陳 超，胡桂霞，李 康，過 旸，金 飛，周德恒，張向東，王 寬

（1．北京工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，北京 100124；2．中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100040）

冷卻塔作為空調(diào)系統(tǒng)的重要冷卻設(shè)備之一，近年在帶有內(nèi)區(qū)且內(nèi)部發(fā)熱負(fù)荷大的辦公建筑、數(shù)據(jù)中心、商店建筑這類全年供冷期長(zhǎng)的建筑物中，被越來越多地應(yīng)用于非夏季工況的建筑物免費(fèi)供冷系統(tǒng)中［1－3］．然而，冷卻塔的熱濕交換能力直接受室外氣象參數(shù)變化的影響．季節(jié)的變化及室外空氣濕球溫度、干球溫度的變化，將使運(yùn)行在非額定工況條件下的冷卻塔熱濕交換能力偏離冷卻塔生產(chǎn)廠家技術(shù)樣本提供的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)（廠家一般僅給出夏季額定工況條件下的性能參數(shù)）．關(guān)于這一點(diǎn)，目前沒有引起大家足夠的注意，即使在非夏季工況運(yùn)行的情況下，人們也仍然習(xí)慣性沿用產(chǎn)品技術(shù)樣本給出的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)，致使冷卻塔的綜合運(yùn)行效率偏低或達(dá)不到預(yù)期的冷卻效果．

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)冷卻塔熱濕交換性能方面開展了大量的研究工作，F(xiàn)isenko 等［4－5］研究了水滴尺寸、氣水比、氣象參數(shù)和進(jìn)口水溫等因素對(duì)冷卻塔傳熱效率的影響規(guī)律，并通過分別建立噴淋區(qū)和填料區(qū)的邊界層數(shù)學(xué)模型，研究了水滴的蒸發(fā)過程和水膜的冷卻過程．Hajidavalloo等［6］建立了橫流式冷卻塔的數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)分析了濕球溫度對(duì)冷卻塔熱濕傳遞性能的影響．ASHRAE［7］給出了冷卻塔的性能曲線，并分別分析了逆流塔、橫流塔的冷卻特性．曾憲平等［8］基于焓差模型并以逆流濕式冷卻塔為對(duì)象，分析了循環(huán)水流量對(duì)冷卻塔效率的影響．楊露露等［9］根據(jù)某實(shí)際工程的橫流冷卻塔的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及所建立的數(shù)學(xué)模型，分析了影響冷卻塔出口水溫的影響因素及其變化規(guī)律．

為了把握非額定工況運(yùn)行條件下（特別是過渡季節(jié)、冬季），影響冷卻塔高效運(yùn)行的因素及其適宜的運(yùn)行條件，本文以橫流濕式冷卻塔為研究對(duì)象，結(jié)合冷卻塔的基本熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)分析季節(jié)和室外氣象參數(shù)、冷卻水進(jìn)口溫度、水量、風(fēng)量等參數(shù)變化，對(duì)冷卻塔熱濕交換性能（冷量、能效系數(shù)、出水溫度、冷卻效率以及潛熱比）的影響規(guī)律；并以冷卻塔額定工況熱濕交換能力為比較基準(zhǔn)，給出冷卻塔全年運(yùn)行（非額定工況）的適宜條件，以期為冷卻塔全年高效節(jié)能運(yùn)行與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)．

1 冷卻塔熱濕交換過程分析

以空調(diào)工程中常用的橫流濕式冷卻塔（圖1）為分析對(duì)象．圖2為反映了其熱濕交換過程的空氣－水狀態(tài)變化h－d圖．即溫度為tW1的高溫水通過上水管進(jìn)入冷卻塔后通過噴嘴噴向填料，水滴垂直通過填料層時(shí)，與進(jìn)入冷卻塔的較低濕球溫度tS1的初狀態(tài)空氣1（t1，tS1，h1）熱濕交換后冷卻到tW2落入塔底水池；與此同時(shí)，初狀態(tài)的進(jìn)口空氣1（t1，tS1，h1）水平穿過填料與垂直下落的水滴正交，熱濕交換后變成高溫高濕的終狀態(tài)空氣2（t2，tS2，h2）由風(fēng)筒排出．由圖2可知，冷卻塔出口水溫tW2越接近進(jìn)塔空氣濕球溫度tS1，說明冷卻塔的熱濕交換越充分、冷卻效果越好．

