新技術(shù)將冷卻塔用水量減少80％
作者：湖北武漢辦事處 時(shí)間：2021-05-20 10:02 閱讀：
因?yàn)槲以诶鋮s塔行業(yè)工作了30多年，每次我在涼爽的日子里飛行或開(kāi)車(chē)進(jìn)城，我都在尋找是否有水量的痕跡。這些是從武漢到荊門(mén)市的城市景觀冷卻塔上看到的羽流云。它們已經(jīng)存在了幾十年，每年都在為我們尋求為辦公室，工廠，數(shù)據(jù)中心甚至發(fā)電廠提供冷卻的每年浪費(fèi)數(shù)百萬(wàn)立方的水提醒。
現(xiàn)在飛揚(yáng)實(shí)業(yè)集團(tuán)開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，可以將羽流的減少轉(zhuǎn)化為一個(gè)積極的信號(hào)，與全蒸發(fā)排熱系統(tǒng)相比，我們實(shí)際上節(jié)省了驚人的25％到80％的用水量。這項(xiàng)新技術(shù)與國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和電力研究所合作，正在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試。
水電混合冷卻塔技術(shù)
就像在炎熱的天氣里消散汗水一樣，開(kāi)放式冷卻塔可以降低冷卻器，工業(yè)流程，數(shù)據(jù)中心和其他高溫實(shí)踐中加熱的水溫。通過(guò)“濕”過(guò)程，將溫水噴灑在冷卻塔中的填充物上以增加接觸面積，并通過(guò)蒸發(fā)除去熱量。
需要持續(xù)供水來(lái)取代冷卻塔蒸發(fā)的水，但在許多地區(qū)，持續(xù)的干旱和對(duì)這一重要資源的競(jìng)爭(zhēng)加劇限制了水的供應(yīng)。另外，一些水連續(xù)從系統(tǒng)中排出，以減少水分蒸發(fā)時(shí)不溶解的固體的累積。這會(huì)產(chǎn)生大量廢水流，通常含有許多額外的水處理化學(xué)品。
我們正在測(cè)試一種非常有前景的新方法：水電混合冷卻系統(tǒng)。與傳統(tǒng)冷卻塔配合使用，混合冷卻系統(tǒng)不僅可以降低對(duì)環(huán)境的影響，還可以降低運(yùn)營(yíng)成本并提高關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)的彈性。
該系統(tǒng)使用熱虹吸工藝提供“干燥”冷卻，其中制冷劑自然循環(huán)，無(wú)需泵或壓縮機(jī)。智能的網(wǎng)絡(luò)連接控制裝置協(xié)調(diào)濕式和干式系統(tǒng)組件的操作，并在所有天氣和熱負(fù)荷條件下進(jìn)行調(diào)整以獲得最佳效率，在熱時(shí)使用“濕”冷卻，在不熱時(shí)使用“干”冷卻。
混合冷卻系統(tǒng)不僅可以降低對(duì)環(huán)境的影響，還可以降低運(yùn)營(yíng)成本并提高關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)的彈性。
最重要的是，由于與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的連接，建筑物業(yè)主可以最大限度地提高效率并獲得詳細(xì)的運(yùn)營(yíng)信息，從而更好地了解趨勢(shì)并幫助預(yù)測(cè)成本。
當(dāng)然有一些限制。如果外面太熱或者過(guò)程溫度不夠熱，那么在這些時(shí)間內(nèi)使用干式冷卻效率很低。
智能建筑自動(dòng)做出決策。除響應(yīng)不斷變化的天氣和系統(tǒng)負(fù)載條件外，控制器還根據(jù)水 - 能源成本當(dāng)量比（WECER）調(diào)整干濕單元的風(fēng)扇速度 - 最佳系統(tǒng)的水成本與電力成本之比經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
巨大的市場(chǎng)潛力
目前在中國(guó)湖北省等水價(jià)較高的城市，或武漢市和荊門(mén)市等水資源短缺的城市，情況良好。無(wú)論是作為現(xiàn)有系統(tǒng)的附加裝置還是專(zhuān)為新建筑設(shè)計(jì)，熱虹吸式混合冷卻都可以顯著減少用水量，同時(shí)在最炎熱的夏季保持最高能量性能。
潛力巨大，特別是在以下方面：
數(shù)據(jù)中心
根據(jù)2016年研究和市場(chǎng)報(bào)告，全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將從2016年至2020年增長(zhǎng)12.5％。這些中心內(nèi)的服務(wù)器和其他電子組件在升高的溫度下運(yùn)行，這需要增加冷卻能力和24/7可靠性。
發(fā)電廠
根據(jù)中國(guó)能源信息部門(mén)的數(shù)據(jù)，依賴(lài)水生產(chǎn)能源的水電站和熱電廠共占世界電力生產(chǎn)的98％。根據(jù)國(guó)際自然氣候變化應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所的數(shù)據(jù)，2040年至2069年間，由于氣候變化導(dǎo)致的水溫變化和缺乏淡水可導(dǎo)致全球三分之二以上發(fā)電廠的發(fā)電量減少。更有效的冷卻可能會(huì)提高電力可用性和可靠性。
復(fù)雜的工業(yè)/制造工廠
盡管中國(guó)制造業(yè)的用水量正在下降，但每天仍有近160億加侖的用水量。
中央冷水機(jī)組
通常處理較小的全年基本負(fù)荷的大型大學(xué)，醫(yī)院和辦公樓群非常適合熱虹吸冷卻器應(yīng)用。例如，每年僅500噸的基本負(fù)荷可能需要600萬(wàn)至900萬(wàn)加侖的冷卻塔補(bǔ)給水。
雖然一直致力于減少與這些工廠相關(guān)的能源，但水，廢水和化學(xué)處理成本的快速上升占工廠總公用事業(yè)支出的20％至40％。
在國(guó)際區(qū)域能源協(xié)會(huì)第27屆年度校園能源會(huì)議上發(fā)表的2014年研究報(bào)告（PDF）顯示，將熱虹吸冷卻系統(tǒng)安裝到500噸基礎(chǔ)負(fù)荷的中央工廠，使該設(shè)施每年可減少100萬(wàn)至600萬(wàn)的用水量加侖同時(shí)將其年度公用事業(yè)總支出減少5,000美元至50,000美元。 Thermosyphon系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)可以并行添加多個(gè)單元，以滿足各種節(jié)水要求。
為什么現(xiàn)在就要行動(dòng)？
采取行動(dòng)的緊迫性越來(lái)越大。企業(yè)擔(dān)心他們易受水限制，以及隨之而來(lái)的運(yùn)營(yíng)，生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)（PDF）。最近引入的聯(lián)邦立法將指示美國(guó)能源部將水的考慮因素納入其能源研究，開(kāi)發(fā)和示范項(xiàng)目以及項(xiàng)目中，以提高對(duì)提供可靠能源供應(yīng)所需的水的理解。
水是寶貴的資源。通過(guò)BlueStream混合冷卻技術(shù)，我們真正有潛力通過(guò)減少對(duì)環(huán)境的影響和為更重要的用途釋放水來(lái)產(chǎn)生巨大的差異。