引言：供冷季节中的需冷量与外界气象处于变化之中，对于冷却水的温度优化与控制需要根据实际情况进行。水冷冷水机组的冷却水温度影响着机组的能耗与冷却塔的能耗，因此需要结合气象的变化与主机工作的负荷对冷却水的温度进行合理的优化控制以控制机组的能耗。
1水冷冷水机组冷却水温度优化概述
水冷冷水机具有体积小但制冷量大的特点，其低温方面的性能十分卓越，使用过程中非常可靠耐用且使用方便，其能够实现冷冻水温度的自动调节，并且针对压缩机具有延时保护方面的功能，其具有电子水位的指示标志，同时配备了报警装置，当水位过低时将会自动报警，机组的操作人员可以从控制面板掌握水箱中水位的具体情况，适时完成补水工作，同时其特有的独立模块设计能够确保系统的安全性。对于机械冷却塔而言，其风扇拥有越高的转速，则其冷却水的温度相应来说越低，冷却塔耗费的电量越多，而对于机组的主机而言，越低的冷却水温度，其主机耗电情况越轻。当冷却塔保持较低的转速时，冷却水温度较高时，冷却塔消耗的电量越少，对于主机而言，其耗电情况反而会增加。水冷冷水机要想得到较好的应用，需要确保其冷凝器的散热性保持良好，冷水循环流动正常，一旦其冷却水的温度过低，将会导致冷水机组的停机。冷却水的温度对于水冷冷水机组的能耗具有较大的影响，为了更好地控制机组的能耗，需要对冷却水的温度进行优化控制[1]。
2水冷冷水机组冷却水温度控制不当的原因
2.1初次使用
通常来说全部水冷冷水机出厂前必须要进行性能测试，只有100%过关时才能够出厂，因此出厂后的水冷冷水机的机组都能够正常运行，因此在其运行的过程中发生冷却水温度控制不当的问题时，需要仔细核对冷水机的配型，很有可能是其配型不正确导致冷却水温度难以调控。除此之外，还需要检查机组的安装。在进行水冷冷水机组中冷却水塔的安装时，一旦出现施工失误，很有可能导致冷却水的温度难以下降，除了冷却水塔之外，循环水泵与用水管道的安装也会导致此类问题，因此为了进一步排除温度控制不当的具体原因，需要按照安装的施工图对机组进行仔细地排查，找出实际安装失误的区域实施改善。
2.2长期使用
如果水冷冷水机组已经使用了一段时间后发现冷却水的温度难以控制，则需要从以下几个方面进行排查。首先，可能是水冷冷水机的换热器在使用过程中堆积了较多灰尘或污垢，导致其换热功能下降，此类情况下可以对换热器进行清洗，不仅是翅片换热器需要注意此类问题，壳管换热器也需要定时检查，清洗完成后要注意定期对换热器实施清洗，保证换热器的干净。其次，水冷冷水机的制冷系统中氟利昂发生了泄漏，排查此类情况时需要及时找出泄露的具体位置并对其进行补焊，同时还需要添加冷媒。再次，也有可能是外界环境导致的温控失调。通常是因为水冷冷水机安装区域的环境温度较差，无论其温度过高或过低都有可能导致冷水机无法正常工作，冷却水的温度难以实现调控，此类原因下只能通过更换安装区域或选择更大的机组来实现冷却水温度的优化控制。最后，还有可能是水冷冷水机组中冷却水的水源不干净，具有较多杂质导致的。由于水中杂质长期附着于管道之中，导致管道中冷却水的流量不断减少，其温度的优化控制自然难以掌控，此类情况下需要及时对各个设备连通的管道进行水垢杂质的清洁，并定期对管道进行清洁检查。
3对水冷冷水机组冷却水温度优化控制的方法