為分析橫流冷卻塔水－空氣熱濕交換過程，建立關(guān)于圖1橫流冷卻塔填料體的物理模型如圖3所示．

圖1 橫流濕式冷卻塔Fig．1 Cross－flow wet cooling tower

圖2 冷卻塔空氣－水狀態(tài)變化過程h－d 圖Fig．2 Air－water state change process in h－dchart of cooling tower

根據(jù)四變量模型［10］，建立關(guān)于圖3（b）控制體內(nèi)水－空氣熱濕交換過程的能量平衡方程式，即．

1）水側(cè)蒸發(fā)的水質(zhì)量．控制體內(nèi)沿水流方向（y方向）蒸發(fā)的水量為：

單位流通面積（xoz斷面）被蒸發(fā)的水量為：

式中：W為水的質(zhì)量流量，kg／s；w為水的單位面積質(zhì)量流量，kg／（m2·s）；p＊v為水溫tW時(shí)濕空氣的飽和水蒸氣分壓力，Pa；pv為濕空氣的水蒸氣分壓力，Pa；βpv為以壓差為基準(zhǔn)的散質(zhì)系數(shù)，kg／（m3·h·Pa）．

圖3 橫流冷卻塔熱濕傳遞物理模型Fig．3 Heat and mass transfer physical model of cross－flow cooling tower

2）水側(cè)熱平衡．水側(cè)帶走的熱量＝水與空氣之間的對(duì)流換熱量＋水的汽化潛熱量，即有：

式中：負(fù)號(hào)表示沿水流方向水溫降低．進(jìn)一步簡(jiǎn)化式（3）可得沿水流方向單位流通面積（xoz斷面）水溫變化梯度為：

式中：tW為水溫，℃；t為空氣溫度，℃；αv為水散熱系數(shù)，kJ／（m3·K·h）；C為水 的定壓比熱，kJ／（kg·℃）；γw為溫度為tW時(shí)水的汽化潛熱，kJ／kg．

3）空氣側(cè)熱平衡．空氣增加的顯熱量＝空氣與水的對(duì)流換熱量＋蒸發(fā)水份帶入的潛熱量，即有：

進(jìn)一步簡(jiǎn)化式（5）可得到沿空氣流動(dòng)方向單位流通面積（yoz斷面）空氣（干球）溫度變化梯度為：

式中：Ck為濕空氣的定壓比熱；Cv為水蒸氣的定壓比熱，kJ／（kg·℃）；G為空氣的質(zhì)量流量，kg／s；g為空氣的單位面積質(zhì)量流量，kg／s．

4）質(zhì)量平衡．水體蒸發(fā)的水量＝空氣含濕量的增加，結(jié)合式（1）可得：

同理，進(jìn)一步簡(jiǎn)化式（7）可得沿空氣流方向（x方向）濕空氣水蒸氣分壓力的變化率：

式中：pa為當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，Pa．

當(dāng)已知冷卻塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與填料特性，可結(jié)合有限差分方法對(duì)式（2），（4），（6）和（8）聯(lián)立求解，通過Matlab2006編程計(jì)算得到冷卻塔出口水溫tW2［1 1］．

另外，根據(jù)式（2），（4），（6）和（8）可知，對(duì)于幾何結(jié)構(gòu)尺寸和填料特性已確定的冷卻塔，影響出口水溫的主要因素有：進(jìn)口空氣濕球溫度、進(jìn)口水溫與水氣比（μ＝W／G），即tW2＝f（tS1，tW1，μ）．

