冷却塔本质上属于热交换设备系统,参与热交换的介质为水和空气;冷却过程是接触散热和蒸发散热共同作用下实现的,即:蒸发冷却过程。

接触散热(热传递)-由于水和空气在接触时温度存在差异,Tw>Ta,空气带走水的一部分热量,导致水温降低;

蒸发散热(质传递)-由于水表面的蒸发产生水蒸气不断扩散到空气中,同时将水的汽化潜热带入空气,水分蒸发吸热,使剩余水的温度下降。

相关专业术语:

1. 干球温度-在当地气温条件下,用普通的干球温度计测量得出的空气温度。

2. 湿球温度-在当地气温条件下,用湿球温度计测量得出的空气温度。湿球温度计是将一般温度计的感温球部位用湿纱布包裹。

3. 逼近度-冷却塔出水温度与湿球温度之差。该差值应至少大于 2℃。

4. 热负荷-冷却塔能够去除的热量,单位:Kcal。

5. 水的比热容-规定将 1Kg 的水,温度升高 1℃ 所需的热量为 4.19KJ;单位:4.19KJ/Kg.℃或 1Kcal/Kg.℃。

6. 循环水量-单位时间内的循环水流量;单位:m3/hr、LPM、GPM 等。

7. 淋水密度-单位时间内通过每平方米淋水填料水平断面的水流量;

逆流式冷却塔:

(1)进风口和出风口具有较大的高差,从而防止进出风短路,确保吸入空气温度较低。

(2)逆流塔的热交换效率最高。

(3)圆形逆流塔的进风百叶可以沿圆周布置,方形塔也可以在四周布置,因此进风较为均匀,冷却效果良好。

(4)从外形尺寸来看,圆形塔的直径比方形塔大,边长也更大。出于这些原因,受占地面积限制影响,圆形塔的应用场合受到一定限制。

横流式冷却塔:

横流式冷却塔的热交换效率不如逆流塔。进风口和出风口的高差也比逆流塔小得多,如果出风口受到气流或其他物体的影响和阻碍,可能会导致进风和出风短路。横流塔的一半进水口位于塔顶,因此通常需要水平干管,管道布置略有困难。

引射式冷却塔:

取消了冷却风机,而是利用高速水通过喷水口喷射而出,从而引射一定量空气进入塔内进行热交换以实现冷却。由于没有风机等运转设备,因此可靠性高、稳定性好,噪声低于其他类型的冷却塔。缺点是设备尺寸偏大,成本较高。由于射流流速的要求,需要较高的进塔水压。

各部分介绍(按从上至下顺序):

a: 电机:

– 常用防护等级:IP54
– 特殊情况:变频、双速、防护等级大于 IP54 等

b: 减速机:

– 皮带或齿轮两种类型
– 可根据用户要求互换

c: 风机:

– 类型:轴流式或离心式
– 材质:FRP(纤维增强复合材料)或铝合金

d: 风胴:

– 位于风机进口处的收缩段,连接塔体和风机
– 材质:FRP
– 作用:
– 减小气流出口的动能损失
– 防止湿热空气再流回塔内进风口

e: 收水器:

– PVC 挡水帘,飘水率低于万分之五

f: 布水系统:

– 比较 KST、KFT、KH 布水系统的区别

g: 填料:

– 冷却塔的重要组成部分,产生温降占整个塔温降的 60%-70%
– 根据水温:
– 聚氯乙烯(PVC):≤45℃
– 氯化聚氯乙烯(CPVC):45℃~65℃
– 聚丙烯(PP):65℃~80℃
– 木材填料(WOOD):65℃~100℃
冷却塔温度范围划分:
– 常温塔:≤40℃
– 中温塔:40℃<℃≤45℃
– 高温塔:45℃<℃≤65℃
冷却塔运行:
– 工艺程序或空调系统产生的热水分布到填料上
– 风机将环境空气通过填料上的水滴或水膜
– 热量通过热交换传递到空气中
空调系统冷却塔的设计选型:
1. 冷却塔台数与制冷主机一一对应,不考虑备用
2. 能力应根据湿球温度和冷却水量修正
3. 无曲线可用时,可增加冷却水流量余量(1.2~1.5 倍)
4. 与周围障碍物的距离应为一个塔高
塔群布置:
– 间距应大于 2 倍塔高以避免热气流回流和塔间干扰
– 实际安装时,间距应大于 4 倍进风口高度
冷却塔类型:

  • 自然通风逆流冷却塔
  • 机力通风冷却塔
  • 横流式冷却塔

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