循環(huán)水節(jié)能方案匯總
前 言
在工業(yè)企業(yè)、樓宇中央空調(diào)中，循環(huán)水的使用都相當(dāng)普遍。循環(huán)水的主要功能在于將生產(chǎn)設(shè)備、制冷設(shè)備的熱量換出并釋放，其工作的流程一般都不復(fù)雜，主要是先將冷水輸送到被冷卻的設(shè)備，循環(huán)過(guò)程中將熱量帶出來(lái)，并輸送到冷卻塔散熱，將水溫降低之后收集到水池中，如此不斷循環(huán)，過(guò)程中蒸發(fā)的水量通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充。在循環(huán)過(guò)程中，水泵是動(dòng)力設(shè)備，冷卻塔是散熱設(shè)備。
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水泵：提供循環(huán)的動(dòng)力
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冷卻塔及風(fēng)機(jī)：使熱量散發(fā)到空氣中
循環(huán)水系統(tǒng)在冶煉、化工、制藥、電子、紡織等產(chǎn)業(yè)居于重要位置，耗電量較大，在中央空調(diào)等領(lǐng)域，其能耗也占據(jù)較大比重，研究循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能對(duì)于企業(yè)和樓宇節(jié)電具有較大意義。
為了實(shí)現(xiàn)循環(huán)水節(jié)能，北京時(shí)代科儀新能源科技有限公司進(jìn)行了6年的研究和實(shí)踐。北京時(shí)代科儀新能源科技有限公司成立于2010，總部和研發(fā)中心位于北京市海淀區(qū)中關(guān)村科技園區(qū)上地信息產(chǎn)業(yè)基地。企業(yè)專注于節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)家軟件企業(yè)、國(guó)家創(chuàng)新基金資助企業(yè)、國(guó)家發(fā)改委備案的節(jié)能服務(wù)公司。
企業(yè)以技術(shù)創(chuàng)新作為核心工作和發(fā)展動(dòng)力，研制了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先的獨(dú)創(chuàng)節(jié)能技術(shù)，申請(qǐng)發(fā)明專利6項(xiàng)，實(shí)用新型專利11項(xiàng)。公司涉及的節(jié)能產(chǎn)品主要包括：空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能、電梯節(jié)能、并網(wǎng)逆變器等。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋汗I(yè)企業(yè)節(jié)電、大型公建系統(tǒng)的節(jié)電，提供一站式綜合節(jié)能服務(wù)。
企業(yè)的主營(yíng)業(yè)務(wù)為：節(jié)能方案研發(fā)、節(jié)能產(chǎn)品生產(chǎn)、節(jié)能工程實(shí)施、節(jié)能項(xiàng)目服務(wù)。公司具有較強(qiáng)的節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，為中牧制藥、英利集團(tuán)、桐昆集團(tuán)、香飄飄、寶潔、天能電池、聯(lián)合特鋼、天津機(jī)場(chǎng)、外交部、湖州市政府大樓等實(shí)施了節(jié)能項(xiàng)目，效果顯著。并為清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院等高校和院所提供設(shè)備、技術(shù)服務(wù)，或具有合作關(guān)系。通過(guò)數(shù)年的發(fā)展，公司具備豐富的節(jié)能項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)施能力。