2 全年運(yùn)行熱濕交換性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

2．1 冷卻塔的冷卻效率

通常，冷卻塔的冷卻效率ε定義為冷卻塔實(shí)際制冷量與理論最大制冷量之比（式（9））．顯然，ε越大，冷卻塔出口水溫tW2越接近理論極限溫度tS1，冷卻塔的熱濕交換效率越高．

式中：Q為冷卻塔實(shí)際制冷量，kW；Qmax為冷卻塔理論最大制冷量，kW．

2．2 冷卻塔的相對(duì)冷量

冷卻塔生產(chǎn)廠家通常給出的是夏季額定工況條件下的額定冷量Q0，而實(shí)際工程中，由于季節(jié)和室外氣象參數(shù)的變化，冷卻塔的實(shí)際運(yùn)行工況大多是偏離其額定設(shè)計(jì)工況的，致使其實(shí)際冷量Q也不同于額定冷量Q0（經(jīng)常有人忽略了這點(diǎn)）．

為便于比較評(píng)價(jià)，本文認(rèn)為在實(shí)際工程中可用冷卻塔的相對(duì)冷量β（實(shí)際冷量與額定冷量的比值Q／Q0）評(píng)價(jià)冷卻塔實(shí)際冷卻能力接近額定工況的程度．

式中：β為冷卻塔的相對(duì)冷量，%；Q0，W0，tW1，0和tW2，0分別為額定工況條件下冷卻塔的冷量（kW），水流量（kg／s），進(jìn)口水溫（℃），出口水溫（℃）；Q，W，tW1，tW2則為實(shí)際工況條件下的各對(duì)應(yīng)參數(shù)．

2．3 冷卻塔的相對(duì)能效系數(shù)

同理，也可用冷卻塔的相對(duì)能效系數(shù)ω（實(shí)際綜合能效系數(shù)與額定綜合能效系數(shù)的比值EER／EER0）比較并評(píng)估非額定工況條件下冷卻塔綜合能效系數(shù)接近額定工況的程度．

式中：ω為冷卻塔的相對(duì)能效系數(shù)，%；EER0，Pfj0，Psb0分別為額定工況條件下，冷卻塔的綜合能效系數(shù)、風(fēng)機(jī)輸入功率（W）、水泵輸入功率（W）；EER，Pfj，Psb則為非額定工況條件下的各對(duì)應(yīng)參數(shù)．

2．4 冷卻塔的潛熱比

如圖2所示，在冷卻塔的熱濕交換過程中，進(jìn)入冷卻塔的初狀態(tài)進(jìn)口空氣1（t1，tS1，h1）通過與冷卻塔水側(cè)初始溫度為tW1的冷卻水進(jìn)行熱濕交換并從中獲得汽化潛熱和顯熱后，以終狀態(tài)的出口空氣2（t2，tS2，h2）離開冷卻塔的空氣－水熱濕交換過程中，進(jìn)出口空氣的顯熱量與潛熱量均已發(fā)生了變化．因此，可用冷卻塔的潛熱比ηq（冷卻塔空氣側(cè)獲得的潛熱量與其獲得的全熱量之比）評(píng)價(jià)冷卻塔熱濕交換過程中潛熱量所占的比例．ηq越大說明冷卻水溫的降低主要依靠水份蒸發(fā)，反之說明水溫的降低主要依靠與進(jìn)口空氣的接觸散熱．

式中，ηq為冷卻塔的潛熱比，%；h1，h2分別為進(jìn)、出口空氣焓，kJ／（kg干空氣）．

3 全年運(yùn)行熱濕交換性能影響因素分析

3．1 計(jì)算條件

為便于分析，以南京地區(qū)氣象參數(shù)為分析條件，圖4為南京地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)氣象年室外空氣狀態(tài)［12］在hd圖上的分布狀態(tài)．作為計(jì)算冷卻塔的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示．

