本文提出了基于除濕換熱器的熱泵新風(fēng)除濕系統(tǒng)，將除濕換熱器與熱泵系統(tǒng)進(jìn)行耦合，以水作為系統(tǒng)傳熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的新風(fēng)除濕。系統(tǒng)利用傳統(tǒng)熱泵的冷凝廢熱用于除濕換熱器再生，利用蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷水冷卻除濕換熱器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)等溫除濕。
冷卻塔是什么？
冷卻塔：
利用空氣同水的接觸（直接或間接）來(lái)冷卻水的設(shè)備。是以水為循環(huán)冷卻劑，從一個(gè)系統(tǒng)中吸收熱量并排放至大氣中，從而降低塔內(nèi)溫度，制造冷卻水可循環(huán)使用的設(shè)備。這次課件主要介紹冷卻塔的設(shè)計(jì)與選型及降噪處理，幫助大家更深刻了解冷卻塔。
冷卻塔的結(jié)構(gòu)組成及功能：
支架和塔體：外部支撐；填料：為水和空氣提供盡可能大的換熱面積；冷卻水槽：位于冷卻塔底部，接收冷卻水；收水器：回收空氣流帶走的水滴；進(jìn)風(fēng)口：冷卻塔空氣入口；百葉窗：平均進(jìn)氣氣流，保留塔內(nèi)水分；淋水裝置：將冷卻水噴出；風(fēng)機(jī)：向冷卻塔內(nèi)送風(fēng)；軸流風(fēng)扇用于誘導(dǎo)通風(fēng)冷卻塔；軸流/離心風(fēng)扇用于強(qiáng)制通風(fēng)冷卻塔。
冷卻塔的選型
應(yīng)測(cè)量的參數(shù)：空氣濕球溫度、空氣干球溫度、冷卻塔進(jìn)水溫度、冷卻塔出水溫度、排氣溫度、泵和電機(jī)運(yùn)行參數(shù)、水流速度、空氣流速；
運(yùn)行參數(shù)：冷卻水溫差、冷幅、效率、冷卻塔容量、補(bǔ)給水量、冷卻水流量、選型、冷卻塔選型設(shè)計(jì)問(wèn)題。
1.冷卻水溫差：入口溫度—出口溫度大溫差 = 高性能
2.冷幅：冷卻塔出水溫度與入口空氣濕球溫度的差值：小冷幅 = 高性能
3.效率：
4. 冷卻塔容量冷卻塔容量單位為“千卡每小時(shí)”或者“冷噸”。冷卻塔容量=冷卻水質(zhì)量流量×水的比熱容×溫差。大容量=高性能
5.補(bǔ)給水量計(jì)算
蒸發(fā)損失水量（E）E = Q/600=（T1-T2）×L/600E 代表蒸發(fā)水量 (kg/h) ；Q代表熱負(fù)荷(Kcal/h)；600代表水的蒸發(fā)潛熱(Kcal/h)；T1代表入水溫度(℃)；T2代表出水溫度(℃)；L代表循環(huán)水量(kg/h)。飛濺損失水量（C）：冷卻塔之飛濺損失量依冷卻塔設(shè)計(jì)型式、風(fēng)速等因素決定之。一般正常情況下，其值約等于循環(huán)水量的0.1~0.2%左右。定期排放水量損失（D）：定期排放水量損失須視水質(zhì)或水中固體濃度等因素決定之。一般約為循環(huán)水量之0.3%左右。M=E+C+D蒸發(fā)損失水量（E），飛濺損失水量（C），定期排放水量損失（D）。冷卻塔用于空調(diào)時(shí)，溫度差設(shè)計(jì)在5℃，此時(shí)冷卻塔所須之補(bǔ)給水量約為循環(huán)水量的2%左右。
6.冷卻水流量
K·Q=C·M·ΔTK：估算系數(shù)Q：機(jī)組最大制冷量C：水的比熱容ΔT：供回水溫差M：冷卻水質(zhì)量流量壓縮式制冷機(jī)組最大制冷量的1.3倍；吸收式制冷機(jī)組（溴化鋰）制冷量的2.5倍。
例題：一項(xiàng)用一臺(tái)640RT冷水機(jī)組的工程冷卻塔水流量和補(bǔ)水量。
補(bǔ)水量m=M·2％=140kg/s·2％=2.8kg/s
1、冷卻塔耗能的決定因素：風(fēng)機(jī)功率，冷卻水流量，冷卻水補(bǔ)水量？
2、冷卻塔的溫度工況，什么溫度下效率經(jīng)濟(jì)型好？
冷卻塔的進(jìn)水溫度根據(jù)使用情況的不同有所不同，例如中央空調(diào)冷凝器的出水溫度一般為30-40℃，而冷卻塔的出水溫度一般為30℃。冷卻塔理想冷卻溫度（回水溫度）最佳溫度為高于濕球溫度2-3℃，這個(gè)值叫“逼近度”，逼近度越小，冷卻效果越好，冷卻塔越經(jīng)濟(jì)。
3、開(kāi)式和閉式對(duì)比開(kāi)式：首期的投入比較的少，但是運(yùn)營(yíng)成本較高（水耗、電耗）。閉式：本設(shè)備適合在干旱、缺水、沙塵暴頻發(fā)地區(qū)等惡劣環(huán)境中使用。能冷卻介質(zhì)多水、油類、醇類、淬火液、鹽水及化學(xué)液等多種介質(zhì)，介質(zhì)無(wú)損耗和成份穩(wěn)定。能耗低。缺點(diǎn)：閉式冷卻塔造價(jià)為開(kāi)放式塔的三倍。
冷卻塔降噪處理
冷卻塔噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)
