利用冷却塔供冷技术，探讨空调应用原理

一、水侧免费供冷原理及应用形式

1、水侧免费供冷原理：

免费供冷即指在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备，当室外湿球温度低至某个值以下时，关闭制冷机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，达到节能的目的。随着过渡季节及冬季的到来，室外气温逐渐下降，相对湿度降低，室外湿球温度也下降，从而冷却塔出口水温也随之降低。而此时建筑室内湿负荷及冷负荷也在不断的下降，空调末端所需除湿量减少，适当提高冷冻水温，减少其除湿能力，完全能满足空调系统舒适性的要求。

2、系统应用形式：

供冷按冷却水是否直接送入空调末端设备来划分可分成两大类：间接供冷系统及直接供冷系统。

（1）间接供冷系统：

间接供冷系统是指系统中冷却水环路与冷冻水环路相互独立，不相连接，能量传递主要依靠中间换热设备来进行。其最大优点是保证了冷冻水系统环路的完整性。保证环路的卫生条件，但由于其存在中间换热损失，使供冷效果有所下降。

在原有空调水系统中附加一台板式换热器。

在冷却塔供冷时，关闭制冷机组，使冷却水与冷冻水分别接入板式换热器，实现其间能量传递。

（2）直接供冷系统：

直接供冷系统是指在原有空调水系统中设置旁通管道，将冷冻水环路与冷却水环路连接在一起的系统。夏季按常规空调水系统运行，转入冷却塔供冷时，将制冷机组关闭，通过阀门打开旁通，使冷却水直接进入用户末端。系统中冷却塔开式闭式均可。采用开式冷却塔时，

冷却水与外界空气直接接触易被污染，污物物易随冷却水进入室内空气调水管路，从而管造成盘管被污物阻塞，故应用较少。采用闭式冷却塔虽然可以满足卫生要求，但由于其靠间接蒸发冷却原理降温，传热效果受到影响，加上闭式冷却塔在国内应用较少，故也很少采用。

二、冷却塔供冷系统设计应注意的几个问题

1、冷却塔供冷模式室外转换温度点的选择直接关系到系统供冷时数。

假设经计算确定此时空调末端所需供水温度为12.7℃，考虑冷却塔冷幅度、管路及换热器等热损失使水温温升4.5℃，则可得在室外湿球温度等于或低于8.2℃时即可切换为冷却塔供冷模式。

2、系统中冷却塔在依夏季冷负荷及夏季室外计算湿球温度选型后，还应对其在冷却塔供冷模式下的供冷能力进行校核。

3、间接供冷系统中换热器应选择板式换热器。板式换热器与传统的管壳式换热器相比，其具有高效率的换热能力。

4、在直接供冷系统中，冷却水环路中冷冻水泵应设旁通。冷却塔供冷模式时冷冻水泵关闭，冷却水旁通过冷冻水泵，此时循环水动力由冷却水泵提供。故在系统设计时，要考虑转换供冷专用泵。

5、在直接供冷系统设计中，应重视冷却水的除菌过滤，以防阻塞末端盘管。

6、考虑到在特定室外湿球温度和建筑负荷下冷却塔冷幅(冷却塔出水温度与室外湿球温度之差)随冷却填料尺寸增大而减小，故对于多台套冷却塔系统可采用串联冷却塔的方法来增加冷却效果，提高冷却塔供冷模式的室外转换温度，从而增加供冷时数。

7、由于冷却塔供冷主要在过滤季节冬季运行，故在冬季温度较低地区应在冷却水系统中设置防冻设施，如设置旁管、增设加热器。

三、冷却塔供冷意义与适用范围

公共建筑的内区由于无法开窗通风，在过度季节往往需要供冷。若能充分利用冷却塔免费供冷技术，则可减少冷机的开启时间，节省全年运行能耗。

冷却塔供冷技术适用于过度季或冬季仍需供冷的商场、酒店、办公等建筑，尤其是对采用空调冷水机组作为冷源，空调末端以风机盘管系统为主的建筑，无法利用新风免费制冷时，采用冷却塔免费供冷更加适宜，节能效果显著。

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