企業(yè)成立以來(lái)，先后研制了電力并網(wǎng)逆變裝置、空壓機(jī)智能節(jié)能系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水智能節(jié)能系統(tǒng)、大型離心設(shè)備智能節(jié)能系統(tǒng)、污水處理廠綜合節(jié)能系統(tǒng)等節(jié)能產(chǎn)品，并申報(bào)了相關(guān)的專利和軟件著作權(quán)。，在相關(guān)領(lǐng)域獲得了一定的研究成果，具有相應(yīng)資質(zhì)，擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，既往項(xiàng)目業(yè)績(jī)突出。
本文將循環(huán)水節(jié)能相關(guān)技術(shù)進(jìn)行小結(jié)和匯總，以供參考。
一、循環(huán)水節(jié)能的理論基礎(chǔ)
循環(huán)水系統(tǒng)的能耗部件主要是水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)，此兩項(xiàng)以及工藝、氣候之間存在密切的關(guān)聯(lián)，因此分析難度較大。本章主要介紹基本理論，幫助對(duì)各種節(jié)能技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析。
1.1 水泵分析理論
水泵主要的分析理論在于水泵的兩條曲線，分別是性能曲線和效率曲線，由于水泵的真實(shí)表現(xiàn)主要受到揚(yáng)程影響，因此將性能曲線和效率曲線都以揚(yáng)程為自變量繪出，如下所示：
流量曲線 效率曲線
對(duì)于變速泵，遵循相似原理，曲線如下所示：
以上曲線，含有豐富的信息量，只要充分解讀，就能夠分析水泵的性能和節(jié)能潛力，北京時(shí)代科儀的工程師就是采用以上曲線充分挖掘，實(shí)現(xiàn)了諸多節(jié)能方法的分析過(guò)程。
1.2 系統(tǒng)運(yùn)行分析理論
循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行具有較多變量，如何準(zhǔn)確、快捷分析其節(jié)能潛力？北京時(shí)代科儀的工程師采用以下兩個(gè)基本公式對(duì)循環(huán)水進(jìn)行分析，獲得主要的節(jié)能潛力數(shù)據(jù)：
1.2.1 熱功率的傳遞公式
循環(huán)冷卻水的任務(wù)就是將熱量帶走并散發(fā)到空氣中去，因此帶走熱量就是循環(huán)冷卻水的任務(wù)，帶走的熱量按照熱功率來(lái)計(jì)算，那么熱功率為：
P=cQΔT
其中P為熱功率，c為水的比熱（常數(shù)），Q為水的流量，ΔT為出水和回水的溫差，等于進(jìn)入冷卻塔和流出冷卻塔的溫差。
此公式用于分析流量、溫差的相互關(guān)系，并考慮氣候?qū)ι岬挠绊懀鳛橹悄芑刂频幕A(chǔ)理論。
1.2.2 水泵功率的表達(dá)式
循環(huán)冷卻水的代價(jià)主要是電能的消耗、水的消耗、清洗維護(hù)成本等。
其中水泵電能消耗的為：
P功耗=Qh/η
其中P功耗為水泵的功耗，Q為流量，h為水泵的揚(yáng)程，η為水泵的效率。
從這個(gè)表達(dá)式，我們可以分析減小功耗的途徑是：
充分利用或者減小流量Q，
充分利用或者減小揚(yáng)程h，
提高泵的效率η。
北京時(shí)代科儀的工程師通過(guò)以上表達(dá)式，對(duì)節(jié)能方法進(jìn)行分析，以下進(jìn)行初步解釋：
流量Q：由于Q與溫差ΔT成反比，那么就應(yīng)該保證合理的溫差，根據(jù)氣候變化進(jìn)行準(zhǔn)確的流量調(diào)節(jié)，還要保證冷卻塔的散熱能力，保證水流進(jìn)入冷卻塔的均衡性，充分利用流量。
揚(yáng)程h：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的特點(diǎn)，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)揚(yáng)程h使得運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理的可進(jìn)行改進(jìn)，使得泵的入口存在較大揚(yáng)程從而減少對(duì)揚(yáng)程的需求，敞開閥門使得揚(yáng)程損失減小，有條件時(shí)可采用富裕揚(yáng)程發(fā)電回收等。