目前，對(duì)冷卻塔噪聲有兩種不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其一為針對(duì)冷卻塔設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家的國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997《玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔》，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同循環(huán)水量與型號(hào)的產(chǎn)品規(guī)定用戶的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同環(huán)境區(qū)域規(guī)定了最高聲級(jí)。
冷卻塔噪聲治理現(xiàn)狀
如果企業(yè)按照GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997的最高限值生產(chǎn)冷卻塔，所有產(chǎn)品都不能滿足國(guó)標(biāo)GB3096—2008對(duì)于二類以下地區(qū)夜間噪聲≤45~50dB(A)的要求，只有少數(shù)幾種低噸位超低噪聲型號(hào)的冷卻塔可以滿足少部分區(qū)域夜間噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前冷卻塔的降噪措施并非行之有效，如聲屏障對(duì)于低頻波的繞射無(wú)能為力，隔聲罩會(huì)阻礙氣流流動(dòng)導(dǎo)致熱濕交換不良，對(duì)寬頻噪聲吸聲效果差等，這使得冷卻塔的噪聲控制日益受到人們的重視。因此，冷卻塔周圍的居民和政府的環(huán)保部門依據(jù)國(guó)家環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB3096—2008要求冷卻塔用戶對(duì)冷卻塔產(chǎn)生的噪聲污染治理。
冷卻塔噪聲聲源冷卻塔噪聲源主要由以下４個(gè)部分組成：
１）風(fēng)機(jī)進(jìn)排氣噪聲；
２）淋水噪聲；
３）風(fēng)機(jī)減速器和電動(dòng)機(jī)噪聲；
４）冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。
聲源屬性：噪聲源為落水區(qū)下的巨大圓形水面，為塔內(nèi)冷卻落水對(duì)池水的大面積連續(xù)的液體間撞擊產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)水噪聲；是機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、電磁噪聲之外的一種特殊噪聲。
聲源特征聲源聲級(jí)：80dB（A）左右。頻譜：音頻分布呈高頻（1000－16000 Hz）及中頻（500－1000Hz）成分為主的峰形曲線；峰值位于4000Hz左右。聲速：c＝340m/s。波長(zhǎng)：λ＝c／f；1.36m（250 Hz）～0.02 m（1000 Hz），以0.085m（4000 Hz）為主。兩個(gè)最主要噪聲源風(fēng)機(jī)噪音：聲波長(zhǎng)，穿透能力強(qiáng)，聲音衰減不明顯，治理困難。
空氣在冷卻塔頂導(dǎo)流管內(nèi)產(chǎn)生湍流和摩擦激發(fā)的壓力擾動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，同時(shí)槳葉與空氣作用產(chǎn)生振動(dòng)向外輻射噪聲，風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲是主要聲源。兩個(gè)最主要噪聲源落水噪音：主要為高頻，治理較為容易。冷卻塔的循環(huán)水經(jīng)填料層自由下落到落水槽，所產(chǎn)生沖擊噪聲。的強(qiáng)度與落水速度的平方成正比。測(cè)量的結(jié)果表明落水的A聲級(jí)噪聲達(dá)到70dB，這屬于冷卻塔需治理的噪聲源之一。
聲波的距離衰減規(guī)律落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳播過(guò)程中隨著能量分布的擴(kuò)大而衰減的規(guī)律，其“點(diǎn)聲源” 的距離衰減規(guī)律為距離每增加一倍聲能衰減 6dB。用公式表達(dá)即為： L1－L2=20 lg（r2／r1）式中：L1，L2——離聲源邊緣由近及遠(yuǎn)二個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲級(jí)值，dB；r2／r1——遠(yuǎn)、近二個(gè)測(cè)點(diǎn)分別到聲源邊緣的距離之比。當(dāng) r2／r1＝2時(shí)，lg（r2／r1）＝0.3010，于是 L1－L2= 20 lg（r2／r1）＝6 dB。冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置根據(jù)已有距離衰減實(shí)測(cè)資料，分析各起始位置d（視進(jìn)風(fēng)口為聲源邊緣）的規(guī)律可知，視冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置d可用下式估算： d＝a1/2/4式中：a——冷卻塔面積，m2。
