2012年5月23日 星期三

冷卻水塔趕水操作策略

冷卻水塔的散熱有很多人都認為噸數越大越好,必如說一台500RT的主機,結果配了一組1500RT的水塔,簡單的認為這樣子散熱效果就會好,抱持這樣想法的人多有人在,但事實上結果不會是這樣,反而可能散熱更差.冷卻水溫更高.

設計水塔的時候一個非常重要的參數叫L/G比,也就是說有多少水量跟風量做熱交換,如果你的水量或風量不夠,很多時候根本就是做虛功,因為對於熱交換來講,水側的熱量是由冰水側帶回來,密閉式的馬達設計的冰機必須再加上壓縮熱,然後這些熱量再丟到冷凝器,冷凝器的熱再整個丟到水塔去,因此,當你開幾台主機,可以泵送的水量多少由泵浦決定,而熱的多寡除以流量就會產生溫差,這些熱是不會變的.

同樣的,水塔的風量側所必須帶走的熱是風量乘以焓差,所以這些最後經由水側來的熱量必須由水的蒸發帶走,那麼在總熱不變的情況下,多一點的散熱面積似乎是好方法,但是事實上會不會真的是這樣呢?

很簡單一個道理,泵浦泵送的水量已經由管路特性及泵浦的性能曲線而決定,所以如果泵浦沒有多開,水量根本不會增加,必如說假設機房原始的裝置容量是2000RT,由4台500RT的主機組成,配了一座標稱2500RT的水塔,可是在夏天的時候頂多開2台半,而冬天的時候可能只開一台,那麼如果夏天主機開機的台數只有3台,請問有多少水送到冷卻水塔去?

答案就是這三台主機的泵浦泵送的水量,看管路怎麼配,開三台主機就是三台泵浦的合成水量,假設管路設計得不錯,主管夠大,這三台的水量加起來總共是4500GPM,那麼在水塔的閥全開的狀況下,每一噸的冷卻水塔分配的水量為1.8GPM,而水塔每一噸的設計要求的水量是3.4GPM,換句話講,如果分配的不錯,每噸水塔的散熱葉片分到的水只有52.9%的設計水量.

這個會造成什麼現象?就是很多的散熱葉片沾不濕,只有風而沒有水,風車馬達就做虛功了,另一方面,由於開了過多的風車,風車馬達的能耗也增加很多,有時候甚至多了一倍的風車能耗都有可能.

所以簡單的策略是什麼?不管水塔裝置的容量有多少,水塔的水量跟風量的搭配要跟設計噸數相配合,假設只開500RT的主機,所以系統裏面當然只會有500RT的水量,那麼就將多餘的水塔進出水閥關閉,將水全部擠到相對應的水塔裡面,讓水塔可以得到相對應的水量,這樣子效率輕輕鬆鬆的提升了.

當然,有很多人的冷卻塔的水量是不平衡的,隨便動個閥都可能會出事,還有的是水位高低不一樣,趕水的策略無法實施,水不平衡的問題要想辦法調,但是操作上水塔的L/G比必須維持才能有最好的散熱效率,很簡單的一個指標就是水塔的趨近溫度,如果趨近溫度低,那代表主機可以擁有較低的冷卻水溫來運轉,主機高壓因此降低,等於是兩邊省,一邊主機的冷卻水溫降低了,另一個風車的開機台數也變少,整個冰水機房的效率因此而提高.

只是去調個幾個閥,而且還把風車的運轉的台數減少,真的可以達到如此的節能功效嗎?其實我認為對於廠務來講,只要調閥關閥不會出事,稍微試一下也沒什麼損失,不像說有些人就是很固執,不花錢就可以做節能都不要試,那也就真的沒辦法了.

解釋為什麼這樣做的原理是很複雜的,它牽扯到主機,水塔,泵浦及自動控制,每一個環節都會互相影響,有很多人花了大錢去做這一塊的節能工作,成效常常不如預期,但是也有人就願意聽聽看別人說,然後試試看,而且效果還滿好的.但是如果自己的系統是開關個幾個閥都會出事的話,那還是不要試,因為系統真的是設計的太脆弱了.

當然,閥這個東西如果不常動一動很容易關不死,尤其是冷卻水系統的閥,所以改用電動閥或是氣動閥,寫一段自動控制程式定期的給他動一動是不錯的方法,但是這個錢也不少,不過如果是站在水量,風量,主機最佳化的程度來看,這個錢是值得投資的,有多少主機動就給多少水量跟風量,然後全自動控制,總不能說晚上系統在自動加減機的時候還叫廠務去開關水閥吧.

當然,牽扯到系統端的東西要動總是叫人害怕,尤其一些系統水量平衡真的是做得很差,所以像這樣的系統應該先把平衡弄好來,不然只要水塔入水口一吸到空氣,水流開關不夠穩定一動作主機可能就跳了,如果跳一台還好,整個機房裡面全跳那就掛了,明明是好意一片怎知最後會弄巧成拙.搞到這樣那就遜掉了.

俗話有一句叫人往高處爬,水往低處流,所以趕水操作策略的方法是把遠的,高的地方的水往近的,低的地方趕,往近的,低的地方趕,冷卻泵需要的力量也可以少一點,或許就是差個幾%,但多賺幾%就是幾%,也沒什麼不好.

對於已經裝設變頻的冷卻系統來講,這樣的策略應該沒什麼作用,因為系統的控制應該已經被變頻的控制所鎖定,所以起不了作用,對於沒裝變頻的系統來講,試試看又不花錢,如果有用,就廣為宣傳一下,就當作做功德好了,沒用的話公司也沒什麼損失,或許是系統沒那麼平衡,就再找原因看看,有用的話就賺到了,何樂而不為呢?