聚焦:绝热冷却

在经济和环境的双重影响下,水和能源的使用情况越来越受到各大组织的密切关注。绝热冷却技术与智能控制装置结合使用,在减少水和能源的消耗方面发挥重要的作用。此外,绝热技术还为使用天然制冷剂的冷却系统和制冷系统拓宽了应用范围,并在全球气温不断上升的同时,助力未来的冷却系统。

“与传统冷却塔相比,使用绝热冷却系统具有显著优势,而且这些优势在日益增多的缺水地区尤为明显,”Güntner 项目协调员 Raúl Alanís 表示,“Güntner 素来是这一领域的佼佼者,在我们的技术支持下,风冷热交换器或冷凝器和干冷器具有出色性能,同时占地面积小,运行成本低。”

环境和经济背景

我们有迫切理由需要设法减少水和能源的消耗。 

持续增长的需求、日益加剧的污染问题(尤其是气候变化问题)致使世界许多地区纷纷陷入缺水困境。因此,无论是监管方面还是社会道德方面,企业都面临着越来越大的压力,迫使他们尽其所能减少耗水量。从经济角度而言,节约用水也势在必行——作为地球上最珍贵的资源,水也无法逃脱供求规律,许多地区的水价都在不断攀升。

此外,我们也急需节能降耗。为了实现净零排放,世界各国都在尝试向可再生能源生产转型,但目前只有少数几个国家/地区能够完全依赖可再生能源。包括煤炭、石油和天然气在内的化石燃料仍占世界能源供应的 80% 左右,并占温室气体排放的 75% 以上。最近发生的各种地缘政治事件也导致能源价格飙升,给一些国家/地区造成了影响。甚至就连巴西这样严重依赖水电的国家也因缺水而出现水价上涨。
未来几年,水资源和能源所面临的压力可能会居高不下。

技术

与传统冷却塔相比,Güntner 绝热冷却系统的节水节能效果显著,而且其他优势也很明显。

传统的冷却塔和蒸发系统耗水量很大。然而,绝热冷却系统大多数时候都在发挥干式冷却系统的作用,只有在环境温度特别高或者对整个冷却系统的要求特别严苛时才需要使用水。

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三十多年来,Güntner一直是绝热技术领域的领先企业。Güntner 配备 hydroBLU™ 技术的绝热冷却系统采用了先进的传热和控制技术,与传统水冷系统相比,可减少耗水量高达 90%。设备功率范围很广,从 40kW 到超过 2,500kW 不等。hydroBLU™ 将干冷器/冷凝器的可靠性和易用性与水冷式热交换器的高系统效率相结合,可根据需要自由切换干湿模式。

“最重要的是,我们把它作为一个系统来开发,”Güntner Future Solutions 部门负责人 Herbert Schupfer 表示,“我们并没有像早期很多解决方案那样,只是装上湿帘,然后开始喷洒大量水。我们的 GHM 控制器拥有专利算法,可以根据空气温度和湿度等环境数据以及可用水量和可蒸发水量,优化用水量。因此,用水量或者性能和节能效果全由客户做主。”

Güntner 专家将针对用户的偏好,同时结合安装场地的历史天气数据,对冷却系统进行专门配置,优化节水或节能效果。系统开始运行后,内置智能控制装置会持续监控所有重要参数,并自动调整运行模式以适应当前需求。这样就能降低运行成本并优化设备的性能。

“从本质上讲,GÜNTNER 的专业技术可使客户能够按照自己需要的方式实现系统的可持续性,”SCHUPFER 说道,“每次安装都不尽相同。”
HERBERT SCHUPFER 未来解决方案主管, GÜNTNER

Güntner 最近重新开发了 hydroBLU™ 技术,引入了更厚实的新款湿帘,从而提高了绝热工艺的效率。加湿系统也进行了改进,所有组件都更容易触及,使得安装和维护工作更加容易。

Güntner 在美国加州蒙塔古的一家工厂对 hydroBLU™ 的年耗能与耗水量进行了评估,并与传统蒸发冷却设备进行了比较。hydroBLU™ 每年可节省 45% 的能源和水资源综合成本,减少 80% 的耗水量:蒸发冷却器的年耗水量高达 490 万升,而配备 hydroBLU™ 技术的干冷器仅为 98.4万升。

使用 Güntner 的绝热技术不仅能够减少水和能源的消耗,而且还具有其他优势。由于不需要进行水处理,也不需要使用化学品,因此几乎没有维护需求。另外从安全角度来看,由于不会形成气溶胶,也不会积水,因此细菌滋生的可能性降到了最低。热交换器盘管保持完全干燥,从而避免翅片上产生沉积物。

改造

现有系统可以轻松改造,从而带来一系列好处。

Güntner 集团在欧洲提供改造服务,为现有的 制冷冷却系统加装 hydroBLU™
“这个过程非常简单,只需几天即可完成,而且现有系统在安装期间还能继续运行,” Güntner 欧洲服务总监 Marco Baumann 说道,“我们可以提前算出改造会带来什么好处,以及客户需要多久才能获得投资回报。”

改造不仅仅是减少耗能和耗水量的一种方法,也可以用作一种风险管理策略。如果全球气温如预测般继续攀升,五年或十年前初次规划的系统可能很快就没有能力应对生产高峰期。加装hydroBLU™ 可确保系统经受住时间考验,而且费用不贵,十分划算。