圖4 南京地區(qū)室外氣象參數(shù)Fig．4 Outdoor meteorological parameters in Nanjing

表1 冷卻塔參數(shù)說明Tab．1 Parameter description of cooling tower

由圖4可知，南京地區(qū)夏季空調(diào)負(fù)荷高峰期（7，8月）多為高溫高濕天氣，室外濕球溫度變化范圍約為23～28 ℃；夏季空調(diào)負(fù)荷平谷期（6，9月）室外濕球溫度已明顯下降，相對(duì)7，8月有所降低，其變化范圍約為18～23 ℃；過渡季節(jié)3、11月的室外濕球溫度變化范圍通常約為7～12 ℃，4，5，10月的室外濕球溫度變化范圍通常約為12～18 ℃；冬季供暖期（12，1，2月）多為濕冷天氣，室外濕球溫度變化范圍約為0～7 ℃．

為了把握季節(jié)與室外氣象參數(shù)（特別是濕球溫度tS1）、進(jìn)口水溫tW1、水氣比（μ＝W／G）等因素變化對(duì)冷卻塔全年運(yùn)行熱濕交換性能的影響規(guī)律以及冷卻塔冷卻能力偏離額定工況的程度，本文分5種計(jì)算工況（Case1～Case5）進(jìn)行計(jì)算分析（表2）．考慮到冷卻塔出口水溫一般比空氣濕球溫度高3～5℃［13］，且冷卻塔全年運(yùn)行的進(jìn)出口水溫差一般為Δt＝3～5 ℃，因此，關(guān)于冷卻塔進(jìn)口水溫tW1，夏季（7，8月）按tW1＝35℃；6，9月按tW1＝32℃；過渡季節(jié)（3，11月）按tW1＝18℃；4，5，10月按tW1＝23℃；冬季（12，1，2月）按tW1＝12 ℃設(shè)定．

表2 計(jì)算條件Tab．2 Calculation condition

3．2 計(jì)算結(jié)果分析

3．2．1 夏季7，8月變水量對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響（Case1）

圖5反映了夏季空調(diào)負(fù)荷高峰期（7，8月）室外濕球溫度變化條件下，改變冷卻塔水流量W，對(duì)冷卻塔的相對(duì)冷量β，相對(duì)能效系數(shù)ω，冷卻效率ε，出口水溫tW2以及潛熱比ηq的影響規(guī)律．

圖5 7，8月變水量對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響（Case1）Fig．5 Impact on heat and mass transfer performance by changing the water in July and August（Case1）

由圖5（a）可知：1）隨著水氣比μ從0．25增大到1．5（μ＝W／G0，W＝0．33W0～2．0W0），冷卻塔的相對(duì)冷量β也不斷增大、其增加率先大后緩，最大時(shí)β＝1．5（超過了額定工況的50%），增大水量提高了冷卻塔的熱濕交換能力；2）隨著室外濕球溫度的增大，相對(duì)冷量β呈減小趨緩，這是因?yàn)檫M(jìn)口濕球溫度的增加、熱濕傳遞的動(dòng)力差減小了，直接影響了冷卻塔的熱濕交換能力；3）水氣比μ＝0．3時(shí)冷卻塔的相對(duì)能效系數(shù)ω達(dá)到最大值為2．2，隨后迅速減小，且這種變化趨勢(shì)不受室外濕球溫度變化的影響．分析結(jié)果表明，過量增大冷卻水量，雖增強(qiáng)了冷卻塔的熱濕交換能力，但同時(shí)也增大了水泵能耗、致使系統(tǒng)能效系數(shù)降低．

由圖5（b）可知：1）當(dāng)水氣比μ從0．25增大到1．5，冷卻塔的冷卻效率ε呈不斷下降趨勢(shì)，且這種變化趨勢(shì)不受室外濕球溫度變化的影響（tS1＝23～28 ℃）．這是因?yàn)?，根?jù)式（9），單邊增加冷卻水量而風(fēng)量不變，導(dǎo)致冷卻水出口水溫tW2逐漸上升，式（9）的分子不斷減小，而室外濕球溫度變化對(duì)式（9）分母的影響不大所致．

