蒸发式冷却设备冬季运行的控制策略

通过水的蒸发实现冷却，是一种极为常见的做法；就可用占地面积和初始投资而言，这也是最高效的方法。不过对于部分寒冷地区，这类冷却方式却面临着一系列独特的挑战。在特定的环境条件下，循环水的温度会不可避免地过低，甚至可能开始结冰。

凭借多年的行业经验，益美高制定了一系列基础指导原则，助您安全可靠地运行蒸发式冷却设备。

1.若条件允许，建议选择闭式循环解决方案

益美高拥有丰富的闭式冷却塔产品系列，涵盖纯蒸发式、全混合式、绝热加湿式和干式冷却器。此类冷却方案的核心优势在于：若选型得当，可在寒冷环境下切换至干式运行模式：通过排空集水盘内的循环水，既能彻底消除结冰风险，还能降低水资源消耗及水处理的综合成本。需注意，主回路中的冷却介质需添加适量乙二醇，以防止盘管冻裂。

若蒸发式冷却设备需在寒冷天气下以湿模式运行，需重点考虑以下几个方面：设备布局、循环水系统、设备管路、设备附件及设备的容量控制。

2.设备布局

机组进风和出风的气流必须足够通畅，必须将机组回流产生的危害性降至最低。回流可能会导致机组的进风格栅、通风机和通风机网罩上产生凝结冰。这些部位积冰会严重影响气流流通，情况严重时还会造成上述部件损坏。此外，盛行风也可能导致进风格栅和通风机防护网罩结冰，进而阻碍设备的进风效果。

关于设备布置的其他信息，请参阅益美高的《设备布置说明书》。

3.循环水的防冻保护

水泵停机时，可使用水盘加热器来防止循环水结冰。但是，水盘加热器无法对外部水管、水泵或水泵管路进行防冻保护。补给水供水管、溢流管及排水管必须采取伴热与保温措施，以防冻损；水位处及水位以下的其他所有连接件或附件，亦需进行伴热与保温处理。

4.设备管路

系统设计中还应考虑设置旁通管路。通常，冬季负荷低于夏季峰值负荷，在此情况下，需在系统设计中增设冷却塔旁通管路 —— 通过让水流 “旁通” 进入冷却塔的水分配系统，来实现容量调节。寒冷天气运行期间，严禁使用部分旁通模式：水流量减小会导致换热介质（填料）表面布水不均，进而引发结冰风险。

5.设备附件

除冷水盘加热器外，也推荐使用以下附件来确保冷却塔在寒冷天气运行期间正常工作。

电子水位控制器

可选配电子水位控制器来代替标准的机械式浮球阀补水装置，从而避免机械浮球易出现的冻结问题。

▲电子水位控制器

振动切断开关

寒冷天气条件下，冷却塔风机可能结冰并引发剧烈振动。可选配的振动开关会自动切断风机运行，以避免驱动系统遭受潜在损坏或发生故障。

空间加热器

对于需在严寒气候、高湿度气候环境下运行，或停机时间长达 24 小时及以上的机组，应启用电动机空间加热器，以排出电动机绕组内的凝结水汽。

6.寒冷气候运行的容量控制方法

当环境温度低于冰点时，必须采取额外的预防措施，以避免潜在的结冰带来的危害或设备损坏。

冬季运行期间，对冷却塔的控制务必精细到位。益美高建议，必须维持不低于 6℃的绝对最低出水温度；显然，在冷却塔保持正常流量的前提下，冷却塔的出水温度越高，结冰风险就越低。

寒冷气候运行期间，最常用的容量控制方式是采用变频驱动器（VFD）。风机以适当的转速运行来匹配工艺负荷，从而更精确地控制出水温度。当负荷降低时，变频驱动控制系统可能会让风机长时间以低转速运行。但需注意，若出水温度过低且机组内风速较小时，易引发结冰问题。因此，建议将变频驱动器的最低转速设定为额定转速的 50%，以最大限度降低机组内的结冰风险。

7.结冰防控

当蒸发式冷却设备在极端环境温度下运行，结冰是不可避免的。机组平稳运行的关键是控制机组内积冰的量。若出现严重结冰情况，不仅会导致机组运行故障频发，还可能对设备造成损坏。遵循以下操作规范，可最大限度减少机组内的结冰量，保障机组在寒冷季节稳定运行。

在严寒气候环境下，可通过设置除霜周期（解冻循环）来控制机组的结冰。除霜周期运行时，风机将以半速反转，同时系统水泵持续供水，使水流经机组的水分配系统。

风机反转时，可融化机组内部或进风格栅上已形成的冰层。请注意，启动除霜周期前，需先关闭风机（可采用间歇停机模式），或让水流经旁通管路，以提升水温。

除霜周期的频率与时长取决于所采用的控制方式及外界寒冷气候条件。不同应用场景下，机组结冰速度存在差异 —— 部分场景结冰更快，可能要求除霜时间更长，除霜更加频繁。通过对机组进行定期检查，可优化除霜周期的时长与频率设置。

在寒冷气候条件下运行蒸发式冷却设备，会面临一系列独特挑战。益美高在此类应用场景中拥有丰富经验，可提供专业指导为您保驾护航。别让您的设备在严寒中 “孤军奋战”！