水泵效率η：水泵的效率與實(shí)際運(yùn)行狀況密切相關(guān)，不同工況下水泵的效率可能大幅變動(dòng)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況修改水泵的設(shè)計(jì)或者進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)使得水泵運(yùn)行在高效狀態(tài)非常必要。
經(jīng)過(guò)上述三個(gè)過(guò)程的優(yōu)化，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的實(shí)際功耗通常能夠顯著下降，部分的還可實(shí)現(xiàn)節(jié)水、減少清洗等效果，但是不同現(xiàn)場(chǎng)的循環(huán)冷卻水條件各不相同，經(jīng)過(guò)分析后采取的節(jié)能手段也不相同，工程師們致力于提供一站式服務(wù)，綜合手段減少循環(huán)冷卻水的能耗。
二、閥門控制節(jié)能
循環(huán)水系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的方法是采用閥門控制節(jié)能，本章進(jìn)行簡(jiǎn)單敘述。
2.1 閥門控制節(jié)能的原理（智慧閥門）
循環(huán)水系統(tǒng)一般按照夏季最大水量需求而設(shè)計(jì)，在日常運(yùn)行中，流量具有裕量。通過(guò)閥門控制，減小水泵的輸出流量，達(dá)到節(jié)能的目的。從水泵的性能曲線中查詢，當(dāng)水泵揚(yáng)程增大時(shí)，流量就會(huì)減小，流量減小的幅度大于揚(yáng)程增大的幅度，從而水泵功耗下降。通過(guò)一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以控制閥門的開度，實(shí)現(xiàn)流量、水溫受控，這種具有自動(dòng)控制能力的閥門稱為“智慧閥門”。
2.2 閥門控制節(jié)能的效果
閥門控制能夠降低水泵的輸出流量，但是同時(shí)會(huì)增大水泵的輸出壓力，水泵的功耗下降程度沒(méi)有流量下降明顯，其節(jié)能效果較為有限，由于閥門具有額外的能量損失，其節(jié)能效果僅限于降低水泵功耗的部分，其主要作用在于避免水泵的超載。此種節(jié)能方式目前在化工等現(xiàn)場(chǎng)仍然在大量使用，有必要更換成更佳的節(jié)能方式。
三、變頻節(jié)能
變頻節(jié)能的主要設(shè)備是變頻器，對(duì)水泵進(jìn)行降速運(yùn)行，已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。
3.1 變頻節(jié)能的原理
北京時(shí)代科儀新能源科技有限公司的工程師通過(guò)水泵性能曲線分析變頻節(jié)能的原理：
為了實(shí)現(xiàn)低于水泵額定流量的一個(gè)實(shí)際流量，采用閥門控制勢(shì)必增大水泵的輸出揚(yáng)程，但是如果采用減速運(yùn)行，則能在更低的揚(yáng)程條件下輸出該流量。在流量相同的情況下，揚(yáng)程下降非常明顯，從而實(shí)現(xiàn)了水泵功率的大幅下降。變頻節(jié)能是一個(gè)進(jìn)步，而至今用戶仍然不能完全掌握變頻的特性，也未必能夠?qū)⒆冾l用好，仍然需要節(jié)能工作者的認(rèn)真引導(dǎo)和服務(wù)。
3.2 變頻節(jié)能的改進(jìn)
通常變頻器只在一組水泵中的一臺(tái)配置，實(shí)踐證明，此種配置不能充分發(fā)揮變頻器的節(jié)能作用，也不能使得水泵運(yùn)行在高效區(qū)間，因此這種方法存在改進(jìn)的余地。理想的變頻配置應(yīng)是：為每臺(tái)運(yùn)行的泵配置變頻器，并且等速運(yùn)行，具體原則可咨詢北京時(shí)代科儀工程師。
四、溫差控制節(jié)能
溫差控制是在變頻節(jié)能基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，本章進(jìn)行簡(jiǎn)述。
4.1 溫差控制節(jié)能的原理
