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在开放式冷却塔中,冷却水与空气直接接触,所以使用过一段时间后,冷却水会有污垢现象产生,不易清洗,进而管路堵塞,设备传热效果下降。密闭冷水塔则可避免这一情况,管内之工作流体不与空气直接接触,保持了工作流体的清洁。
密闭式冷却塔源于蒸发冷却器,始于上个世纪中期,随着化工、冶金、电子工业的发展,才逐渐开始被应用。对于蒸发冷却技术,早在公元前250年,古埃及人就己经懂得利用水分蒸发进行供冷。上个世纪,世界各国对蒸发冷却技术也进行过多方面的研究,到了70年代,能源危机的出现使得蒸发冷却技术的应用逐步得到重视。在80年代,当发现对人类生存构成巨大威胁的灾难性气候都和空调制冷行业有关以后,蒸发式冷却技术等利用自然条件取得冷量的被动式供冷技术得到了迅速发展。美国人ASHRAE为此成立了名为“蒸发冷却”的技术委员会,旨在提倡应用蒸发冷却技术,收集并出版蒸发冷却系统的应用、安装、运行与维护数据,发布规范、标准,肯定并奖励对蒸发冷却的研究,以此来推广蒸发冷却设备在全世界的应用。
Parker和Treyball基于忽略蒸发到冷却空气中的水量,假设在常温下将饱和空气的焓看作温度的线性函数,从蒸发式冷却器的管内介质传热、传质性能出发,阐述了蒸发式冷却器的传热、传质机理,并通过实验得到了传热膜系数的关联式。
Mazushina对蒸发冷却器的热力计算,提出可假定管外喷淋水温度恒定或者认为喷淋水膜温度变化的计算方法,并在编著的热交换器手册中详细地介绍了一套换热器的设计计算方法。
Webb将冷却塔、蒸发式冷凝器和蒸发式冷却器三者的理论模型统一起来,水膜的传热系数和通过水膜传递给空气的传质系数分别用不同的系数表示。随后,Webb和Villacres用三个运算法则和计算模型来描述和分析了冷却塔、流体冷却器和蒸发式冷凝器。
Peterson采用数值模拟的方法来分析间接蒸发冷却,但数值模拟与实验测试数据的比较表明模型对一些运行条件下系统能量的节约和系统特性的准确预测存在一定的缺陷。在这种条件下,Peterson推荐使用试验数据得来的相关系数来获得必要的设计与特性依据。
Wo Jciech Zalewski提出一种水与空气以逆流形式来冷却盘管中流体的数学模型,并通过运用传热和传质之间的类比来得到传质系数。JorgeFacao对一个小型密闭式冷却塔进行了传热传质测试,拟合传热过程关联式,得出的热质传递关系式与简化的理论模型比较吻合。
国内在蒸发冷却技术方面的研究也做了一些工作,包括蒸发冷却理论的研究、密闭式冷却塔的性能试验研究等。
刘乃玲等人以要求换热面积最小、阻力最小为限制条件,对闭式冷却塔的管式蒸发冷却器的结构优化进行了研究,分析了结构参数对管式蒸发冷却器的面积及风机和水泵能耗的影响。
李子钧等人以各种逆流密闭式冷却塔换热模块为研究对象,分析不同情况下的淋水温度分布,并提出了一套热力计算方法。
刘晶分析了密闭式冷却塔冷却过程的换热机制,建立了稳态换热模型,并根据解析求解结果编制稳态换热仿真程序,利用该程序对密闭式冷却塔内部流体温度和焓值分布进行模拟计算,将塔内流体的出口参数的理论计算结果与实测数据进行比较,最大误差在9%以内,证明了该结果的可靠性。
赵芳平研究了密闭式冷却塔中通过对中央空调冷却水系统的清洗和水质处理,来提高换热效率,防止和减少腐蚀,延长空调的使用寿命。
