42 逆流式冷却塔换热模型及实验验证.pdfVIP

Air Conditioning 第 21 届暖通空调制冷学术年会（2018）文集 空调 逆流式冷却塔换热模型及实验验证 谢得文，高佳佳，张 驰，徐新华 （华中科技大学，湖北武汉430074 ） ［摘 要］本文针对逆流型开式冷却塔建立了冷却塔半物理模型，提出了相关参数的辨识方法，并进一步 利用实际冷却塔的运行数据对该模型进行了实验验证。验证结果表明，在大范围的室外湿球温度、冷却水进水 温度、冷却塔风量和冷却水流量情况下，该冷却塔模型均能准确的计算冷却水出水温度和排热量，冷却水出水 温度平均相对误差为 1.68%，冷却塔排热量平均相对误差为 4.68% ，满足中央空调系统模拟仿真的精度要求。 ［关键词］冷却塔；半物理模型；参数辨识；实验验证 0 概述 4 1 （ ）刘易斯数为 ； 冷却塔是一种利用传热传质原理将冷却介质与 5 （ ）假设液体的导热性远大于气体的导热性（即 高温流体换热从而将高温流体冷却到所需温度的装 假定冷却塔换热过程中冷却水表面空气层温度等于 置 [1] 。冷却塔作为中央空调系统的主要设备，其运 水温）。 行状态对整个系统的运行性能和运行效率至关重要。 根据以上假设，逆流式冷却塔传热过程见图 1： 在 HVAC 领域，大量学者对冷却塔运行性能进行了 在空气侧，总传热量 Qair 为： 研究，但多数学者并未对所提出的数学模型的适用 Q = M ×(h h ) 1 air air airout - airin （ ） 性进行实验验证。 Merkel[2] 是最早对冷却塔进行理论分析的学者。 其中：Mair 为空气的质量流量；hairin 和 hairout 分 在此之后，更多的学者基于不同的研究目的提出了大 别为冷却塔进口空气焓值及出口空气焓值。 量的数学模型，基于一些数学模型，部分学者对其进 根据模型假设可知冷却塔空气侧总传热量 Qair 行了实验验证，得到了不同的模拟及测试结果。由于 为： 部分数学模型是基于经验关联式，所需辨识参数较多 Q = M ×c ×(T T ) 2 [3] air air pafi awbout - awbin （ ） 。文献 [4~5] 在验证冷却塔模型准确性的过程中， 没有同时调节冷却塔模型的风量与水量条件，故其辨 其 中：c 虚 拟 气 体 的 定 压 比 热 容；T 和 pafi awbin 识的冷却塔模型参数难以适用于实际运行状况。