可持续建筑项目的冷却塔
自然高效，自然凉爽。自然 Marley。
受到自然界中诞生的进程的启发， 蒸发式冷却塔具有节能潜力，对环境影响小，是可持续建筑项目的理想散热解决方案。有效管理冷却塔水以最大限度地减少补充和排污水量，也为获得水资源积分提供了机会。即使在炎热干旱气候的地区，包括大部分中东地区和美国西南部，蒸发冷却系统也能为可持续建筑设计、施工、运营和维护提供经济高效、节能的解决方案。
可持续建筑标准已从创新的例外发展成为许多社区的常态。如今，建筑设计师、工程师和管理人员希望 HVAC 系统制造商能够投入研发资源，将环保的冷却系统商业化，这些冷却系统不仅能提供卓越的性能和价值，还能满足全球 ASHRAE、LEED 和其他可持续性标准。
ASHRAE 90.1 开放式冷却塔最低能效
在热水 95°F、冷水 85°F、湿球温度 75°F（35/29.5/23.9°C）的标准条件下，轴流风扇开放式冷却塔的流量值为每马力每分钟 40.2 加仑（12.24 m3/h/kW），离心风扇开放式冷却塔的流量值为每马力每分钟 20 加仑（6.09 m3/h/kW）。所有美国州都已采用这些或更严格的标准来满足舒适冷却应用的要求。标准 Marley 冷却塔型号的流量范围为 30 至 400 gpm/hp。
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常见问题
以下问答来自对 SPX Cooling Tech 内部和外部的工程师和冷却塔专家的调查，旨在更好地了解冷却塔如何成功地为可持续建设计划做出贡献。
最受认可的建筑可持续性认证计划有哪些？为什么它们很重要？
能源与环境设计先锋奖 (LEED) 由美国绿色建筑委员会 (USGBC) 制定，并得到全球认可，是一个旨在评估和促进建设资源节约型建筑的评级系统，这些建筑支持可持续、健康的生活环境。满足九个不同类别的条件可获得积分，其中包括节水和节能，总积分决定四个建筑认证等级之一。USGBC 还承认美国以外的环境标准——超过 165 个国家和地区——认可欧洲和中东的社区，这些社区是全球绿色建筑的主要支持者。根据 USGBC 网站，“人们知道，如果他们住在获得 LEED 认证的建筑中，他们就会使用更少的能源和水，避免浪费，节省维护成本，改善室内空气质量，为居住者提供舒适感，并减轻社区的环境负担。他们还知道他们住在一栋可以增进健康和保健的建筑中。现在，绿色建筑已经发展成为一个价值万亿美元的产业，LEED 已成为世界上使用最广泛的绿色建筑计划。”
在暖通空调行业，LEED 是对美国采暖、制冷与空调工程师协会 (ASHRAE) 能效标准的补充。LEED 认证之所以受欢迎，是因为该认证通过全球公认的第三方体系的评级，反映了建筑设计、施工和操作系统的整体卓越性和完整性。与此同时，ASHRAE 传统上专注于暖通空调专用建筑组件，例如安装在冷却塔上的百叶窗和除水器，可防止水溅出并支持节水工作，或使用变频驱动器和风扇电机来节省能源。
WELL 建筑标准™ (WELL) 是一个基于性能的系统，用于测量、认证和监控建筑环境特征，这些特征会影响在建筑中生活、工作和学习的人的健康和福祉。WELL 专注于七类建筑性能：空气、水、营养、光线、健康、舒适度和精神。WELL 建筑标准以循证研究为基础，这些研究证明了人们花费 90% 以上时间的建筑与这些建筑对使用者的健康和福祉影响之间的联系。WELL 建筑标准由国际 WELL 建筑研究所™ 管理，并由绿色商业认证公司 (GBCI) 进行第三方认证。
另一项评级指南是英国制定的建筑研究机构环境评估方法 (BREEAM)，在整个欧洲都很有名。BREEAM 旨在评估、评级和认证建筑物的可持续性，以减少建筑和开发对环境的负面影响。
循环经济 (CE) 是一个新兴概念，它指导着全球商业和工业专业人士的最佳环保实践。循环经济呼吁取代传统的线性经济（获取、制造、处置），而是优化我们现有的资源：尽可能长时间地使用它们，提取最大价值，然后在产品和材料的初始使用寿命结束后尽可能地回收和再生。