圖5（c）反映了Case1條件下，變化冷卻塔水流量對(duì)冷卻塔潛熱比ηq的影響規(guī)律，隨著水氣比μ增大，潛熱比ηq逐漸減小并趨穩(wěn)．計(jì)算結(jié)果表明，夏季室外濕球溫度高、含濕量大，冷卻塔熱濕交換過程中，潛熱交換所占比例非常大．

在夏季7，8月，綜合圖5分析結(jié)果，當(dāng)冷卻塔水氣比為μ＝0．5～1（μ＝W／G0，W＝0．67W0～1．33W0）時(shí)，Case1 計(jì)算條件下的相對(duì)冷量β＝0．6～1．4，相對(duì)能效系數(shù)ω＝0．4～2，進(jìn)出口水溫差Δt＝3～7．5 ℃，潛熱比ηq＝0．85～0．95，tW2－tS1＝4．3～6．6 ℃，此時(shí)冷卻塔熱濕交換性能處于相對(duì)較高的水平．

3．2．2 夏季7、8月變風(fēng)量對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響（Case2）

當(dāng)冷卻水量為額定工況，改變冷卻塔風(fēng)量G（μ＝W0／G＝0．25～1．5，G＝0．5G0～3G0），夏季空調(diào)負(fù)荷高峰期（7，8月），隨著室外濕球溫度變化，冷卻塔冷卻效率ε，出口水溫tW2，潛熱比ηq等的變化規(guī)律基本同Case1（圖5）；但相對(duì)冷量β、相對(duì)能效系數(shù)ω的變化規(guī)律則正好相反，這是因?yàn)殡S著水氣比（μ＝W／G0）的增大，由于冷卻水量為額定工況，風(fēng)量的減小導(dǎo)致冷卻水出口水溫升高，進(jìn)而相對(duì)冷量減?。涣硗?，與Case1（圖5（a））比較，當(dāng)μ＞0．76以后，改變風(fēng)量對(duì)提高冷卻塔相對(duì)能效系數(shù)的影響甚微，說明改變冷卻水量更利于提高冷卻塔的能源利用效率．

為此，本文以下重點(diǎn)分析變水量運(yùn)行對(duì)冷卻塔熱濕性能的影響．

3．2．3 夏季6，9月變水量對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響（Case3）

夏季空調(diào)負(fù)荷平谷期（6，9月），隨著室外濕球溫度的變化，改變冷卻水量W（μ＝W／G0＝0．25～1．5，W＝0．33W0～2．0W0），對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響規(guī)律雖與Case1（圖5）基本趨同，但隨著室外濕球溫度的逐漸下降，冷卻塔的相對(duì)冷量β、相對(duì)能效系數(shù)ω、出口水溫tW2均優(yōu)于Case1，但潛熱比ηq減小了，約為0．80～0．85．

在夏季6，9 月，當(dāng)水氣比μ＝0．3～1（μ＝W／G0，W＝0．4W0～1．33W0）時(shí)，Case3計(jì)算條件下的相對(duì)冷量β＝0．6～1．4，相對(duì)能效系數(shù)ω＝0．5～2．4，進(jìn)出口水溫差Δt＝4～10 ℃、潛熱比ηq＝0．8～0．9，tW2－tS1＝2～8．8 ℃，此時(shí)冷卻塔熱濕交換性能處于相對(duì)較高的水平．

3．2．4 過渡季節(jié)變水量對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響（Case4）

過渡季節(jié)（3，4，5，10，11月），隨著室外濕球溫度的變化，改變冷卻水量W（μ＝W／G0＝0．25～1．5，W＝0．33W0～2．0W0），對(duì)冷卻塔熱濕交換性能影響的分析結(jié)果表明，過渡季節(jié)，增大冷卻水量、提高水氣比μ，對(duì)提高冷卻塔冷卻能力的作用非常有限，相反降低了綜合能效系數(shù)；另外，隨著室外濕球溫度的降低，潛熱比ηq也隨之減小，冷卻塔空氣與水的熱濕交換主要通過溫差換熱；再之，當(dāng)室外濕球溫度tS1≤9 ℃時(shí)，冷卻塔的出口水溫tW2可低于14℃．