以目前我國(guó)常見(jiàn)范圍的 2000 m2的冷卻塔為例，其“點(diǎn)聲源”起始位置d點(diǎn)（以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn)）為11.18 m。由此可見(jiàn)，設(shè)在離塔（以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn)）12 m以外的噪聲測(cè)點(diǎn)基本上都可將所有的冷卻塔視為“點(diǎn)聲源”如按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規(guī)律即距離每增加一倍聲能衰減 6dB計(jì)，則50m處的聲級(jí)應(yīng)分別為 65.7及 71.ldB（A）：100 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為 59.7及65.ldB（A）；200 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為53.7 及 59.ldB（A），220 m處的聲級(jí)用公式推算則應(yīng)分別為52.9及58.3 dB（A）。這就是噪聲影響范圍（力度）的大致評(píng)估，它包含了目前常見(jiàn)的各類大小塔型范圍。
借助此法，我們便可根據(jù) 10－25 m處（各塔與其塔型大小相應(yīng)的“點(diǎn)聲源”起始位置）以遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)所得聲級(jí)，評(píng)估各種塔型（單塔）的噪聲影響范圍（力度）。但這只是一種理想條件下的簡(jiǎn)便、粗略的評(píng)估方法。
降噪原理：
聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射、透射和繞射三種現(xiàn)象。聲屏障就是在聲源與受聲點(diǎn)之間插入一個(gè)設(shè)施，用以隔斷并吸收聲源到達(dá)受聲點(diǎn)的直達(dá)聲波，使部分聲波受阻反射，部分聲波則經(jīng)吸收衰減后通過(guò)屏體透射（極�。┖推另斃@射等附加衰減形式到達(dá)受聲點(diǎn)，達(dá)到減輕受聲點(diǎn)的噪聲影響、取得降噪效果的目的。
風(fēng)機(jī)低頻噪音治理：
消聲器選擇非常重要，一般消聲器對(duì)中低頻噪音效果不明顯，抗性消聲器治理效果好，但頻率選擇性十分強(qiáng)，所以一般選擇阻抗復(fù)合式消聲器。阻抗復(fù)合消聲器是指將聲吸收和聲反射恰當(dāng)?shù)亟M合起來(lái)的消聲器。它同時(shí)既有阻性消聲器消除中、高頻噪聲和抗性消聲器消除低、中頻噪聲的特性，具有寬頻帶的消聲效果。
落水高頻噪聲治理：
治理相對(duì)容易，但要注意隔音治理同時(shí)避免影響散熱性能的發(fā)揮，雖然消聲器和消聲百葉可以大幅降噪，但要合理設(shè)計(jì)，及設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮散熱性能和動(dòng)力性能。結(jié)構(gòu)不合理就達(dá)不到降噪目的，流阻太大會(huì)影響冷卻塔工作，降低制冷能力：動(dòng)力性能設(shè)計(jì)不好也會(huì)增加阻力，甚至?xí)a(chǎn)生混響噪聲，所以治理過(guò)程中要綜合考慮。
幾種常見(jiàn)的冷卻塔降噪方法
聲導(dǎo)流片法（消聲彎頭）：
消聲導(dǎo)流片法及特點(diǎn)在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口安裝消聲導(dǎo)流片，通過(guò)消聲導(dǎo)流片的消聲作用，來(lái)減少冷卻塔噪聲對(duì)外界的影響，也稱為消聲器法。理論及試驗(yàn)表明其降噪量可以達(dá)到35dB(A)，甚至更高；在降噪量15—2OdB(A)時(shí)，與聲屏障造價(jià)相當(dāng)，在20dB(A)以上降噪量時(shí)是唯一可選方案；結(jié)構(gòu)緊湊，不占建筑物額外場(chǎng)地，基本無(wú)須維護(hù)。
消聲導(dǎo)流片法（消聲彎頭）：
隔聲屏障一般設(shè)計(jì)為距冷卻塔進(jìn)風(fēng)口的距離大于冷卻塔進(jìn)風(fēng)口高度，屏障高度等于屏障到進(jìn)風(fēng)口的距離。降噪效果一般在10-15dB(A)，理論上降噪量可2OdB(A)左右，但存在著聲波繞射問(wèn)題，在聲影區(qū)范圍內(nèi)降噪量較好，繞射區(qū)和聲亮區(qū)降噪效果較差，因此實(shí)際工程上很難將其影響區(qū)內(nèi)噪聲降低20dB(A)；對(duì)通風(fēng)影響不大，維護(hù)比較簡(jiǎn)單；建設(shè)聲屏障的技術(shù)要求不高，但對(duì)結(jié)構(gòu)要求相當(dāng)高，并且投資成本隨著高度的增加成倍增加；
