簡(jiǎn)要的說(shuō)下密閉式冷卻塔的選擇
發(fā)布時(shí)間：2020-03-31
簡(jiǎn)要的說(shuō)下密閉式冷卻塔的選擇
冷卻設(shè)備系統(tǒng)的工作內(nèi)容及應(yīng)用冷卻設(shè)備的傳熱原理與開(kāi)式冷卻塔相似，其主要特點(diǎn)是利用盤(pán)管把系統(tǒng)液體與空氣流隔開(kāi)在開(kāi)式冷卻塔中傳熱和傳質(zhì)過(guò)程直接發(fā)生在水滴或水膜與周?chē)目諝饬髦g。在冷卻設(shè)備中，熱量首先由盤(pán)管中的系統(tǒng)液體以對(duì)流和傳導(dǎo)的方式傳到盤(pán)管壁，然后以傳熱和傳質(zhì)的方式由管壁外圍的噴淋水滴或者水膜與周?chē)目諝饬鬟M(jìn)行熱交換。在此系統(tǒng)中盤(pán)管內(nèi)的系統(tǒng)液體與外界空氣流不接觸。盤(pán)管外表面由塔內(nèi)的噴淋系統(tǒng)保持濕潤(rùn)。風(fēng)扇驅(qū)使空氣流過(guò)盤(pán)管。在同樣熱負(fù)荷條件下，冷卻設(shè)備的蒸發(fā)損失、飛濺損失及排污損失與開(kāi)式冷卻塔有很大不同。
目前最常用的冷卻設(shè)備是按混流式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的在這種結(jié)構(gòu)中，盤(pán)管位于系統(tǒng)的頂部以便維修。冷卻塔的散熱填料位于盤(pán)管下面以便使空氣平行流過(guò)盤(pán)管將進(jìn)一步增加系統(tǒng)的冷卻效能。與橫流式和逆流式冷卻設(shè)備相比，該系統(tǒng)傳熱效應(yīng)顯著增加，因此使得混流式冷卻設(shè)備的占地面積減少，設(shè)備成本和能源消耗降低，并保留了易于維修的優(yōu)點(diǎn)。
冷卻設(shè)備最常見(jiàn)的民用空調(diào)應(yīng)用是水源式熱泵系統(tǒng)，而且盤(pán)管部分可以加絕熱保護(hù)，以降低該系統(tǒng)在冬季運(yùn)行時(shí)的熱量損失。冷卻設(shè)備也常常用于水冷式主機(jī)系統(tǒng)，以避免冷凝水結(jié)垢，并可在冬季直接提供系統(tǒng)水。在許多工業(yè)應(yīng)用中冷卻設(shè)備可以用來(lái)冷卻中頻爐、電磁爐、空氣壓縮機(jī)、大型變壓力器以及透平機(jī)的油冷系統(tǒng)等。
對(duì)于一個(gè)特定的冷卻過(guò)程來(lái)說(shuō)，采用適當(dāng)?shù)谋P(pán)管結(jié)構(gòu)式一個(gè)重要的考慮因素。為兼顧系統(tǒng)液體、噴淋水質(zhì)量、維修要求，盤(pán)管材料和結(jié)構(gòu)可有幾種不同的選擇。蛇形鍍鋅鋼盤(pán)管是冷卻設(shè)備中最常見(jiàn)的盤(pán)管類(lèi)型，這是因?yàn)樗梢允褂盟⒁叶既芤汉推渌鍧崯o(wú)腐蝕的溶液和蒸汽等介質(zhì)，而且是造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)。無(wú)接頭的鋼管被向前和向后彎折已達(dá)到所需的通道數(shù)，然后在裝配成盤(pán)管束，接上共用的盤(pán)管進(jìn)/出接口。裝配好的盤(pán)管束再用熱侵鍍鋅法鍍鋅。在腐蝕較嚴(yán)重的情況下，可采用成本較高的銅管和不銹鋼管代替普通鋼管。在容易結(jié)垢或者阻塞的場(chǎng)合，則應(yīng)考慮采用帶有可拆卸面板的共用進(jìn)/出接口的盤(pán)管結(jié)構(gòu)，以便在必要時(shí)易于清洗盤(pán)管內(nèi)部。
當(dāng)今冷卻設(shè)備的設(shè)計(jì)不僅僅要考慮其熱傳導(dǎo)效應(yīng)，而且更注重其使用及維修的方便。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有工廠組裝的組合式，也有按客戶要求設(shè)計(jì)的特殊大型工業(yè)式。其結(jié)構(gòu)材料有熱侵鍍鋅鋼主體、玻璃鋼主體及混凝土主體。冷卻對(duì)玻璃鋼冷卻設(shè)備更是提出更高的要求，在施工簡(jiǎn)單、經(jīng)久耐用、造價(jià)低的基礎(chǔ)上，更是服務(wù)到位。