過渡季節(jié)（3，4，5，10，11月），當(dāng)冷卻塔水氣比為μ＝0．5～0．76（μ＝W／G0，W＝0．67W0～W0）時(shí)，Case4計(jì)算條件下的相對(duì)冷量β＝0．4～0．75，相對(duì)能效系數(shù)ω＝0．4～1．3，進(jìn)出口水溫差Δt＝2．3～4．5 ℃，潛熱 比ηq＝0．65～0．87，tW2－tS1＝3～7．5 ℃，此時(shí)冷卻塔熱濕交換性能相對(duì)比較好．

3．2．5 冬季變水量對(duì)冷卻塔熱濕交換性能的影響（Case5）

冬季（12月—2月）隨著室外濕球溫度變化，改變冷卻水量W（μ＝W／G0＝0．25～1．5，W＝0．33W0～2．0W0），對(duì)冷卻塔熱濕交換性能影響的分析結(jié)果表明，南京地區(qū)的冬季低溫高濕，冷卻塔空氣與水的熱濕交換主要依靠溫差換熱，冷卻塔的潛熱比ηq約為0．55～0．75，且相對(duì)冷量明顯低于夏季，不過此時(shí)冷卻水出口水溫已接近制冷機(jī)的水平．

冬季12—2月，當(dāng)水氣比為μ＝0．5～0．76（μ＝W／G0，W＝0．67W0～W0）時(shí)，Case5計(jì)算條件下的相對(duì)冷量β＝0．3～0．7，相對(duì)能效系數(shù)ω＝0．4～1．2，進(jìn)出口水溫差Δt＝2～4．5 ℃，潛熱比ηq＝0．55～0．75，tW2－tS1＝3．7～8．8 ℃，此時(shí)冷卻塔熱濕交換性能相對(duì)比較好．

3．2．6 室外氣象參數(shù)變化對(duì)冷卻塔熱濕交換能力的影響

圖6反映了室外氣象參數(shù)變化對(duì)冷卻塔熱濕交換能力的影響關(guān)系．由圖6可見，夏季工況（7，8月），雖室外干、濕球溫度、以及冷卻水的進(jìn)口水溫都比較高，但最大理論焓差（Δh1）也大，并且潛熱換熱量是該季節(jié)冷卻塔熱濕交換的主體；隨著夏季向過渡季節(jié)、冬季的轉(zhuǎn)換，室外干、濕球溫度也隨著降低，冷卻水的進(jìn)口水溫也相應(yīng)在降低，此時(shí)，冷卻塔的最大理論焓差（Δh2）較夏季明顯減少，并且顯熱換熱量成為冷卻塔熱濕交換的主體，該季節(jié)冷卻塔可提供的冷量明顯低于夏季．夏季變水量工況，當(dāng)水氣比較小時(shí)（μ＝0．25～0．50），甚至有潛熱比ηq＞1的情況出現(xiàn)（圖5（c））；而過渡季節(jié)和冬季，溫差傳熱逐步成為冷卻塔熱濕交換的主體，潛熱比ηq隨之下降．

圖6 室外氣象參數(shù)變化對(duì)冷卻塔熱濕交換能力的影響Fig．6 Impact on heat and mass transfer performance by changing the outdoor meteorological parameters

4 三地區(qū)冷卻塔全年運(yùn)行適宜條件分析

為了應(yīng)用第3節(jié)的研究結(jié)果，科學(xué)地制定冷卻塔全年運(yùn)行策略，本研究擬以南京、武漢、重慶地區(qū)為分析地區(qū)，進(jìn)行相關(guān)問題討論．