牛润萍等人主要研究空气焓值、含湿量、冷却水温等的分布情况,通过对闭式冷却塔内部换热机理的研究,建立数学模型而得到解析解来探讨对闭式冷却塔性能的影响规律。李永安等人则利用所建的小型实验台对空调系统用密闭式冷却塔的各项性能指标进行测试,通过对密闭式冷却塔的热工性能模拟以及空气入口参数,空气质量流量,喷淋水量等参数的研究对冷却塔性能的影响,得到了冷却盘管空气阻力计算式。
刘东兴等人,分析了空气和水的热、质交换过程,在遵循能量守恒和物质守恒定律基础上,建立了逆流密闭式冷却塔淋水填料热、质交换的数学模型。利用迭代法,通过计算机程序求解模型,并进行了实验验证。研究结果表明:数学模型计算所得到的计算值与实验测量值进行比较,偏差在0.25%以内。
游江等人基于CFD软件和逆流密闭式冷却塔相关理论,对气流运动采用标准k-ε湍流模型,填料区、雨区和盘管区采用离散相模型计算,对填料区的膜状流动用滴状流动近似模拟。模拟分析了淋水密度和环境条件对冷却塔热力特性的影响,并分析得到了使冷却塔性能达到最优的无量纲参数气水比的取值,得到如下结论:淋水密度和环境条件对逆流密闭式冷却塔的换热效果影响很大。
周文渊等人提出了一种新型结构的密闭型湿式冷却塔,冷却水与喷淋水通过铜管换热,且在冷却塔中布置塑料管增加空气和喷淋水的传质面积,喷淋水和空气在铜管和塑料管表面进行热质交换。并且基于一维瞬态数学模型,考察了该冷却塔在不同运行条件下的性能,并与传统闭式冷却塔进行比较,得到了关于这种新的密闭型湿式冷却塔的可行性的结论。
传统逆流塔有不少优点,但也存在空气流通截面小、流量小、流动阻力大等不足,这会影响冷却效果。因此,如能在逆流塔中增加空气流通截面积并且还能改善传热传质,那么,这种逆流闭式冷却塔将会是更有竞争力的塔形。该塔型结构(图3:新型中部进风逆流闭式冷却塔结构示意图)。
此结构是在闭式冷却塔的上部布置填料、下部布置管束,在冷却塔中部的两个侧面开进风口,空气从这两个侧面进风口进入冷却塔后分两路,一路向上流过填料从冷却塔顶部排出,一路向下流过管束,然后从排风通道向上流动,从冷却塔顶部排出,这个排风通道位于未开进风口的两个侧面。在冷却塔中,喷淋水自上而下流动,管束内要被冷却的流体自下而上流动。这样,管束中空气的流动与管内被冷却流体的流动成逆流流动,填料中空气与喷淋水成逆流流动。这种中部进风、上下双向流动的全逆流流动方式,可以增加空气的流通面积,降低空气回流的可能性,增大喷淋水和流体之间、空气和喷淋水之间传热传质的平均温差或焓差,热交换的能动势能维持在一个合理的区间,从而提高传热传质效果、减少管束面积、降低成本。同时此塔在盘管区空气与喷淋水设置为同向流动,有效的防止了“气堵”现象的发生,克服了普通逆向流动时阻力损失大的缺点。
北方地区冬季气温通常在零度以下,密闭式冷却塔的运行防冻问题日益突出,如果解决的不好,可能冻坏换热管或冷却塔其他部件。根据不同的工艺特点,密闭式冷却塔有的冬季全天运行,有的部分时间段运行,有的几乎不用。但都需要考虑防冻问题。
没有最好,只有更好。不同用途,决定使用不同厂家的产品。比如马利的MH塔没有玻璃钢外壳的,比如良机的闭塔是由开塔改型出来的等等。各有各的优点。但总的来说,进口品牌益美高和马利还是很好的,人家有专业的实验...
冷却塔是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置,以保证系统的正常运行,装置一般为桶...
根据应用工况不同有不同效果从冷却塔单体来看,相同冷却能力的开塔水耗比闭式冷却塔高很多,现在很多开塔厂家号称漂水率千分之一以下都是骗人的。闭式冷却塔由于区分内外循环,耗电部分比开塔多一个外循环泵,故耗电...
