換散熱片救效率

 水塔熱交換的原理是利用水的蒸發來散熱,因此散熱片的效率就變得很重要.網路上有一堆文章講解水塔的原理,熱怎麼交換,計算式怎麼成立跟解說.

但對一般的用戶來講,那些計算式太遙遠了,很難看的懂,要量那些數據,要怎麼成案編預算來換,要怎麼簡單扼要地跟上面要錢來更換,更換後的效益何在?報告怎麼寫?

冷凍負載的計算一向不難,難的是怎麼用簡易的方式去決定要不要更換,依據何在?所以我想用一個簡易推斷的方式來讓客戶自行判斷到底要不要更換散熱葉片.本科的人就不用看了.

以水的熱的交換量來講是流量乘以溫差,所以在流量不變的情況下,溫差越大就代表熱交換量越大,所以在不知道溫差到底應該是多少的情況下,溫差越大則代表負載越大.這是第一個判斷指標.

一般冰水主機的設計溫差是5度C,國外主機的設計溫差是5.5度C,但是前面提過,熱量的交換是流量乘以溫差,流量不見得會跟設計值一樣,可能多一點,也可能少一點,那回到最初點,溫差越大熱交換量越大,所以不需要執著一定是5度或5.5度,反正看到溫差就代表熱交換的量,溫差大-----熱量大,溫差小------熱量小.

對水塔的散熱葉片來講,多少熱量丟到水塔裡面去做熱交換不是它決定的,而是由主機決定的,主機丟多少熱量過來,它就利用水跟空氣之間的焓差來做熱交換.我不解釋何謂焓值,因為對非本科的來講,那樣很容易混淆,用一句話來解釋,水中帶有的熱量通過跟空氣的交換把熱量轉移到空氣中完成散熱的目的,多少熱從水裡來,就要有多少熱轉移到空氣中,這樣的話應該比較容易了解.

所以再回到前面,如果主機的溫差是4度C,那麼水塔的溫差就是4度C,因為流經主機跟水塔的流量都是一樣的,依據能量守恆,這兩者能量一樣,流量一樣的情況下溫差就一樣.

所以釐清一個觀念,水塔效率好不好不是看溫差,熱交換量等於流量乘以溫差,溫差不夠大可能是流量設計比設計值大,也可能是現場的熱負載就不是那麼大,所以熱量不大的狀況下,溫差自然也大不起來.所以水塔效率好不好不是看進出水的溫差.溫差只代表熱交換量的量.

水過來了,要把熱轉移到空氣中,那空氣中被交換的量是多少?水的熱交換量是流量乘溫差,那空氣的是什麼?很簡單,空氣的流量乘以進出風的焓差,就是冷風進去,熱風出來,馬達拖動風扇轉動產生風量,風量乘以進出風的焓差就完成熱交換了.熱就從水中跑到空氣中了.

那麼一台水塔的效率好不好是看什麼指標?很簡單,就是看水跟空氣之間交換出來以後溫差大不大,兩者差異越大代表效率越差,差異越小代表效率越好.它的具體指標就是冷卻水塔出水溫度減去空氣的濕球溫度,舉個簡單的例子,如果你有一支可以量測濕球溫度的儀表,在水塔進風處測量空氣中的濕球溫度,量出來的數據是27度C,然後冷卻水塔出水的溫度是32度,那麼這台水塔的趨近溫度就是5度C,一般水塔設計的趨近溫度是5度C,那麼這個數據看起來就不錯.

可是什麼狀況下5度C才是不錯呢?是水溫差大還是溫差小的狀況下?前面講過主機的設計溫差一般是5度C,所以水塔的設計溫差也是5度C,我們在水塔的銘牌上常常會看到這樣一組數字,37/32/27,這組數字的意義是在大氣濕球27度C的狀況下,在額定流量下,可以將37度的水降溫到32度C.所以說如果是在水溫差5度C的情況下,水塔的趨近溫度也是5度C,那麼這組水塔的效率就算不錯.符合標準.

原理講完了,那實際要怎麼做?首先去買一隻可以測量濕球溫度的溫濕度計,在冷卻水塔進風處量一下濕球溫度是幾度,然後去主機那邊看進出水溫差,因為熱負載的關係,通常很難得到大的溫差,不過沒關係,看主機冷卻水進水溫度是幾度,兩個減一下就成了,低於5度C就還好,高於5度C那就可能是散熱葉片塞了,導致效率變差.那就要考慮換散熱葉片了.

大部分的客戶其實不太注重冷卻水塔的保養,水會流風會轉,就以為OK了,其實真正耗能的殺手正是冷卻水塔的效率低落造成的,冷卻水溫越高主機的高壓就越高,主機的高壓越高電流就越高,電費就越高,但是主動檢查更換的少之又少,基本上很多都是到主機跳機了才處理,這是很糟糕的觀念.主動檢查一下花不了多少時間,但可以節省大量的能源消耗.與其每次在看主機的趨近溫度,多多關注水塔的趨近溫度更重要,不行就趕快換掉,才是節約能源的正道.