例如，Marley® 不锈钢冷却塔可包含高达 100% 的回收材料，而一些镀锌钢塔则包含至少 23% 的回收材料。退役后，钢材可再次回收用于其他用途，这一循环支持了循环经济理念。
对于希望将蒸发冷却纳入建筑可持续性项目的建筑设计团队，需要进行哪些提前规划？
由于当今建造的大多数建筑物都采用某种方法来冷却室内空气，因此工程师和建筑师可能会寻求最高效、最环保的方法。可持续性评级系统奖励节约能源、材料和水资源的环保做法。以下是使用 LEED 系统的示例：
能够实现这些目标的蒸发式冷却塔系统有可能获得 LEED 能源优化积分，其中现有建筑最多可获得 20 分，新建筑最多可获得 18 分。旨在优化能源性能的建筑设计团队可以通过实施 HVAC 相关策略和有助于提高效率的设备选择，获得认证的一半。建筑物至少获得 40 分即可获得 LEED 认证。
首先，要获得认证分数，建筑物必须满足一些先决条件。对于新建筑，设计团队可以通过补充水表、电导率控制器和溢流报警器以及除水器来证明冷却塔对减少室内用水的贡献。如果业主承诺进行水表计量和基本调试与验证，新建筑也可以获得认证预审资格。
基本调试和验证包括实施“设施要求和运营计划”，该计划可能涉及设备运行时间表和优化能源使用的 HVAC 设定点。
冷却塔蒸发 HVAC 系统的循环水以去除热量。只需少量的水在系统中循环。蒸发式冷却塔中的水与气流混合——通常由风扇产生（通常使用变频驱动器以节省能源）；热水蒸发，产生冷却作用。
可以通过多种方式优化冷却塔运行，以直接有助于获得 LEED 认证：
- 在非高峰时段以可变流量条件运行冷却塔，只要实现适当的水分配，就可以通过降低流量和风扇能量来实现更高的效率。示例：
- 让一半的风扇全速运转，以一半的能耗实现 50% 的冷却效果。
- 让所有风扇以半速运转，以八分之一的能耗实现 50% 的冷却效果。
- 监测用水量以确定减少用水的方法。如前所述，水表可以帮助现有建筑获得最多两分，新建筑获得最多一分。 Marley 用水量计算器 帮助建筑规划人员确定在特定应用中使用蒸发冷却可以节省多少水。
- 将水质管理、污染物控制和浓缩循环纳入系统节水的一部分。实现节水可能使现有建筑获得最多三分，新建筑获得最多两分。
最大限度地提高“浓缩循环”是推荐的节水做法。浓缩循环定义为循环“排污水”中浓缩溶解固体与新鲜补给水中浓缩溶解固体的最终比率。增加浓缩循环可以同时大大减少排污水和补给水，从而形成一种水化学平衡，既能节约用水，又能去除蒸发冷却过程中溶解的矿物质。
同时，必须严格控制溶解固体的数量。实施有效的水处理方案并配备水质监测工具，使冷却塔操作员能够主动解决与微生物、腐蚀、水垢和节水相关的问题。
相对湿度如何影响蒸发冷却过程？为什么相对湿度对世界干旱地区如此重要？
相对湿度测量的是空气中实际水分与空气可容纳水分之间的差值。这是湿球温度（即空气中的水分含量）与干球温度（即室外温度）之间的差值。在 100% 相对湿度下，湿球温度和干球温度相同。在蒸发冷却系统中，热量传递基于湿球温度，而干式系统则依赖于干球温度。蒸发系统能够产生接近湿球温度的冷水温度，而湿球温度通常低于室外干球温度，从而节省干旱地区的能源。另一方面，干式系统必须在中东等地区全年应对高干球温度。
在水资源有限或没有水资源的干旱气候中，混合冷却塔可能有助于限制用水量。湿式和干式组件的混合组合可在高热负荷条件下最大限度地提高冷却效率，同时在负荷降低时实现节水。采用湿式和干式技术的创新混合产品——如 马利 NCWD 冷却塔 – 首先让冷水通过塔顶的干燥部分，从而进一步节省用水，并成为获得创新积分的另一种方式。根据气候和设施的热负荷情况，NCWD 塔每年最多可减少 20% 的用水量
与风冷冷却系统相比，使用水冷冷却系统有哪些优势？