1、冬季基本不用的场合防冻措施
如果在冬季密闭式冷却塔不需要运行,停机时,须将喷淋水和内部循环水排空。冷却塔在换热器的设计上采用立体倾斜式结构,确保了流水畅通和排空干净。换热器顶部设有气阀结构,必要时可以通入压缩空气辅助排空。
2、部分时间段运行的场合防冻问题
密闭式冷却塔的防冻有两部分:喷淋水系统和内部循环水系统(软化水)。
喷淋水系统的防冻问题通常在积水盘内增加电加热器,一般在喷淋水低于5℃时开启,8℃以上停掉。温度探头将信号传递至控制柜,自动控制电加热器的启停。电加热器的功率选择依据循环水量和外界气温确定。
内部循环水系统的防冻可以加乙二醇溶液或者增加电加热设备。乙二醇溶液的配方可以咨询我公司。
对于较大的冷却系统场合,可以考虑挖水池将喷淋水入其内,能够节约因电加热运行的耗电费用,还可以在水池内投放药品,改善喷淋水的水质。
3、常年运行的场合防冻问题
常年运行的密闭式冷却塔,如果配有电控系统,可能会因主系统的负荷变化带来冷却塔台数运行的变化,所以也需要考虑防冻的问题。
随着科学技术的不断发展,密闭式冷却塔必然会迎来更大的发展和应用空间。
密闭式冷却塔的优化设计
密闭式冷却塔的优化设计——从传热学角度,结合工程实践经验,围绕强化传热和预冷却技术,进行了详细讨论,提出了管径对优化的重要性和颓冷却技术的局限性。
密闭式冷却塔详细性能和工作原理
密闭式冷却塔详细性能和工作原理 工业生产或 制冷工艺过程中产生的废热, 一般要用冷却水来导走。 冷却塔的作用是将挟带 废热的冷却水在塔内与空气进行热交换, 使废热传输给空气并散入大气中。 例如:火电厂内, 锅炉将水加热成高温高压蒸汽, 推动汽轮机做功使发电机发电, 经汽轮机作功后的废汽排入 冷凝器, 与冷却水进行热交换凝结成水, 再用水泵打回锅炉循环使用。 这一过程中乏汽的废 热传给了冷却水,使水温度升高,挟带废热的冷却水,在冷却塔中将热量传递给空气, 从风 筒处排入大气环境中。 冷却塔应用范围: 主要应用于空调冷却系统、 冷冻系列、 注塑、制革、 发泡、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域,应用最多的为空调冷却、 冷冻、塑胶化工行业。结构形式编辑本段为了节约能源,大型冷却塔多用自然通风冷却塔, 它由通风筒、人字柱、环基、淋水装置和塔心材料组成。 通风筒多为钢筋混凝土双曲线旋
冷却设备系统的工作内容及应用冷却设备的传热原理与开式冷却塔相似,其主要特点是利用盘管把系统液体与空气流隔开在开式冷却塔中传热和传质过程直接发生在水滴或水膜与周围的空气流之间。在冷却设备中,热量首先由盘管中的系统液体以对流和传导的方式传到盘管壁,然后以传热和传质的方式由管壁外围的喷淋水滴或者水膜与周围的空气流进行热交换。在此系统中盘管内的系统液体与外界空气流不接触。盘管外表面由塔内的喷淋系统保持湿润。风扇驱使空气流过盘管。在同样热负荷条件下,冷却设备的蒸发损失、飞溅损失及排污损失与开式冷却塔有很大不同。
目前最常用的冷却设备是按混流式结构设计的在这种结构中,盘管位于系统的顶部以便维修。冷却塔的散热填料位于盘管下面以便使空气平行流过盘管将进一步增加系统的冷却效能。与横流式和逆流式冷却设备相比,该系统传热效应显著增加,因此使得混流式冷却设备的占地面积减少,设备成本和能源消耗降低,并保留了易于维修的优点。
冷却设备最常见的民用空调应用是水源式热泵系统,而且盘管部分可以加绝热保护,以降低该系统在冬季运行时的热量损失。冷却设备也常常用于水冷式主机系统,以避免冷凝水结垢,并可在冬季直接提供系统水。在许多工业应用中冷却设备可以用来冷却中频炉、电磁炉、空气压缩机、大型变压力器以及透平机的油冷系统等。
对于一个特定的冷却过程来说,采用适当的盘管结构式一个重要的考虑因素。为兼顾系统液体、喷淋水质量、维修要求,盘管材料和结构可有几种不同的选择。蛇形镀锌钢盘管是冷却设备中最常见的盘管类型,这是因为它可以使用水、乙二醇溶液和其他清洁无腐蚀的溶液和蒸汽等介质,而且是造价最低的结构。无接头的钢管被向前和向后弯折已达到所需的通道数,然后在装配成盘管束,接上共用的盘管进/出接口。装配好的盘管束再用热侵镀锌法镀锌。在腐蚀较严重的情况下,可采用成本较高的铜管和不锈钢管代替普通钢管。在容易结垢或者阻塞的场合,则应考虑采用带有可拆卸面板的共用进/出接口的盘管结构,以便在必要时易于清洗盘管内部。