欧洲的一家领先的连锁超市企业已经采用了这一方案。2021 年热浪来袭期间,该企业设在法国的一家门店遭遇了冷却系统问题,所幸 Güntner 通过加装 hydroBLU™ 解决了这一问题。由于对改造效果印象深刻,该企业随后又对法国、匈牙利、德国和塞浦路斯的许多门店进行了改造。在见识了绝热系统的诸多优势后,现在只要炎热地区有新项目或改造工程,该连锁超市企业就自然会安装 hydroBLU™
如果国家法规要求降低能耗,加装 hydroBLU™ 也不失为一种方便实惠的解决办法。

“法国最近修改了法规,要求各企业提高建筑物的整体能效,”Schupfer 说道,“出于经济和可持续发展的考虑,许多企业已经采取了节能措施,因此他们需要的是进一步节能降耗的方法。改造就是一种成本相对低廉的‘非侵入式’解决办法。”

绝热技术的实际应用

绝热系统可广泛应用于各行各业,尤其是空调、加工车间冷却、制冷和数据中心等应用领域。

空调,美国
当 折扣店公司决定为其遍布美国的 24 个配送中心改造舒适的降温系统时,减少用水量是一个主要考虑因素。因此,他们选用了配备 hydrBLU™ 技术的 Güntner 高热功率密度氨冷凝器。“他们了解到,与传统冷却塔相比,耗水量可以减少 60% 到 90%,”Güntner 美国全国销售经理 Neil Boucher 说道,“这意味着可以节省数百万加仑的水。”

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加工车间冷却,墨西哥
墨西哥家用电器制造业的一家领先企业需要减少其全国各大工厂的耗水量。在这种情况下,配备hydroBLU™ 技术的 Güntner V-shape VARIO 冷却器因安装方便、功率大且配置多样而被该企业敲定为空气压缩机房冷却系统的理想之选。

数据中心,中国
在中国北方城市张家口,一座由中国大型电商企业运营的数据中心采用了一项最近在业内逐渐兴起的新技术——浸没式冷却。这项技术就是将服务器密封在一种特殊的非导电液体中,这种液体会蒸发,然后在机柜顶部的冷凝盘管上冷凝。大楼外侧安装了四台配备hydroBLU™ 技术的 Güntner V-shape VARIO 冷却器,负责为数据中心散热。与采用传统冷却系统的数据中心相比,该中心可节省约 95% 的冷却能耗和 80% 的冷却成本。
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数据中心,美国

加密货币挖矿耗电量惊人,因此挖矿公司往往搬迁到电价最低的地方。有一家公司就搬迁到了美国德克萨斯州的偏远地区,但美中不足的是,这里供水不足。该公司选用了绝热解决方案——安装 40 台搭载 hydroBLU™ 技术的 Güntner V-shape VARIO 干冷器,在尽量少用水的情况下实现最高运行效率。

绝热和天然制冷剂

长期以来,Güntner 一直倡导使用天然制冷剂,特别是二氧化碳、氨和碳氢化合物。绝热冷却对所有使用天然制冷剂的系统都有好处,尤其是在温暖和炎热的气候条件下,它能使 CO 系统在跨临界模式下提高运行效率。

批发店,中国,二氧化碳 
德国零售批发连锁超市麦德龙 (Metro) 打算在经济条件允许的情况下,让全球各门店在 2030 年前使用天然制冷剂。其中就包括麦德龙北京店的中国首台跨临界 CO 设备。北京夏季最高气温可达到 40°C,但由于采用了配备 hydroBLU™ 技术的 Güntner V-shape VARIO 气体冷却器,空气经过预冷,到达翅片时的温度已大幅降低。整个制冷系统的COP 值提高多达 50%。

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滑冰场,中国,二氧化碳
2022 年在中国北京举办的冬奥会和冬残奥会公开宣布要使这场盛会尽可能具有环境可持续性。为此,北京新建的国家速滑馆(别名“冰丝带”)通过跨临界 CO 冷却系统使 12,000 平方米的冰面保持恒温。这是中国最大的 CO 冷却系统项目,其中包含六台配备 hydroBLU™ 技术的 V-shape VARIO 气体冷却器
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配送中心,墨西哥,二氧化碳
墨西哥最大的跨临界 CO 制冷装置在两台 Güntner V-shape VARIO 绝热气体冷却器的帮助下正常运行。墨西哥城坐落着一座设有冷藏区和食品加工区的配送中心,它需要一套兼具低耗水量、低全球变暖潜能天然制冷剂以及效率最大化等优势的系统。

工业制冷,墨西哥,氨
墨西哥城的居民用水主要来自于巨大的地下含水层,但地下含水层的蓄水速度根本赶不上消耗速度,因此缺水现象在墨西哥城非常普遍。当地基础设施解决方案提供商 Arcosa 计划为墨西哥一家领先的快餐特许经营商新建一座冷藏速冻工厂,他们提供的最终解决方案是将配备 hydroBLU™ 技术的 Güntner V-shape VARIO 型冷凝器集成在一套使用氨作为制冷剂的冷却系统中,新旧工厂均可使用该系统,从而节省水费和电费。
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肉类加工厂,美国,氨
美国的一个肉类加工品牌不仅要满足顾客的口味要求,还要达到业内最高的质量和安全标准。该品牌选择将低充注氨系统与配备 hydroBLU™ 技术的 Güntner V-shape VARIO 型冷凝器配合使用,从而降低了运行成本并简化了维护工作。