從整體上來(lái)看，該系統(tǒng)把開(kāi)始冷卻塔和熱交換器組合在一起，蒸發(fā)冷卻直接發(fā)生于盤(pán)管表面，從而冷卻盤(pán)管內(nèi)的系統(tǒng)液體。與開(kāi)式水冷系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
A：熱交換盤(pán)管置于冷卻塔之中，省掉了熱交換器的“外殼”。
B：原配管系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為一個(gè)由冷卻塔水槽至盤(pán)管之間的噴水循環(huán)回路。
水在大多數(shù)地區(qū)都很豐富，其蒸發(fā)潛熱可以帶走大量的熱，所以常用作冷卻介質(zhì)，用水做冷卻劑使用方便，價(jià)格便宜而已易于加壓輸送。水的這些獨(dú)特性能使得開(kāi)式冷卻塔廣泛的運(yùn)用于工廠及建筑物。對(duì)于大多數(shù)冷卻方面應(yīng)用來(lái)說(shuō)，提供了一個(gè)包括初期投資費(fèi)用、運(yùn)行維修費(fèi)用、能源消耗和使用壽命在內(nèi)的較好的設(shè)備綜合性指標(biāo)。
是對(duì)于某些情況來(lái)說(shuō)：因?yàn)樾枰Ｗo(hù)水不受污染，或者是因?yàn)樾枰Ｗo(hù)環(huán)境以免受到冷卻水或其他冷卻液體中有害成分的影響，冷卻水不允許直接暴露在外界環(huán)境當(dāng)中。在這些情況下，冷卻水必須與外界環(huán)境隔離開(kāi)，并通過(guò)某些外部介質(zhì)來(lái)進(jìn)行冷卻。這就是我們所說(shuō)的“冷卻設(shè)備”。冷卻系統(tǒng)不采用外界水源，它使用空氣作為冷卻介質(zhì)，由外界空氣流過(guò)帶散熱片的盤(pán)管來(lái)冷卻其中的水（或其他液體）。溫度每升高1℃，每kg空氣僅可帶走大約1.0kj的熱量。因此需要大量的空氣來(lái)冷卻盤(pán)管。而冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇也將消耗大量的能源。“冷幅寬”或工作液體與外界空氣干球溫度間的溫差必須很大時(shí)（通常要大于11℃以上），該系統(tǒng)才會(huì)比水冷卻式系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。在美國(guó)家干球溫度一般比濕球溫度高11-17℃?？绽涫嚼鋮s器只有在冷卻高溫工作液體時(shí)（49℃以上）才比較經(jīng)濟(jì)。
熱交換器和開(kāi)式冷卻塔組合的水冷式系統(tǒng)該系統(tǒng)把開(kāi)式冷卻塔和熱交換器結(jié)合起來(lái)，使系統(tǒng)水與外界隔開(kāi)。它使用水的蒸發(fā)潛熱來(lái)達(dá)到所需的冷卻效果。每kg水可以帶走大約2326kj的熱量。與空冷式冷卻器相比，該系統(tǒng)大大地減少了熱交換表面積。除此之外，所需過(guò)流空氣量只是空冷式冷卻器的3/1，風(fēng)扇所耗能量也大大降低。由于熱交換器在系統(tǒng)液體與外界空氣之間增加了一個(gè)熱傳遞過(guò)程，與單獨(dú)的開(kāi)式冷卻塔相比冷幅寬或者熱傳導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力也相應(yīng)減小。
在典型的美國(guó)西部條件下，冷卻設(shè)備系統(tǒng)所需換熱面積與板式換熱器和開(kāi)式冷卻塔的組合系統(tǒng)基本相同，所需風(fēng)扇電機(jī)功率與開(kāi)式冷卻塔也大致相同。
每一個(gè)工廠，每一個(gè)企業(yè)在加工過(guò)程，每一個(gè)有空調(diào)建筑物都需要排放熱量，這些熱量可能是在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，或者是太陽(yáng)照射產(chǎn)生或者是計(jì)算機(jī)、照明燈光以及建筑物上面的人所產(chǎn)生的。