建筑物运营商可以使用哪些冷却塔控制或组件来实现额外的能源节约？
建议使用带风扇的变频驱动器 (VFD)。使用双速风扇电机时，任何时候需要超过 50% 的冷却能力，风扇功率都需要增加到 100% 才能达到。VFD 系统旨在将绝对温度控制与理想的能源管理相结合。冷却塔用户选择冷水温度，驱动系统将改变风扇速度以保持该温度。使用 VFD 可以显著减少大多数气候条件下的年度能源消耗，使其成为专注于能源效率和可持续性的项目必不可少的。
与 VFD 一起使用时，永磁电机的节能效果可能与齿轮传动一样好，但初始成本可能要高得多。除了这两个因素外，建筑管理人员还应考虑维护的简易性、可靠性和使用寿命，并与安装成本、操作复杂性和环境影响进行权衡。
冷却塔的尺寸如何影响节能？
体积更大的冷却塔效率更高，因为它们通常具有更多的传热介质（填充）体积，从而可以使用更少的空气流量和更低的风扇功率，从而节省更多能源。塔体尺寸和风扇功率的多种组合可以满足特定水流量的特定温度要求。由于最大程度地节省能源通常需要使用更大且可能更昂贵的冷却塔，因此系统设计师应咨询冷却塔制造商，以寻求帮助，权衡成本与功耗效益，找到最能满足其要求的解决方案。
LEED 将 ASHRAE 90.1 效率设为符合性门槛，然后才可考虑获得 LEED 积分。积分授予基于整体建筑能效改善，且改善程度优于 ASHRAE 90.1。
选定的塔体尺寸较大，且能效（加仑/分钟/马力）高于 ASHRAE 90.1 的塔有助于获得 LEED 积分。使用变频驱动器 (VFD) 还可以在大多数气候条件下实现显著的年度节能，这也有助于获得 LEED 积分。
我们的 塔的尺寸和选择 软件可以通过对每个选择的输出提供 ASHRAE 效率计算来帮助您。
什么是 ASHRAE 90.1？
我的冷却塔如何帮助获得 LEED 认证和积分？
由于当今建造的大多数建筑物都采用某种方法来冷却室内空气，因此工程师和建筑师可能会寻求最高效、最环保的方法。可持续性评级系统奖励节约能源、材料和水资源的环保做法。以下是使用 LEED 系统的示例：
能够实现这些目标的蒸发式冷却塔系统有可能获得 LEED 能源优化积分，其中现有建筑最多可获得 20 分，新建筑最多可获得 18 分。旨在优化能源性能的建筑设计团队可以通过实施 HVAC 相关策略和有助于提高效率的设备选择，获得认证的一半。建筑物至少获得 40 分即可获得 LEED 认证。
首先，要获得认证分数，建筑物必须满足一些先决条件。对于新建筑，设计团队可以通过补充水表、电导率控制器和溢流报警器以及除水器来证明冷却塔对减少室内用水的贡献。如果业主承诺进行水表计量和基本调试与验证，新建筑也可以获得认证预审资格。
基本调试和验证包括实施“设施要求和运营计划”，该计划可能涉及设备运行时间表和优化能源使用的 HVAC 设定点。
冷却塔蒸发 HVAC 系统的循环水以去除热量。只需少量的水在系统中循环。蒸发式冷却塔中的水与气流混合——通常由风扇产生（通常使用变频驱动器以节省能源）；热水蒸发，产生冷却作用。
可以通过多种方式优化冷却塔运行，以直接有助于获得 LEED 认证：
- 在非高峰时段以可变流量条件运行冷却塔，只要实现适当的水分配，就可以通过降低流量和风扇能量来实现更高的效率。示例：
- 让一半的风扇全速运转，以一半的能耗实现 50% 的冷却效果。
- 让所有风扇以半速运转，以八分之一的能耗实现 50% 的冷却效果。
- 监测用水量以确定减少用水的方法。如前所述，水表可以帮助现有建筑获得最多两分，新建筑获得最多一分。 Marley 用水量计算器 帮助建筑规划人员确定在特定应用中使用蒸发冷却可以节省多少水。
- 将水质管理、污染物控制和浓缩循环纳入系统节水的一部分。实现节水可能使现有建筑获得最多三分，新建筑获得最多两分。
最大限度地提高“浓缩循环”是推荐的节水做法。浓缩循环定义为循环“排污水”中浓缩溶解固体与新鲜补给水中浓缩溶解固体的最终比率。增加浓缩循环可以同时大大减少排污水和补给水，从而形成一种水化学平衡，既能节约用水，又能去除蒸发冷却过程中溶解的矿物质。