根據(jù)熱功率傳遞公式，如果溫差增大，則對(duì)流量的需求減少。工程師們自然將溫差作為控制指標(biāo)，通過(guò)保證溫差來(lái)實(shí)現(xiàn)流量的限制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。流量與溫差成反比，在相當(dāng)多的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)溫差較低，通過(guò)適當(dāng)拉大溫差運(yùn)行，能夠顯著降低流量需求，再采用變頻器控制水泵，降低流量的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
為了實(shí)現(xiàn)溫差控制，一般在冷卻塔或者表冷器的兩端分別設(shè)立水溫傳感器，將溫差測(cè)量出來(lái)，并指定一個(gè)溫差目標(biāo)，通過(guò)流量控制實(shí)現(xiàn)溫差恒定。
4.2 溫差控制節(jié)能的弊端
溫差控制方式在變頻器的基礎(chǔ)上具備了基本的自控能力，但是，對(duì)于溫差的指定未必科學(xué)。例如：夏季某日的環(huán)境濕度極高，接近飽和，此時(shí)冷卻塔無(wú)法將溫差拉開，溫差控制系統(tǒng)為了增大溫差，不斷降低流量，導(dǎo)致熱量難以散出，最終冷卻水因溫度過(guò)高而引起系統(tǒng)跳車。從這個(gè)極端例子可見(jiàn)，溫差控制是具有邏輯缺陷的，雖然被寫入教科書，但是仍然不具備理論和邏輯上的正確性。
北京時(shí)代科儀的工程師對(duì)溫差控制的弊端進(jìn)行了充分的分析，并給出了一種智能化溫差設(shè)置方案，彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷，并應(yīng)用在循環(huán)水智能控制系統(tǒng)中。
五、水泵參數(shù)改制節(jié)能
循環(huán)水系統(tǒng)一經(jīng)設(shè)計(jì)，參數(shù)就會(huì)固定，而出廠參數(shù)往往不適合現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)需要，因此對(duì)水泵參數(shù)進(jìn)行改制就是一種節(jié)能手段。
5.1 水泵參數(shù)改制原理
5.1.1 水泵揚(yáng)程設(shè)計(jì)偏大
根據(jù)水泵性能曲線，假設(shè)水泵揚(yáng)程配置偏大，則水泵容易出現(xiàn)流量過(guò)大，進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)載，因此就采用閥門限制流量，同時(shí)水泵的輸出壓力提高，滿足揚(yáng)程匹配關(guān)系。由于閥門的阻礙作用，帶來(lái)了較大的能量損失。通過(guò)改制水泵，矯正揚(yáng)程偏高的問(wèn)題。
5.1.2 水泵不能處于高效區(qū)間
某些現(xiàn)場(chǎng)水泵的揚(yáng)程與實(shí)際背壓不匹配，根據(jù)水泵效率曲線，當(dāng)揚(yáng)程不匹配時(shí)，水泵不能處于高效區(qū)間，實(shí)際性能下降。通過(guò)改制水泵，使改制后的水泵揚(yáng)程匹配程度提高，處于高效區(qū)間。
5.2 水泵參數(shù)改制的方法
以上水泵參數(shù)改制，一般稱為“高效泵”節(jié)能，其主要原理是提高水泵的實(shí)際運(yùn)行效率，并且改制后的泵力求在工藝上更加先進(jìn)、高效，使泵本體獲得節(jié)能效果，具體方法有：
5.2.1 更換水泵
測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)具體運(yùn)行環(huán)境和所需參數(shù)，重新設(shè)計(jì)、制造、更換水泵。
5.2.2 更換葉輪
保留原有泵殼，重新設(shè)計(jì)、制造、更換葉輪。
5.2.3 切削葉輪
對(duì)原有葉輪進(jìn)行切割，更改直徑、間隙參數(shù)，降低揚(yáng)程和流量。
5.3 注意事項(xiàng)
以上各種泵改制的方法，其本質(zhì)是降低泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，獲得更好的實(shí)際運(yùn)行效率。有必要時(shí)，同時(shí)會(huì)降低泵的輸出流量，以減少泵的設(shè)計(jì)裕量。水泵改制方法存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，主要是不可恢復(fù)性，在夏季容易出現(xiàn)流量不足、還得多開一臺(tái)泵的情況，其結(jié)果適得其反，特別是切削葉輪，失敗案例較多，應(yīng)慎重選用。