隔聲屏障法及特點(diǎn)：
隔聲屏障聲屏障的結(jié)構(gòu)可分為地上和地下二部分，地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連續(xù)板式立面（包括斜撐），其頂部為扇形吸聲體或內(nèi)傾式遮檐；地下部分則為承重、抗傾覆（風(fēng)荷載）的基礎(chǔ)。聲屏障的降噪效果聲波遇到屏障發(fā)生的繞射現(xiàn)象會(huì)減弱聲屏障的隔聲作用，而繞射能力與聲波的頻率有關(guān)，所以聲屏障的降噪效果與聲波的頻率即波長(zhǎng)的關(guān)系很大。聲屏障對(duì)于波長(zhǎng)短、不易繞射的高頻波的屏蔽作用十分顯著，可以在屏障后面形成很長(zhǎng)的聲影區(qū)；而對(duì)于波長(zhǎng)、具有很強(qiáng)繞射能力的低頻波的屏蔽作用則十分有限。當(dāng)然，也可以通過(guò)加高屏障的辦法來(lái)削弱繞射聲波對(duì)受聲點(diǎn)的影響。
由于聲屏障對(duì)高頻聲波產(chǎn)生明顯有效的屏蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主，所以采用聲屏障可以取得一定的降噪效果。聲屏障的降噪效果以聲影區(qū)中緊挨屏障的局部區(qū)域?yàn)樽詈茫罡呖蛇_(dá) 25 db聲影區(qū)以外的降噪聲級(jí)則由于中頻繞射聲波的到達(dá)而有所反彈，但對(duì)于高頻波而言，衰減量一般還可達(dá)到 10－15dB。
然而由于冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分，所以其降噪效果會(huì)有折扣。對(duì)于建筑外受聲點(diǎn)來(lái)說(shuō)，為取得滿意的降噪效果，在不影響進(jìn)風(fēng)的前提下，尚應(yīng)通過(guò)加大屏障高度調(diào)節(jié)之。安裝隔聲屏障時(shí)主要注意的是隔聲屏障離冷卻塔百葉進(jìn)風(fēng)口的距離在1m左右以保冷卻塔換氣進(jìn)風(fēng)口不受阻，從而使冷卻塔冷卻效果更好。
為防止噪聲繞射而影響消聲導(dǎo)流片的聲學(xué)效果，可以在消聲導(dǎo)流片附近安裝一定長(zhǎng)度的聲屏障，起到輔助降噪作用。落水消聲法及特點(diǎn)：即在冷卻塔底部水面以上安裝落水消能降噪材料，從源頭著手降低噪聲源。降噪效果一般在6—10dB(A)；初次投資較少，對(duì)通風(fēng)散熱沒(méi)有影響；缺點(diǎn)是降噪量較少，部件易損壞，維護(hù)工作量大，需要持續(xù)投入，并還可能引起凝汽器管子堵塞的問(wèn)題。“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式，層高18cm，由豎向?qū)攵�、無(wú)聲擦貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個(gè)功能段組成。
彈簧減震器的選型方法：
1.彈簧減震器荷重范圍：
選擇設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)重量M * 130% /減震器安裝數(shù)量N=彈簧減震器載重范圍；例：風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)重量為：5噸重；單臺(tái)風(fēng)機(jī)需要安裝4個(gè)彈簧減震器；求單個(gè)彈簧減震器的載重是多少？依公式可得：5000公斤 * 130% /4 = 1625公斤根據(jù)彈簧減震器的參數(shù)，彈簧減震器規(guī)格參數(shù)即可找到適合該臺(tái)冷卻塔使用的彈簧減震器規(guī)格。
2.設(shè)備安裝彈簧減震器數(shù)量的確定：
具體辦法如果設(shè)備廠家有提供此數(shù)據(jù)，則依廠方規(guī)定；一般情情況下減震器安裝間隔不超過(guò)2M,依此可計(jì)算出彈簧減震器安裝數(shù)量，考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性，每個(gè)冷卻塔的減震設(shè)計(jì)為4個(gè)。
3.彈簧減震器類型的選擇：
大部分情況下，彈簧減震器的功能和作用都是一樣的，不同類型的減震器的差別在于外形結(jié)不同而已。限制型彈簧減震器簡(jiǎn)單介紹如下：限制型彈簧減震器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于設(shè)有限制減震器高度的裝置，這一特點(diǎn)有利于應(yīng)用在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)重量變化較大的設(shè)備，避免減震器安裝后，機(jī)器的高度發(fā)生較大變化，而引起設(shè)備某些結(jié)構(gòu)受到破壞。例：冷卻水塔、水冷機(jī)組等大型設(shè)備。
