隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，大型建筑、高層建筑、超高層建筑的數(shù)量迅速增長，目前很多進(jìn)深較大的建筑物均區(qū)分內(nèi)、外區(qū)，這類建筑物存在著大面積的內(nèi)區(qū)（無外圍結(jié)構(gòu)和傳熱負(fù)荷），內(nèi)區(qū)中有人員、照明設(shè)備的散熱，并常有電腦和其他具有高顯熱的電氣設(shè)備（如傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等）散熱形成冷負(fù)荷，因此內(nèi)區(qū)往往需要全年供冷以維持舒適的室內(nèi)環(huán)境溫度。對(duì)于除夏季仍需供冷的建筑物來說，可以在過渡季節(jié)和冬季利用室外的自然冷源來實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)的供冷，避免開啟制冷機(jī)組以節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的耗電量，這就需要使用到冷卻塔供冷技術(shù)。

2005年7月1日實(shí)施的GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第5.4.13條明確提出，對(duì)冬季或過渡季存在一定量供冷需求的建筑，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析合理時(shí)應(yīng)利用冷卻塔提供空氣調(diào)節(jié)冷水。冷卻塔提供空氣調(diào)節(jié)冷水是指在原有常規(guī)空調(diào)水系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)部分管路和設(shè)備，當(dāng)室外空氣濕球溫度達(dá)到一定條件時(shí)，可以關(guān)閉水冷式制冷機(jī)組，以流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)冷卻水直接或間接向空調(diào)系統(tǒng)供冷，提供建筑物空調(diào)所需的冷負(fù)荷，這就是冷卻塔供冷技術(shù)。

在本人實(shí)施的沈陽中街大悅城商場，由于內(nèi)區(qū)有大量燈光照射，發(fā)熱設(shè)備多，且人員流動(dòng)量大，因此設(shè)計(jì)了一套在過渡季節(jié)使用的小型冷凍機(jī)組和冷卻塔制冷系統(tǒng)，冷負(fù)荷為2100KW。本人在理解冷卻塔供冷的原理，針對(duì)過渡季節(jié)和冬季的特點(diǎn)，討論了冷卻塔供冷技術(shù)的適用條件，提出在完善系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加水箱等輔助設(shè)備，防止系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)設(shè)備及管道內(nèi)存水結(jié)冰，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

以開式冷卻塔加板換器的間接冷卻塔供冷系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)的主要用能部件有冷卻塔（風(fēng)機(jī)）、冷卻水泵、冷凍水泵、末端空氣處理設(shè)備。

在原有的空調(diào)系統(tǒng)中增設(shè)了一個(gè)熱交換器（通常會(huì)使用板式換熱器）與制冷機(jī)組并聯(lián)，從冷卻塔來的冷卻水通過板式換熱器與封閉的冷凍水循環(huán)進(jìn)行熱交換。這樣，冷卻水循環(huán)與冷凍水循環(huán)是兩個(gè)獨(dú)立的循環(huán)，冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)是隔離的，并不直接接觸，從而避免了冷凍水管路被污染、腐蝕和堵塞問題。在冷卻水間接供冷系統(tǒng)中多采用板式換熱器，是因?yàn)榘迨綋Q熱器在中溫低壓的水循環(huán)中是最適用的，體積小、換熱能力強(qiáng)，能夠最小程度地減小換熱溫差。

值得一提的是，在系統(tǒng)中還需在室內(nèi)增加了一個(gè)過渡水箱（不會(huì)出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象）。這個(gè)水箱的功能是當(dāng)系統(tǒng)停止運(yùn)行后，冷卻塔集水盤及冷卻塔至水箱段的水會(huì)因重力全部流至該水箱內(nèi)，避免室外管道存水結(jié)冰凍壞管道。當(dāng)水泵再次啟動(dòng)時(shí)，水箱內(nèi)的存水又能重復(fù)利用于系統(tǒng)循環(huán)。水箱的體積如何確定，下面我們來具體分析下。

水箱的體積由兩部分組成，第一部分，因?yàn)槔鋮s塔及冷卻塔至水箱段內(nèi)無水，水泵啟動(dòng)瞬間，水箱應(yīng)有足夠水量彌補(bǔ)該部分水體保證出水管的水能流經(jīng)冷卻塔和空管道到達(dá)水箱，使系統(tǒng)恢復(fù)供水與回水同步的穩(wěn)定狀態(tài)，此體積為V1。第二部分，水泵停止運(yùn)行后，水箱應(yīng)有足夠空間儲(chǔ)存冷卻塔及冷卻塔至水箱段管道內(nèi)存水的體積，此體積為V2。過渡水箱的總體積應(yīng)為V=V1+V2。

