冷却塔免费制冷的使用场合

　　免费制冷作为工业中工艺冷却水的冷源，在冬季使用无疑是好的选择，冬季采用冷却塔供冷可以完全或部分取代冷水机组，减少电制冷开机，可以大幅降低系统的能耗。这种应用已经广泛的应用，特别是在数据中心应用当中。

　　但对于过渡季供冷，在使用时则需要充分考虑冷量的需求及冷水温度的要求，而且，对于常年不间断供冷的恒温工艺制冷需求，冷却塔供冷和电制冷之间的切换非常重要，由于两种制冷所需的冷却水温度不同，而且温度差别较大，切换需要有良好的设备和控制系统准备，避免由于切换不当造成系统的供冷中断。如：免费制冷和常规制冷有两套管路和冷却塔系统，则可以在两种工况下运行，即免费制冷系统冷却水为 10 ℃左右，而常规制冷的冷却水系统在 30 ℃左右。而且良好的自动控制设备也是成功的关键。

　　为了提供更好更舒适的空调环境，很多高档酒店的中央空调水系统采用四管制系统；

　　（1）客房：采用风机盘管加新风系统；

　　（2）大堂和功能厅等采用全空气系统，一年四季同时供应冷热水。

　　（3）对于酒店内区的餐饮、多功能厅等，室内空间较大，冬季较热，四管制系统的冷热水可以很好达到舒适系统要求，同时也需要免费制冷系统进行冬季制冷。

　　但酒店的冬季和过渡季对冷水的需求量并不大，以北京某五星酒店（该酒店已运行 20 余年）为例，通常使用时间为每年 11 月 ~3 月（气温在 10 ℃以下），由于冬季没有除湿需求，使用时对于冷水温度的要求也并不高，通常在 12 ℃左右，有时达到 13~14 ℃。由于新风管路较小，不能采用新风供冷，全空气系统也可以使用免费制冷冷源。对于该酒店，部分区域特别是内区和部分客房，新风量不足以提供制冷需求，冬季采用冷却塔供冷是一个不错的选择。当如果新风系统设计管路足够，全空气系统完全可以采用新风作为冷源，免费制冷值作为客房风机盘管的冷源使用。不过这种应用也存在过渡季问题，即在过度季时，室外温度提高，无法采用免费制冷。因此，综合冬季制冷的用冷时间，如果需求量时间较少，也可以不使用。

　　在办公楼的中央空调冷水系统中，对于冬季制冷、过渡季供冷的需求还是有一些的。在冬季和春秋季，由于南北向日照的不同，夕晒问题，同一层办公楼内温度差异会非常大，有时候北区需要供暖，而西南角又非常热。但是，办公楼使用的空调系统也对冷却塔供冷有一些限制。办公楼的单层面积通常在 1 500~2 000 m2左右，内区、外区的区分并不明显；但在有些楼宇由于单层面积较大，进深较大时，有时会在冬季对内区进行供冷，外区供暖。这种情况并不多见，这样的设计需要有内外区不同的管路设计，采用四管制水系统，据笔者走访项目情况。

　　在实际操作中，在冬季，内区过热的情况较少，供冷的需求并不明显，因此一般的项目均没有冬季供冷；而在过渡季，即在大厦停止供暖后，由于室外温度上升，阳光的照射，办公楼宇开窗较少，特别在午间，制冷有一定的需求。但开启制冷机组，开启时间又短，冷负荷较低，特别对于螺杆式冷水机组，冷却水温较低会造成机组故障，免费制冷被提上日程，很多项目均有这种设计，但实际运行情况，需要我们仔细研究。

　　对于办公楼，风机盘管 + 新风空调系统，是一种非常常见的中央空调系统。采用这种方式的项目，大多数水系统使用的是两管制设备。

　　在冬季只能供暖；在过渡季，通常会有冷热不均（南侧和北侧），很难满足同时冷热需求，无法采用免费制冷的方式供冷。采用四管制风机盘管系统的大厦非常少，不过根据上述分析（特别对于北京），冬季供冷可以利用免费制冷供冷，但对于过渡季，室外温度高的情况下，免费制冷也达不到制冷需求，过渡季使用时间非常有限。

　　不过，使用四管制风机盘管系统可以同时满足冷热需求，可以提高舒适度，同时使用免费制冷可以有效降低供冷的能耗。通过上述分析，如果仅在过渡季有制冷需求的情况，由于供水温度的限制，建议不配置免费供冷设备，如果有冬季供冷的需求可以配置，特别是对于四管制系统。

　　VAV 系统是一个全空气系统，其特点是能够很好地利用新风。在冬季和过渡季时，利用新风供冷是一个较为简洁，而且更为节能的方式。而且对于现在的大部分建筑，设计新风量较大，在管路、控制等方面都有较高的配置，可以达到良好的送风效果。而且，利用新风简洁高效，比通过免费制冷模式增加了多次换热，而且还有水泵功率的消耗要节能的多。

　　VAV 系统在过渡季通常也存在上述的水温达不到要求的问题，过渡季时供冷，配置一台小型的制冷机组是一种比较可行的方式，而在室外温度较低时，可以充分利用新风，对于 VAV 空调系统建议不配置免费制冷系统。此类建筑建议不配置冷却塔供冷设备。在 VAV 系统中，同样不建议使用四管制系统。对于楼层 VAV 的空气处理机组，通常情况下都是送风温度比较低，而在外区的 VAV 增加加热盘管，冬季加热（可以独立调节），因此送风的温度是一致的，外区根据温度调节。整个大厦系统基本是一致的，不会根据情况调节使用冷水、或热水盘管，因此四管制也就失去了意义。

　　购物中心通常体量较大，而且单层面积大，上面楼层的中间区域在冬夏都会比较热。而且由于现在购物中心通常在高楼层设置餐厅较多，餐厅的排烟风量很大，造成此区域通常为负压，空气流动较快，实际运行当中并没有特别热，而且笔者实际勘查的一个项目，在冬季和过渡季时，高楼层供暖量很少（采用空气处理机组供暖，基本不供暖），此区域温度尚可。

　　购物中心中采用设计方式较多的是：商铺区域采用风机盘管机组或吊顶式空调机组（类似于大型得风机盘管），公共区域采用集中式全空气空调机组。

　　对于内区和小商铺，冬季和是有一定的的供冷需求的，实际上可以采用四管制系统 + 免费制冷来实现；过渡季制冷也会遇到上述的水温达不到要求的问题，可以开启制冷机组来实现。但在实际运行当中，有购物中心中设计了四管制系统和免费制冷，却并没有使用。

　　其原因在于，现在大部分购物中心的中庭都是挑空的，烟囱效应明显，而且餐饮较多，造成排风较多，从大门等的渗入未处理新风较多，已经降低了内区的温度，已经基本能够满足要求，不过一层的门口较冷，通常很难处理。因此，此类建筑建议可以配置免费制冷设备。