冷却塔选型的第一道坎其实不在设备本身,而在开题阶段容易被跳过的前置条件。GB 50174-2017 第 4.1.1 条把场地条件定成了硬指标:机房一旦选择水蒸发冷却方式制冷,水源就必须充足;电力供给要充足可靠、交通要便捷、自然环境要清洁,还要与粉尘油烟源以及强振、强噪声源拉开距离;大中型数据中心不宜落址于住宅小区或商业区。
前置条件过关之后,剩下的才是参数核对,而参数核对有三组量必须分清:机房等级对应的冗余档位、以标准工况为基准的能力值、以及冷却能力与噪声能效飘水率的限值。下面先把这三组量的原理讲清,再给逐项比对的做法,最后列一张核对清单。
一、原理:等级定冗余档位,工况定能力基准
等级怎么分。GB 50174-2017 的划分依据是数据丢失或网络中断在经济、社会上造成的损失或影响程度,由此得到 A、B、C 三级:A 级属于容错系统,可靠性与可用性最高;B 级属于冗余系统,可靠性居中;C 级仅满足基本需要,可靠性最低。场景对照同样由标准给出——金融行业、国家级信息中心以及国家气象台,重要军事部门、交通指挥调度中心,广播电台与电视台,应急指挥中心、邮政和电信,这些数据中心一般属于 A 级;科研院所、高等院校、博物馆/档案馆/会展中心、政府办公楼等一般属于 B 级。
冗余档位怎么读。在 GB 50174-2017 附录 A 的冷源设备组合配置要求里,冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔这四类设备被写在同一行并列提要求:A 级是 N+X 冗余,X 取 1~N;B 级是 N+1 冗余;C 级就是 N、不设冗余。落到冷却塔这一项,A 级至少要多配一台。
工况怎么定。同一厂家多个系列样本标注的设计工况是一致的:进水 37℃、出水 32℃、湿球 28℃、干球 31.5℃、大气压力 9.94×10⁴ Pa、抗风压设计小于 47 m/s。这组数与 GB/T 7190.1-2018 的标准工况Ⅰ可以对齐——工况Ⅰ的取值是进水 37.0℃、出水 32.0℃、设计温差 5.0℃、湿球 28.0℃、干球 31.5℃、大气压力 99.4 kPa;标准另设工况Ⅱ,取进水 43.0℃、出水 33.0℃、设计温差 10.0℃、湿球 28.0℃、干球 31.5℃、大气压力 99.4 kPa。遇到按其他工况设计的情况,必须先换算回标准工况,并在样本或产品说明书里按标准工况标出冷却水量。
能力值怎么算。GB/T 7190.1-2018 给出的判据是冷却能力不得低于 95.0%,其定义为实测冷却水量与设计或名义冷却水量之比。名义端的基准是:35℃ 热水、29.5℃ 冷水、25.5℃ 湿球温度,流量基准为每吨 0.189 升每秒;27℃ 湿球的循环水量对应的进水温度是 37℃、出水温度 32℃,28℃ 湿球给出的循环水量同样对应进水 37℃、出水 32℃。
二、做法:把参数与限值逐项比对
先定塔型。GB/T 7190.2-2018 划定的适用范围是:单塔冷却水量达到 1000 m³/h 及以上、内部装有淋水填料的开式冷却塔;这类产品按填料中水与空气的相对流向,再分成逆流式与横流式两种,塔型判断即以此为据。
再读型号后缀。型号命名格式为"产品系列-规格型号-噪声等级-塔体材料",示例可写作 PL-24422C-G。噪声等级后缀中,-C 为静音型、-L 为超低噪型(两者均建议用于Ⅱ类地区)、-P 为低噪型(Ⅲ类)、-H 为普通型(工矿企业);塔体材料后缀里,-G 是全镀锌钢板、-S 是全不锈钢、-FG 是全玻璃钢外壳加水盘加热浸镀锌整体框架、-FS 是全玻璃钢外壳加水盘加不锈钢整体框架、-in 是内进水型。落到使用场景,-C 与 -L 对应民用项目及噪声敏感、有环保要求的区域,-P 用在噪声不敏感的区域,-H 面向工业项目。