六、冷卻塔節(jié)能
循環(huán)水系統(tǒng)必須與冷卻塔配合工作，因此冷卻塔節(jié)能也不可小視，在此列舉。
6.1 冷卻塔節(jié)能原理
根據(jù)熱功率傳遞公式，如果溫差增大，那么流量需求減少。通過(guò)冷卻塔的改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)溫差增大的目標(biāo)，并使得水溫下降，從而需要更少的流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
6.2 冷卻塔均水改造
6.2.1 塔間均水
北京時(shí)代科儀的工程師通過(guò)焊接各塔之間的均水管路，實(shí)現(xiàn)各塔之間水量均衡，杜絕塔內(nèi)部填料干枯現(xiàn)象，充分利用散熱面積、提高滯空時(shí)間，使得水氣交換更充分，從而自然拉大溫差，降低流量需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
6.2.2 塔內(nèi)均水
使用特制的布水噴頭，對(duì)水量進(jìn)行均勻分配，實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)均水，使得有效散熱面積充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
6.3 冷卻塔改制
在部分現(xiàn)場(chǎng)，由于冷卻塔設(shè)計(jì)失誤或者年久失修，散熱能力不足，造成水溫偏高，水泵不得不滿負(fù)荷工作，浪費(fèi)能源，通過(guò)冷卻塔的改制，使得問(wèn)題改善，降低使用能耗，方法如下：
6.3.1 延長(zhǎng)填料
通過(guò)重建冷卻塔骨架，并更換較長(zhǎng)的填料，延長(zhǎng)水氣交換距離，增大散熱面積，獲得更好的冷卻效果，從而有望降低水泵的功耗。
6.3.2 更換風(fēng)機(jī)
將冷卻塔風(fēng)機(jī)更換成負(fù)壓更大的風(fēng)機(jī)，提高通風(fēng)性能，獲得更好的散熱效果，以降低整體的能耗。
6.4 高負(fù)壓冷卻塔
采用廠家定制的高負(fù)壓冷卻塔，又稱“低溫冷卻塔”，該塔的主要特點(diǎn)是填料具有兩次散熱機(jī)會(huì)，空氣先經(jīng)過(guò)第一段填料蒸發(fā)預(yù)冷，再進(jìn)入第二段填料，有望降低水溫；同時(shí)，采用高負(fù)壓的風(fēng)機(jī)，提高通風(fēng)能力，負(fù)壓增大、降低濕球溫度。該冷卻塔對(duì)于散熱能力不足、水溫高、整體運(yùn)行能耗過(guò)高的問(wèn)題有效。
6.5 冷卻塔風(fēng)扇變頻
通過(guò)冷卻塔風(fēng)扇變頻，主要目的并不是降低冷卻塔風(fēng)扇的能耗，而在于：冬季無(wú)需關(guān)閉部分冷卻塔風(fēng)機(jī)，較多的冷卻塔風(fēng)機(jī)都可以適度運(yùn)行，較多冷卻塔都具有通風(fēng)功能，從而充分利用填料散熱面積，提高整體的性能系數(shù)EER。
冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻對(duì)于北方地區(qū)冬季運(yùn)行有利，其最佳配置方式與水泵變頻類似，都應(yīng)是全部配置、等速運(yùn)行。
6.6 啟用備用冷卻塔
在某些現(xiàn)場(chǎng)，存在備用冷卻塔，例如：
中央空調(diào)多臺(tái)機(jī)組中未運(yùn)行的機(jī)組對(duì)應(yīng)的冷卻塔；發(fā)電廠中未運(yùn)行機(jī)組對(duì)應(yīng)的冷卻塔。
通過(guò)啟用備用冷卻塔，或者采取“一機(jī)雙塔”，充分利用散熱面積，拉大溫差，降低流量需求，獲得節(jié)能效果。
6.7 水輪風(fēng)機(jī)
如前述水泵性能曲線分析，在秋冬季節(jié)時(shí)，需要的流量較小，此時(shí)通過(guò)閥門開度的降低，限制流量，水泵輸出揚(yáng)程增大、出現(xiàn)“富余揚(yáng)程”，該部分額外揚(yáng)程完全被閥門消耗。如果采用水輪機(jī)利用這部分揚(yáng)程推動(dòng)冷卻塔風(fēng)扇工作，則可以實(shí)現(xiàn)一部分節(jié)能效果。但該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在較多弊端，當(dāng)夏季來(lái)臨，此時(shí)水量和風(fēng)量都要求較大，可能無(wú)法滿足系統(tǒng)的散熱要求，出現(xiàn)問(wèn)題，因此使用該技術(shù)應(yīng)注意細(xì)節(jié)，反復(fù)推敲。