圖7為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣象年數(shù)據(jù)［12］得到的南京、武漢、重慶三地區(qū)全年室外濕球溫度月變化規(guī)律．三地區(qū)過渡季節(jié)和冬季的室外濕球溫度變化規(guī)律出現(xiàn)差異，特別是冬季的差異性較大，其中南京地區(qū)室外月平均濕球溫度最低，武漢地區(qū)其次，重慶地區(qū)最高，冬季約高出其他兩地區(qū)4～6 ℃．

圖7 南京、武漢、重慶三地區(qū)室外濕球溫度月變化Fig．7 The outdoor wet bulb temperature Monthly change in Nanjing，Wuhan and Chongqing

通常，室外濕球溫度tS1≤9 ℃時(shí)冷卻塔即有可能提供小于14 ℃的出口水溫．基于第3節(jié)的分析結(jié)果，在確保出口水溫≤14℃的前提下，本文以冷卻塔相對(duì)冷量β≥0．5，相對(duì)能效系數(shù)ω≥0．5作為判斷冷卻塔過渡季節(jié)非額定工況運(yùn)行適宜條件的判斷依據(jù)．根據(jù)表1以及第1節(jié)關(guān)于冷卻水出口水溫的計(jì)算方法，比較分析得到南京、武漢、重慶三地區(qū)冷卻塔過渡季節(jié)和冬季高效運(yùn)行的適宜條件（表3）：南京、武漢地區(qū)適宜運(yùn)行的月份同為3月、11月、1月、2月、12月，此時(shí)對(duì)應(yīng)的水氣比分別是：3月和11月為μ＝0．4～0．6，1月、2月、12月為μ＝0．5～0．76；而重慶地區(qū)過渡季節(jié)因室外空氣濕球溫度偏高，不適宜冷卻塔運(yùn)行，冬季適宜的水氣比同前兩城市．

表3 南京、武漢、重慶三地區(qū)冷卻塔全年運(yùn)行適宜條件分析Tab．3 Analysis on annual suitable operation condition of cooling tower in Nanjing，Wuhan and Chongqing

5 結(jié) 論

本文以橫流濕式冷卻塔為分析對(duì)象，根據(jù)冷卻塔熱濕交換原理并結(jié)合其熱濕傳遞四變量模型，以冷卻塔額定工況性能參數(shù)為比較基準(zhǔn)，對(duì)冷卻塔全年熱濕交換性能的影響規(guī)律及其全年運(yùn)行的適宜條件進(jìn)行了分析，得到以下結(jié)論：

1）以冷卻塔額定工況性能參數(shù)為比較基準(zhǔn)，提出了關(guān)于冷卻塔全年運(yùn)行熱濕交換性能評(píng)價(jià)的指標(biāo)：冷卻塔的冷卻效率ε，相對(duì)冷量β，相對(duì)能效系數(shù)ω和潛熱比ηq．

2）計(jì)算結(jié)果表明，與變水量工況比較，當(dāng)水氣比μ＞0．76，變風(fēng)量對(duì)提高冷卻塔相對(duì)能效系數(shù)ω的影響甚微．即變水量方式更利于冷卻塔冷卻效率的提高．

3）基于冷卻塔變水量運(yùn)行條件，南京、武漢、重慶三地區(qū)冷卻塔全年運(yùn)行的適宜條件：三地區(qū)夏季負(fù)荷高峰期（7，8月份）冷卻塔運(yùn)行適宜的水氣比為μ＝0．5～1，夏季負(fù)荷平谷期（6，9月份）適宜的水氣比為μ＝0．3～1；過渡季節(jié)，重慶地區(qū)不適于運(yùn)行，南京和武漢地區(qū)適宜運(yùn)行的月份為3月和11月，水氣比為μ＝0．4～0．6；冬季（1，2，12月份），三地區(qū)適宜的水氣比為μ＝0．5～0．76．

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