结构可靠性看三项。塔框架与面板用的是 G235 热浸镀锌钢框架,没有焊接点;PL/LC/HMK 这几个系列能扛住 12 级台风与 8 级地震,并达到国际建筑标准(IBC)的防风抗震等级;可再循环材料使用率超过 95%。风机方面,PL 标准叶片为铝合金、正常使用寿命大于 15 年,可选 CREDIT、I.V.I、COFIMCO、Moorefans 或 HOWDEN;LXSS 系列用玻璃钢(FRP)风机,设计寿命延长到 40 年,声音输出比同类传统冷却风机低 20 dB(A),适合淡水与海水冷却塔。传动方面,PL/LC/HMK 走直连、皮带或齿轮三种方式,风机直径达到 3600 mm 及以上用齿轮传动、小于 3600 mm 可用皮带传动;皮带传动既要满足连续工作,也要满足 150% 轴功率,配两根皮带时还得保证只留一根也能正常运行,正常使用寿命大于 10000 小时;驱动电机为全封闭电机、F 级绝缘,另有二级能效电机可选,进口轴承设计寿命不低于 20000 H。皮带减速器内部配进口轴承与油封,轴承品牌在 NTN、NSK 或 SKF 中选择;整套传动要在 120% 负载调节下仍能运行、对应风压不低于 65%;独立风机驱动则让电机与风机互为备用。
最后拿实测对限值。以 LC 系列方形逆流式冷却塔(规格型号 LC-60601C)的国标检测报告为样例。出具方为国家玻璃钢制品质量检验检测中心,亦即北京玻钢院检测中心有限公司(CNAS L0808);报告编号 检(委)字(2023)第(0796)号(Report No.(20230796));送检单位是广东览讯科技开发有限公司;样品名称为 LC 系列方形逆流式冷却塔,规格型号 LC-60601C;依据标准 GB/T 7190.1-2018,检验类别为委托检验;委托日期 2023-11-14,报告日期 2024 年 3 月 7 日;名义冷却水流量 432 m³/h,塔体外形尺寸 6000mm×6000mm×5220mm;检验结论"共检 5 项,合格 5 项,不合格 0 项,所检项目均符合 GB/T 7190.1-2018 的要求"。该报告的实测值依次为冷却能力 108%、噪声 62 dB(A)、能效 0.030 kW·h/m³、飘水率 0.00066%;对应限值依次是 ≥95.0%、≤62.3 dB(A)(噪声 II 级)、≤0.030 kW·h/m³(能效 2 级)、≤0.010%,四项均落在限值内。报告同时记下主要检测参数:冷却水流量 425.7 m³/h,进塔水温 36.78℃、出塔水温 25.81℃,干球温度 17.76℃、湿球温度 13.41℃,大气压力 102.5 kPa;金属件外观结论为平整、涂层均匀、无漏涂、无损伤。
三、清单:上线前逐项打勾
- 液冷场景:GB/T 48023-2026 第 3.12 条把冷板式液冷系统一次侧的冷源设备列为循环泵、冷却塔、干冷器与制冷机组等;选型要依据数据中心选址及所在地区气象站近 20 年间的极端干、湿球温度,并叠加项目热岛效应推高的干、湿球温度,宜采用开式冷却塔、闭式冷却塔或干冷器;一旦选开式冷却塔,宜在 CDU 与开式冷却塔之间设置板式换热器(第 6.2.7 条)。
- 冬季运行:GB 50174-2017 第 7.4.10 条把节能措施写进空调系统设计。要求先顺着当地气候条件,把自然冷源尽量用起来;规模大的数据中心推荐走水冷冷水机组方案,这类机组一到冬季就能把室外冷却塔当作冷源使用,也可以将电制冷与自然冷却搭配运行。条文说明解释了"大型"的含义,即建筑面积一般达到数千至数万平方米;并且指出水冷冷水机组能效比更高、更利于节能;一旦建设地点水源不足,或该类机组可用的自然冷源时间不足,风冷冷水机组可以顶上。该条还提了三项:自然冷却与余热回收的效益要分开测算,再按经济效益最大者确定节能设计方案;空气品质优良地区可以上全新风;负荷波动时宜用变频与自动控制等手段做调节。
- 能力值:先对齐工况,再核冷却能力不得低于 95.0%,并连同噪声、能效、飘水率一起对限值。
- 塔型与型号:按单塔冷却水量与填料型式定塔型,再按噪声等级与塔体材料后缀定规格。
免责声明:本文所列工况、限值与检测数据均来自公开国家标准及已核验的检测资料,实际取值请以对应型号的随机技术资料与检测报告为准。