6.8 冷卻塔節(jié)能小結(jié)
冷卻塔在系統(tǒng)中的重要性常常被忽視，冷卻塔的性能會(huì)對(duì)整體運(yùn)行能耗水平起到?jīng)Q定性的作用，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。冷卻塔最佳的控制方式是：充分利用散熱面積、合理通風(fēng)、均衡運(yùn)行，起到最大的散熱作用，拉大溫差，便于實(shí)現(xiàn)整體的最佳性能，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能。
七、節(jié)能的利器：循環(huán)水智能控制系統(tǒng)
北京時(shí)代科儀的循環(huán)水智能控制系統(tǒng)是一種綜合的節(jié)能技術(shù)，是上述各章的集大成者，具有較好的節(jié)能效果，在此重點(diǎn)論述。
7.1 時(shí)代科儀循環(huán)水智能控制系統(tǒng)的原理
根據(jù)前述水泵功耗的表達(dá)式，考慮水泵節(jié)能，應(yīng)著手考慮三個(gè)方面：
1、避免多余的壓力需求；
2、避免過(guò)多流量；
3、使水泵運(yùn)行在高效區(qū)間。
在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，可以從以上三個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，挖掘壓力、流量、效率的裕量，實(shí)現(xiàn)整體效率最大化，起到節(jié)能的作用。
為了實(shí)現(xiàn)上述節(jié)能方法，時(shí)代科儀設(shè)計(jì)的循環(huán)水智能控制系統(tǒng)含有四大模塊，從邏輯上分為：
1、溫差、壓差、流量綜合控制系統(tǒng)。根據(jù)用戶規(guī)定的運(yùn)行區(qū)間，自動(dòng)尋找最佳的節(jié)能工作點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能和風(fēng)機(jī)節(jié)能。
2、水泵最大效率調(diào)度系統(tǒng)。計(jì)算水泵的效率曲線，并根據(jù)用戶規(guī)定的范圍，調(diào)度水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能。
3、風(fēng)、水平衡系統(tǒng)。根據(jù)季節(jié)和氣候選擇最佳風(fēng)、水配比，充分發(fā)揮冷卻塔的性能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能和整體效率最優(yōu)。
4、冷卻塔優(yōu)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷卻塔的最大散熱面積、最佳通風(fēng)，系統(tǒng)性能系數(shù)最大。
采用時(shí)代科儀技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)冷卻水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上，就能夠把原有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)裕量利用起來(lái)，根據(jù)實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，使得水泵和風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)合理的節(jié)能。
7.2 時(shí)代科儀循環(huán)水智能控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
時(shí)代科儀循環(huán)水智能控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)在于：