就其运行成本而言，当其蒸发温度保持一致且压缩机的转数固定时，冷水机组的冷凝温度与其制冷系数成反比，与其耗电量成正比，每当冷凝温度上升1摄氏度，则其单位制冷量消耗的功率将会增加3%，因此需要确保冷凝温度保持稳定。为了保持冷凝温度的稳定，可以将冷凝器原本的面积增加，扩大冷水机组中冷却水水量，除此之外还可以将冷凝器正常的传热系数进行提高。以上方法中增加面积难以实现，增加水量则会加快冷却水的流速导致冷水机组的寿命受到影响，冷却水泵也会增加耗电量，相应的管材也会产生浪费，并且其效果也不够明显。因此提高传热系数的方法切实有效，提高传热系数的方法主要是将水侧污垢热阻尽量减小以进行快速的冷却水补水操作。还可以通过降低风速优化控制冷却水的温度，进而降低冷却塔能耗的方式需要采取简化的方法。一般简化具有两种方法，第一种是在调试过程中进行，另一种是在运行过程中修正。实际操作的过程中，可以粗略地控制冷水机的进出口位置的温差以及控制其出水温度，根据能耗的程度选择合适的数量的冷水塔运行[2]。冷却塔的进出口处的冷却水温差应当保持在设计工况之中，为了将冷却塔进行换热的面积进一步增大，应当将冷却水的温差增大，减小冷却水的流量。而在部分负荷状态下的工况中相当于实现了换热面积的增大，此时应当将冷却水的温差增大，而非保持设计温度。却水的温度实现了有效优化后，冷水机组的制冷效果与节能效果都能够得到较好的实现。冷却水温度的调控对于水冷冷水机组而言具有重大的节能意义，优化控制冷却水温度的方法主要有三种，第一种是在冷却水系统中使用旁通泵变频调节，第二种是利用冷却塔风扇进行两档风速控制，第三种是利用冷却塔风扇进行变频控制。在对冷却水的温度进行优化控制时，需要对冷却塔中风扇的顺序进行控制。以下主要针对多塔并联的情况下，对控制变频风扇的顺序以及两档风速控制进行探究。风扇转速、风量以及能耗之间的公式关系如下：
P2/P1=(RPM2/PM1)3
P2=P1(RPM2/RPM1)3
RPM2/RPM1=FLOW2/FLOW1
其中，P表示能耗，式中的RPM表示转速，FLOW表示冷却塔的实际风量。从以上公式看出，低速运行才能够保证冷却塔达到一定的节能效果。当两台主机对应两台冷却塔时，主机都处于满载工作的情况下，室外工况对冷却塔提出100%投入工作的要求，此类情况下节能实现的可能性非常低，但满载情况在实际应用中出现的频率非常低，大多数情况系统都是处于负荷的状态，因此大多数情况下都可以实现节能的效果，而当负荷侧仅需一台主机时，冷却塔的投入数量选择需要进行仔细斟酌，当主机处于100%满载状态时，假设一台冷却塔即可满足冷凝要求的情况下，此时冷却塔的能耗设为P1，再投入另一台冷却塔，其风量是满载情况下的一半，则两台换热的总量之和与一台满载换热的总量相同。而两台半载情况下的冷却塔耗能之和的计算公式为:
P =2P1(RMP2/PM1)3
=2xP1x0.53
=25%P1
由此可知，半载情况下运行两台冷却塔所花费的能耗是运行一台满载状态下的冷却塔能耗的25%，将冷却塔的数量提升至三台或四台时，遵循低风速的运行原则，其所需能耗更少。
结论：总而言之，冷却水系统作为水冷冷水机组中至关重要的一环，其温度的优化控制对于机组而言具有节能的重大意义，通过对冷却水温度的优化控制能够高效地节约冷水机组的能耗，为了更好地优化和控制冷却水的温度，需要明确冷却水温度控制不当的原因并逐一排查，及时优化系统以确保水冷机组的冷却水系统正常运行。
参考文献：
[1]赵洪波,刘杰,马彪，等.水冷PEMFC热管理系统控制策略及仿真研究[J].化工学报,2020,71(05):2139-2150.
[2]程绪平.水冷式冷水机组常见故障原因及处理与维护[J].设备管理与维修,2020(19):20-21.