同时，必须严格控制溶解固体的数量。实施有效的水处理方案并配备水质监测工具，使冷却塔操作员能够主动解决与微生物、腐蚀、水垢和节水相关的问题。
冷却塔效率主要取决于运行和维护标准，但气候也起着一定作用。当相对湿度较低时，例如在中东等炎热干燥的地区，蒸发冷却对建筑业主来说更为有利。
相对湿度测量的是空气中实际水分与空气可容纳水分之间的差值。这是湿球温度（即空气中的水分含量）与干球温度（即室外温度）之间的差值。在 100% 相对湿度下，湿球温度和干球温度相同。在蒸发冷却系统中，热量传递基于湿球温度，而干式系统则依赖于干球温度。蒸发系统能够产生接近湿球温度的冷水温度，而湿球温度通常低于室外干球温度，从而节省干旱地区的能源。另一方面，干式系统必须在中东等地区全年应对高干球温度。
在水资源有限或没有水资源的干旱气候中，混合冷却塔可能有助于限制用水量。湿式和干式组件的混合组合可在高热负荷条件下最大限度地提高冷却效率，同时在负荷降低时实现节水。采用湿式和干式技术的创新混合产品——如 马利 NCWD 冷却塔 – 首先让冷水通过塔顶的干燥部分，从而进一步节省用水，并成为获得创新积分的另一种方式。根据气候和设施的热负荷情况，NCWD 塔每年最多可减少 20% 的用水量
与风冷冷却系统相比，使用水冷冷却系统有哪些优势？
是的，简单的解释是，需要更高风扇功率来降低温度的风冷 HVAC 系统能源效率较低。风冷设备使用风扇通过在线圈表面吹气来冷却流经线圈的流体，并且电力为这些风扇供电。根据地点的气候，水冷系统实现的能源节省是显著的。根据 水力工业联盟与风冷或可变制冷剂流量 (VRF) 系统相比，使用水冷系统时，建筑物的 HVAC 能耗可节省 5% 至 30% 或更多
建议使用带风扇的变频驱动器 (VFD)。使用双速风扇电机时，任何时候需要超过 50% 的冷却能力，风扇功率都需要增加到 100% 才能达到。VFD 系统旨在将绝对温度控制与理想的能源管理相结合。冷却塔用户选择冷水温度，驱动系统将改变风扇速度以保持该温度。使用 VFD 可以显著减少大多数气候条件下的年度能源消耗，使其成为专注于能源效率和可持续性的项目必不可少的。
与 VFD 一起使用时，永磁电机的节能效果可能与齿轮传动一样好，但初始成本可能要高得多。除了这两个因素外，建筑管理人员还应考虑维护的简易性、可靠性和使用寿命，并与安装成本、操作复杂性和环境影响进行权衡。
体积更大的冷却塔效率更高，因为它们通常具有更多的传热介质（填充）体积，从而可以使用更少的空气流量和更低的风扇功率，从而节省更多能源。塔体尺寸和风扇功率的多种组合可以满足特定水流量的特定温度要求。由于最大程度地节省能源通常需要使用更大且可能更昂贵的冷却塔，因此系统设计师应咨询冷却塔制造商，以寻求帮助，权衡成本与功耗效益，找到最能满足其要求的解决方案。
LEED 将 ASHRAE 90.1 效率设为符合性门槛，然后才可考虑获得 LEED 积分。积分授予基于整体建筑能效改善，且改善程度优于 ASHRAE 90.1。
选定的塔体尺寸较大，且能效（加仑/分钟/马力）高于 ASHRAE 90.1 的塔有助于获得 LEED 积分。使用变频驱动器 (VFD) 还可以在大多数气候条件下实现显著的年度节能，这也有助于获得 LEED 积分。
我们的 塔的尺寸和选择 软件可以通过对每个选择的输出提供 ASHRAE 效率计算来帮助您。
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绿色制冷宣传册
LEED 认证：节能节水的蒸发冷却策略
作为高效数据中心冷却系统的一部分，冷却塔可节省水和能源
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CoolSpec 冷却塔选择软件