1、安全可靠性方面：
（1）對(duì)原有系統(tǒng)改動(dòng)很小，并且保留備用回路互為備用，保留原系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量，無(wú)任何改造隱患，屬于“中醫(yī)調(diào)理而非傷筋動(dòng)骨的大手術(shù)”；
（2）專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)任意斷電，來(lái)電帶載復(fù)啟功能；
（3）冗余配置變頻驅(qū)動(dòng)裝置，降低運(yùn)行溫度，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和壽命；
（4）對(duì)工藝生產(chǎn)過(guò)程中的各種不利情況和可能的故障做了充分的預(yù)案和報(bào)警。
2、安裝施工便捷：安裝施工周期短，完全不影響正常生產(chǎn)。
3、技術(shù)擴(kuò)展性強(qiáng)：增加產(chǎn)能或上新項(xiàng)目整合循環(huán)水系統(tǒng)，可隨時(shí)擴(kuò)容融入系統(tǒng)，節(jié)能效益滿足任意測(cè)試條件。
4、節(jié)能效果計(jì)量更科學(xué)合理：屬于可恢復(fù)性技術(shù)改造，可以滿足各種節(jié)能率（量）的計(jì)量和驗(yàn)收方式。
5、深入結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，確保能夠持續(xù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
6、有效提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化管理水平。
7、循環(huán)水系統(tǒng)整體優(yōu)化節(jié)能，可充分挖掘節(jié)能潛力，該項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)年平均節(jié)電率40%以上。
8、另外可以解決或緩解夏季超溫、冬季結(jié)冰和飄水的問(wèn)題。
7.3 案例分析
詳見(jiàn)【產(chǎn)品介紹-循環(huán)水智能控制系統(tǒng)】
八、復(fù)合式閉環(huán)冷卻塔
8.1 原理和特征
復(fù)合式閉環(huán)冷卻塔是工作流體在塔的盤管內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，工作流體的熱量經(jīng)過(guò)盤管散入流過(guò)盤管的水中。同時(shí)，機(jī)組外四周的空氣從盤管上的進(jìn)風(fēng)格柵進(jìn)入，與水的流動(dòng)方向相反，向上流經(jīng)盤管。完全靠水的蒸發(fā)潛熱帶走熱量，而不像板換靠水的顯熱帶走熱量，對(duì)水的使用需求量大大減少。一小部分水蒸發(fā)而吸走熱量，熱濕空氣由冷卻塔頂部的通風(fēng)機(jī)排出到大氣中，其余的水落入底部水盤，由水泵再循環(huán)至水分配系統(tǒng)又回淋到盤管上。
8.2 技術(shù)特點(diǎn)
1、由于冷卻水不與外界空氣接觸，補(bǔ)充水采用軟化水，冷卻水中不會(huì)產(chǎn)生水垢、細(xì)菌污泥等雜質(zhì)污染，有效防止冷水機(jī)組冷凝器、換熱器堵塞，延長(zhǎng)冷水機(jī)組使用壽命，減少水處理藥劑使用量，比開式冷卻塔水損耗量減少。
2、冬季供冷時(shí)，可利用外界較低空氣溫度采用風(fēng)冷降溫，只開通風(fēng)機(jī)，外循環(huán)水泵停開，既提供足夠排熱能力，又節(jié)水，防止結(jié)冰，減少結(jié)垢。
3、冷卻水溫度穩(wěn)定，完全符合工藝要求。閉式空冷系統(tǒng)，冷卻水冷卻溫度，可達(dá)到該地區(qū)年保證率不超過(guò)5天的環(huán)境溫度，即開式冷卻塔能達(dá)到的冷卻溫度，閉式空冷循環(huán)系統(tǒng)一樣能達(dá)到。完全符合工藝要求。由于有很多調(diào)節(jié)溫度的措施，可以確保出空冷器的冷卻水溫度穩(wěn)定，進(jìn)而使工藝操作穩(wěn)定。
