[发明专利]一种冷却塔的节能优化方法

说明书

本发明公开了一种冷却塔的节能优化方法，属于能源技术领域。包括如下四项联合实施的措施：降低驱动风机能耗、降低机械传动损失、降低风道流阻、提高环境检测能力，客户层面的软、硬件兼容性完善。本发明的有益效果是：能够降低冷却塔的运行能耗；能够降低冷却塔的结构复杂度；能够提高冷却塔的使用舒适度。

技术领域

本发明涉及一种冷却塔的节能优化方法，属于能源技术领域。

背景技术

很多工业过程、商业中心及数据中心产生大量热量，如果不及时排热降温，轻则产生舒适性问题，重则影响产品及服务质量，更严重地甚至可能会引发安全事故。通常，可采用中、大型空调系统实现降温控湿。而在使用中、大型空调系统的同时，往往也会在其冷凝侧伴随使用冷却塔。冷却塔是一种由电力驱动的、利用循环水和空气的接触和蒸发吸热来实现对空调系统冷凝管路降温排热的设备。

随着近年来制冷技术的飞速发展，例如磁悬浮离心式压缩机的研发应用，空调系统的主机功耗在总体能耗中的比例逐渐降低。但冷凝散热部分，因风机、水泵的效率提升幅度并不大，使得其在总体能耗中的比例逐渐提高。以集中式空调系统为例，其冷却水系统消耗的能量约占总功耗的1/4(《制冷与空调》2021,21(4):66)。冷却塔与大自然冷空气的热交换效率、散热途径流畅度是决定中央空调整个系统运行效率的最关键因素之一(《广州通信技术，2020,40(7):71》)。对于数据中心而言，空调系统能耗约占总能耗的40％～50％(《建筑节能》2020,18(11):28)。某通信公司的数据中心仅冷却塔一项电费已超过60万元/年(《智慧建筑》2020(5):35)。我国每年用于冷却塔的电能约400亿kWh(《科技经济导刊》2019,27(9):81)，降低冷却塔的能耗，具有显著的经济效益和环保效益。

当前市售冷却塔的主力产品多为定转速、需勤维护型产品，对于变运行工况的适应能力不强，导致可节能潜力很大。近年来，领域内的冷却塔节能升级改造与研发思路，多是朝着更替或加装节能型零部件、降低结构复杂度、提高系统可靠性、远程诊断等方向发展。从总体节能效果来看，仍需要进一步的发展。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种冷却塔的节能优化方法，在使用前进行防水性能检测，检测合格方可使用，保证冷却塔的正常运行。

本发明的技术方案是：一种冷却塔的节能优化方法，包括如下四项联合实施的措施：降低驱动风机能耗、降低机械传动损失、降低风道流阻、提高环境检测能力，客户层面的软、硬件兼容性完善。

所述降低驱动风机能耗，具体为：使用转速在50rpm～500rpm间可动态调节的永磁同步电动机取代冷却塔中常用的三相异步电动机来驱动风机，所述永磁同步电动机的永磁体内嵌于由硅钢合金堆叠而成转子铁芯之中，具有防涡流损耗能力、能够克服致命的扫堂短路问题；降低电机热损耗，采用新设计的集中绕组、端部无相间搭接结构，降低端部发热量至少30％；以及采用环氧灌封加浸漆二次处理技术，有效裹覆绕组，热传导增强至少8％；所述降低机械传动损失，具体为：增设专用变频器，可在输出频率10hz～200hz范围内动态调节电机转速，电机转速50rpm～500rpm，使得冷却塔电能消耗与机组负荷及环境温度间良好匹配；所述降低风道流阻，具体为：设计电动机双层密封结构，并增涂电动机防水防腐涂层，性能不低于IP56等级，防止因外界环境高温、潮湿、水质等环境因素带来的性能衰减。

所述永磁同步电动机与冷却塔风机直连。

所述永磁同步电动机为内置式，距离出口风最大下沉距离50cm，缩短永磁同步电动机与风机之间的传动轴。