V1和V2的體積大小是一樣的，都是冷卻塔存水體積及冷卻塔至水箱段管道內(nèi)存水體積的總和。以大悅城為例，冷卻塔DN300回水管出水口至水箱的高差為h=13米，水平管道長度為L1=12米，冷卻塔尺寸L×W×H為5550×3360×3850，集水盤存水深度約為200mm。

冷卻塔集水盤體積V塔=L長×W寬×H水高=5.55×3.36×0.2=3.74m3

管道體積V管=管截面積S管×L管=3.14×0.15×0.15×25=1.77m3

V1=V2=V塔+V管=3.74+1.77=5.51m3

因此水箱的有效容積應(yīng)為V=V1+V2=5.51+5.51=11.02m3，在此選用容積為12m3的水箱，其尺寸L×W×H為2000×2000×3000。為了保證第一部分水量V1的基本水量，水箱按此水量設(shè)置固定補(bǔ)水，補(bǔ)水點(diǎn)的標(biāo)高H1=V1/水箱截面積S水箱=5.51÷2÷2=1.38m。即在水箱的1.38米至1.4米高處設(shè)置自來水補(bǔ)水裝置，由浮球閥自動(dòng)控制，而冷卻塔就不需要再設(shè)置補(bǔ)水裝置?？紤]到第二部分的水量太大，且具有瞬時(shí)性的特點(diǎn)，因此水箱的泄水存在風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)將泄水管道直接通過立管接至室外可靠排水點(diǎn)，防止發(fā)生冒水事故。

當(dāng)冬季室外溫度低于零度時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的水存在結(jié)冰的可能，因此與空氣直接接觸的設(shè)備、管道存在凍壞風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)增加以下輔助設(shè)施：（1）室外管道全部設(shè)置電伴熱，并加設(shè)保溫，以防止管道結(jié)冰；（2）在冷卻塔集水盤內(nèi)設(shè)置電加熱器，防止集水盤內(nèi)水體結(jié)冰；（3）系統(tǒng)內(nèi)加注乙二醇，降低冷卻水冰點(diǎn)，防止結(jié)冰。

通過此冷卻塔供冷技術(shù)的應(yīng)用，合理選用相關(guān)輔助設(shè)施，保障了環(huán)境的舒適，成功解決了內(nèi)區(qū)的散熱、外圍結(jié)冰防護(hù)等問題，節(jié)約了電能，取得了較好的效果。

冷卻塔供冷并不是絕對(duì)意義上的免費(fèi)，因?yàn)槔美鋮s塔產(chǎn)生低溫冷卻水供入空調(diào)系統(tǒng)末端仍需消耗冷卻塔、水泵等設(shè)備運(yùn)行消耗電能。但其避免了開啟制冷機(jī)組所產(chǎn)生的相對(duì)較大的能耗，因此可以相對(duì)地將冷卻塔供冷視為“免費(fèi)”的供冷方式。以沈陽為例，自秋分時(shí)節(jié)（9月23日）開始，氣溫基本保持在0℃-15℃左右，早晚溫差大。在每日商業(yè)開業(yè)前期不開啟冷凍機(jī)組，而只使用冷卻塔加板換系統(tǒng)供冷，待中午氣溫超過10℃再啟用制冷機(jī)組。而當(dāng)下午氣溫低于10℃后，停止制冷機(jī)組，再啟用冷卻塔加板換系統(tǒng)供冷。這樣按商場營業(yè)11小時(shí)計(jì)算，啟用冷凍機(jī)組的時(shí)間大致為4小時(shí)，啟用冷卻塔加板換的時(shí)間約為7小時(shí)。且隨著時(shí)間的推移，每日的氣溫會(huì)逐步下降，這樣冷卻塔供冷就能發(fā)揮更大的優(yōu)勢。以2110KW（600RT）的離心式冷水機(jī)組為例，功率為394KW，按每日能少運(yùn)行制冷機(jī)組7小時(shí)來計(jì)算，則每日能節(jié)省的耗電量為394千瓦×7小時(shí)=2758（千瓦時(shí)），一個(gè)月能節(jié)省耗電量為82740千瓦時(shí)，合計(jì)節(jié)約電能約68000（商業(yè)電費(fèi)0.83元/度）。如果是冬季的話，則能節(jié)省的耗電量為394千瓦×11小時(shí)=4334（千瓦時(shí)），一個(gè)月能節(jié)省耗電量約為130020千瓦時(shí)，合計(jì)節(jié)約電能約108000（商業(yè)電費(fèi)0.83元/度）。

在我國，適合于冷卻塔供冷技術(shù)條件的大型超市、商場、辦公建筑、具有高顯熱的大中型計(jì)算機(jī)房、要求空調(diào)系統(tǒng)全年供冷的建筑越來越多，這為冷卻塔供冷技術(shù)在我國的應(yīng)用與推廣提供了機(jī)遇。