4、提高了工藝換熱設(shè)備傳熱效率和壽命。與工藝換熱設(shè)備換熱的是軟化水，軟水硬度低，雜質(zhì)少，PH值7-9，微堿性，況且在系統(tǒng)中閉路循環(huán)，不受大氣污染。大大地減少工藝換熱設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，提高了工藝換熱設(shè)備傳熱效率和壽命。如高爐的夾套，使用開式循環(huán)冷卻時(shí)，壽命只3年，使用閉式空冷系統(tǒng)后，壽命可提高到8-10年。
5、降低新鮮補(bǔ)充水消耗，節(jié)水效果明顯。管內(nèi)軟水閉路循環(huán)，基本不需補(bǔ)充。管外冷卻主要靠空氣，噴淋水作為調(diào)溫手段，隨著氣溫降低，逐漸減少。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，每m3冷卻水補(bǔ)充新鮮水0.01-0.012 m3,而開式?jīng)鏊到y(tǒng), 每m3冷卻水補(bǔ)充新鮮水0.018-0.022 m3。故閉式空冷循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，比涼水塔的傳統(tǒng)工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，可節(jié)水近50％。
6、減少排污，有利環(huán)保。若取相同的濃縮倍率來(lái)排污，由于閉式空冷系統(tǒng)蒸發(fā)量只為涼水塔系統(tǒng)的50％，故排污量減少也將近50％。有利環(huán)保，節(jié)省污水處理投資。
7、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。無(wú)填料，不需要更換，減少費(fèi)用和人工時(shí)。加藥量少，加藥量費(fèi)用僅為開式塔系統(tǒng)的30％。加上節(jié)水，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。
8.3 應(yīng)用場(chǎng)合
由于北方地區(qū)冬季空氣干燥，灰塵大，盡管氣溫低，細(xì)菌不易繁殖，但生物粘泥在開式冷卻塔中沉積，帶入冷卻水管路系統(tǒng)中，減小管道流通面積，增加管道阻力。例如，北方某半導(dǎo)體公司動(dòng)力部門曾于1996 年冬季，用開式冷卻塔直接給空調(diào)表冷器供冷卻水，經(jīng)過(guò)一個(gè)冬季運(yùn)行后，盡管節(jié)約了一部分運(yùn)行成本（停開冷凍機(jī)，電費(fèi)減少），但空調(diào)機(jī)組表冷器進(jìn)出口壓差增加1.5 kg/cm2，換熱效率急劇下降。因此，為解決冬季空調(diào)和設(shè)備冷卻水對(duì)冷負(fù)荷需求，降低運(yùn)行成本，采用閉式冷卻塔是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
九、循環(huán)水節(jié)能的其它技術(shù)方案
9.1 分壓供水
在一套循環(huán)水系統(tǒng)中，存在高、低位置不同的熱負(fù)荷，時(shí)代科儀通過(guò)分壓供水，為較高的熱負(fù)荷專門配置增壓泵，降低整體運(yùn)行揚(yáng)程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。該方法的弊端在于增壓泵的抽吸作用容易形成負(fù)壓，干擾其它設(shè)備散熱，因此應(yīng)對(duì)增壓泵進(jìn)行無(wú)負(fù)壓控制。
9.2 管路優(yōu)化
北京時(shí)代科儀通過(guò)對(duì)系統(tǒng)管路的走向、形狀、直徑、流量、流程分析，找到阻力較大、流程不合理的部位，并進(jìn)行改進(jìn)，改善散熱條件，降低水泵的揚(yáng)程、流量需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
9.3 清淤、整修、除垢
為循環(huán)水系統(tǒng)清淤、設(shè)置過(guò)濾裝置、化學(xué)除垢、物理除垢，提高換熱能力，降低運(yùn)行能耗。
后 記
時(shí)代科儀為企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)提供一攬子節(jié)能方案，通過(guò)上述各種節(jié)能方案的敘述，希望起到拋磚引玉的作用，為用戶循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能提供參考。
