一个普遍的事实是,如果实际产品性能与制造商声称的不符,即使是设计和安装最好的系统也会性能不佳。这是一个严重的问题,因为性能不佳的产品可能会

  • 不符合法规要求
  • 耗费更多能源
  • 产生更大的碳足迹
  • 运行成本高
  • 无法满足最终用户的要求
  • 更容易出现故障和损坏
  • 影响系统的其他部分
  • 导致处罚、诉讼和声誉受损。

最重要的是,即使性能稍有不足,也会对产品的整个生命周期产生重大影响。以下由认证制造商 BAC 提供的案例研究说明了性能不佳的冷却塔对整个暖通空调系统的影响。

项目

某工业暖通空调应用需要使用一台新的冷却塔,该冷却塔全年运行,负荷变化范围从夏季的 100% 到冬季的 80%。为该应用选择的冷却塔将在夏季条件下将 52 升/秒的水从 32°C 冷却到 27°C,入口湿球温度为 21°C。拒绝的冷却能力为 1,090 千瓦。

冷却塔

决策者可在两种冷却塔中进行选择。A 型是经过认证的冷却塔,其性能数据经过独立验证。B 型冷却塔未经认证。其数据未经验证,而且在指定条件下,其实际性能为所需工作负荷的 80%,而这一点并不为指定人员所知。因此,B 型设备的供水温度比设计温度高 1.2°C,设备全年都会受到较高供水温度的影响。例如,需要 19.3°C 的湿球温度才能提供所需的 32°C / 27°C 水温。     

   A 型(经认证)  B 型(未经认证)
 制冷量(申报)  1,090kW (310TR)  1,090kW (310TR)
 夏季用水条件  52 升/秒(824 克/分钟),温度为 32°C (89.6°F) 至 27°C (80.6°F)  52 升/秒(824 克/分钟),温度为 32°C (89.6°F) 至 27°C (80.6°F) 
 进入湿球温度  21°C (69.8 °F)  19.3°C (66.7 °F)
 尺寸  3.6 米(11 英尺-10 英尺)(长) 
 2.4 米(7 英尺-10 英寸)(宽) 
 3.5 米(11 英尺-6 英寸)(高)
 3.6 米(11 英尺-10 英寸)(长)  
 2.4 米(7 英尺-10 英寸)(宽) 
 3.5 米(11 英尺-6 英寸)(高)
 安装风扇  15 千瓦(20 马力),吸收功率 = 14.2 千瓦  11 千瓦(15 马力),吸收功率 = 10 千瓦
 噪音功率  99 dBA  96 dBA
 变频驱动,集中系数  2.5      2.5


B 型价格略低(约便宜 10-15%)。请注意,根据风机功率和声音的尺寸数据和面值,客户无法判断型号 B 的性能是否不佳。

设计条件下的性能

A 型在指定设计条件下的性能符合预期。型号 B 必须在略微超出设计条件的情况下运行,才能达到 1,090 千瓦的冷却能力。型号 B 性能不佳会影响整个系统,因为

  • 已安装的冷却器不会因压力过高而完全停止;由于水温升高了 1.2°C,冷却器将卸载,制冷能力将受到影响,但不会发生故障。最终结果将是舒适度有所下降,或者在工业应用中,生产流程有所放缓。
  • 在典型的中欧气候条件下,湿球温度高于 19.3°C 的时间不到 100 小时,分布在夏季的几天中。

表现不佳可能看起来很轻微。事实上,可能有几年的夏季气候并不好,水温从未超过设计条件。那么,为什么这是个大问题呢?答案只有从每年的经济影响中才能找到。通过比较 A 型和 B 型,我们可以看到,由于风扇电机较小,A 型所需的风扇千瓦时为 27770 千瓦时,而 B 型仅为 25400 千瓦时。 然而,再看看冷风机所需的电能:  A 型需要 1 114 360 千瓦时,而 B 型需要 1 178 700 千瓦时,几乎增加了 6%。因此,如果我们将冷却器和风扇的千瓦时耗电量相加,B 型每年仍需多消耗 5%的电能。

未经认证的冷却塔 + 冷风机的额外运行成本示例 = +12,394 欧元/年,每千瓦时 0.20 欧元:     

   冷却塔 + 冷却器 (千瓦时)  总计 (千瓦时 & 欧元)  差额 (千瓦时 & 欧元)
 A 型  风机千瓦时 = 27770 千瓦时 + 冷却器功率 = 1 114 360 千瓦时  1,142130 千瓦时
 €228,426
 0
 0
 型号 B  风扇千瓦时 = 25400 千瓦时 + 冷风机功率 = 1178700 千瓦时  1,204100 千瓦时
 €240,820
 +  61970 kWh
 €12,394


请注意,能源价格在过去几年中波动剧烈。在 2023 年 1 月达到峰值时,增加的千瓦时费率为 0.50 欧元/千瓦时 = +30 985 欧元/年!

但这并没有结束。除了电费之外,B 型还会消耗更多的水,因为冷却器必须更加努力地工作,因此需要耗散更多的废能,蒸发更多的水。在我们的例子中,型号 B 每年将多消耗 500 立方米的水。 如果我们把供水、排污和化学品的费用计算在内(3.61 欧元/立方米),每年将增加 1 805 欧元。

结论:总成本

采用 B 模式的系统每年额外增加的水电总运行成本为 14,199 欧元。这大约是新冷却塔初始成本的一半,说明安装价格的微小优势并不划算。从长远来看,A 型冷却塔是更节能、更有效、更可靠、更经济的选择。  

Uncertified cooling tower additional costs
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