五步：确定冷却水供、回水总管流量G。

G＝G₂+G₁

公式中G、G₁、G₂的单位为T/h。

第六步：根据G、G₁、G₂确定冷却塔1、冷却水循环泵2、冷却水回水总管9，冷却水供水总管10、旁通支路7、制冷机组支路8的管道及附件的型号及管径。其中，冷却塔1、冷却水循环泵2、冷却水回水总管9，冷却水供水总管10及附件，均以流量G作为选型流量；旁通支路7及其附件均以流量G₂作为选型流量；制冷机组支路8及其附件均以流量G₁作为选型流量。

Claims (1)

1.一种利用冷却塔获取低冷幅冷却水的方法，其特征在于，它是在制冷机组冷凝器的循环冷却水通路上并联一个带有流量调节阀的旁通支路，使冷却塔的出水经过冷却循环泵加压后分为两路：一路流经制冷机组冷凝器支路，另一路流经旁通支路；从制冷机组冷凝器出来的冷却水和流经旁通支路的冷却水混合后，进入冷却塔进行循环冷却；要求流经制冷机组支路的流量G₁按制冷系统的设计冷负荷确定，旁通支路的流量G₂按循环冷却水要求的冷幅计算确定，冷却塔的流量根据制冷机组支路的流量G₁和旁通支路的流量G₂确定；具体确定方法如下：

第一步：根据冷却塔的热工特性曲线，以及具体工程所需达到的冷却塔出水温度t₂，确定设计气象条件下冷却塔的进水温度t₁；

第二步：根据设计气象条件下冷却塔的进水温度t₁、制冷机组冷凝器的额定出水温度T₂和冷却塔出水温度t₂，确定旁通支路流量G₂和制冷机组支路流量G₁之比β;

$\mathrm{\β=}\frac{G_2}{G_1}=\frac{T_2-t_1}{t_1-t_2}$

公式中G₁、G₂的单位为T/h；t₁、t₂、T₂的单位为℃；

第三步：根据制冷系统的冷负荷Q和冷却水在冷凝器进出口的设计温差ΔT，计算制冷机组支路的流量G₁；

$G_1=\frac{0.86Q}{\mathrm{\ΔT}}$

公式中G₁的单位为T/h；Q的单位为kW；ΔT的单位为℃；

第四步：根据制冷机组支路的流量G₁和旁通支路与制冷机组支路的流量比β，确定旁通支路的流量G₂；

G₂=βG₁，

公式中G₁、G₂的单位为T/h；

第五步：确定冷却水供、回水总管流量G；

G=G₂+G₁

公式中G、G₁、G₂的单位为T/h；

第六步：根据G、G₁、G₂确定冷却塔、冷却水循环泵、冷却水回水总管，冷却水供水总管、旁通支路、制冷机组支路的管道及附件的型号及管径；其中，冷却塔、冷却水循环泵、冷却水回水总管，冷却水供水总管及附件，均以流量G作为选型流量；旁通支路及其附件均以流量G₂作为选型流量；制冷机组支路及其附件均以流量G₁作为选型流量。