当今冷却设备的设计不仅仅要考虑其热传导效应,而且更注重其使用及维修的方便。其结构设计有工厂组装的组合式,也有按客户要求设计的特殊大型工业式。其结构材料有热侵镀锌钢主体、玻璃钢主体及混凝土主体。冷却对玻璃钢冷却设备更是提出更高的要求,在施工简单、经久耐用、造价低的基础上,更是服务到位。
从整体上来看,该系统把开始冷却塔和热交换器组合在一起,蒸发冷却直接发生于盘管表面,从而冷却盘管内的系统液体。与开式水冷系统相比较,该系统具有以下主要优点:
A:热交换盘管置于冷却塔之中,省掉了热交换器的“外壳”。
B:原配管系统被简化为一个由冷却塔水槽至盘管之间的喷水循环回路。
水在大多数地区都很丰富,其蒸发潜热可以带走大量的热,所以常用作冷却介质,用水做冷却剂使用方便,价格便宜而已易于加压输送。水的这些独特性能使得开式冷却塔广泛的运用于工厂及建筑物。对于大多数冷却方面应用来说,提供了一个包括初期投资费用、运行维修费用、能源消耗和使用寿命在内的较好的设备综合性指标。
是对于某些情况来说:因为需要保护水不受污染,或者是因为需要保护环境以免受到冷却水或其他冷却液体中有害成分的影响,冷却水不允许直接暴露在外界环境当中。在这些情况下,冷却水必须与外界环境隔离开,并通过某些外部介质来进行冷却。这就是我们所说的“冷却设备”。冷却系统不采用外界水源,它使用空气作为冷却介质,由外界空气流过带散热片的盘管来冷却其中的水(或其他液体)。温度每升高1℃,每kg空气仅可带走大约1.0kj的热量。因此需要大量的空气来冷却盘管。而冷却系统的风扇也将消耗大量的能源。“冷幅宽”或工作液体与外界空气干球温度间的温差必须很大时(通常要大于11℃以上),该系统才会比水冷却式系统经济。在美国家干球温度一般比湿球温度高11-17℃。空冷式冷却器只有在冷却高温工作液体时(49℃以上)才比较经济。
热交换器和开式冷却塔组合的水冷式系统该系统把开式冷却塔和热交换器结合起来,使系统水与外界隔开。它使用水的蒸发潜热来达到所需的冷却效果。每kg水可以带走大约2326kj的热量。与空冷式冷却器相比,该系统大大地减少了热交换表面积。除此之外,所需过流空气量只是空冷式冷却器的3/1,风扇所耗能量也大大降低。由于热交换器在系统液体与外界空气之间增加了一个热传递过程,与单独的开式冷却塔相比冷幅宽或者热传导驱动力也相应减小。
在典型的美国西部条件下,冷却设备系统所需换热面积与板式换热器和开式冷却塔的组合系统基本相同,所需风扇电机功率与开式冷却塔也大致相同。
每一个工厂,每一个企业在加工过程,每一个有空调建筑物都需要排放热量,这些热量可能是在生产过程中产生的,或者是太阳照射产生或者是计算机、照明灯光以及建筑物上面的人所产生的。
冷却设备系统的工作内容及应用冷却设备的传热原理与开式冷却塔相似,其主要特点是利用盘管把系统液体与空气流隔开在开式冷却塔中传热和传质过程直接发生在水滴或水膜与周围的空气流之间。在冷却设备中,热量首先由盘管中的系统液体以对流和传导的方式传到盘管壁,然后以传热和传质的方式由管壁外围的喷淋水滴或者水膜与周围的空气流进行热交换。在此系统中盘管内的系统液体与外界空气流不接触。盘管外表面由塔内的喷淋系统保持湿润。风扇驱使空气流过盘管。在同样热负荷条件下,冷却设备的蒸发损失、飞溅损失及排污损失与开式冷却塔有很大不同。
目前最常用的冷却设备是按混流式结构设计的在这种结构中,盘管位于系统的顶部以便维修。冷却塔的散热填料位于盘管下面以便使空气平行流过盘管将进一步增加系统的冷却效能。与横流式和逆流式冷却设备相比,该系统传热效应显著增加,因此使得混流式冷却设备的占地面积减少,设备成本和能源消耗降低,并保留了易于维修的优点。
冷却设备最常见的民用空调应用是水源式热泵系统,而且盘管部分可以加绝热保护,以降低该系统在冬季运行时的热量损失。冷却设备也常常用于水冷式主机系统,以避免冷凝水结垢,并可在冬季直接提供系统水。在许多工业应用中冷却设备可以用来冷却中频炉、电磁炉、空气压缩机、大型变压力器以及透平机的油冷系统等。
对于一个特定的冷却过程来说,采用适当的盘管结构式一个重要的考虑因素。为兼顾系统液体、喷淋水质量、维修要求,盘管材料和结构可有几种不同的选择。蛇形镀锌钢盘管是冷却设备中最常见的盘管类型,这是因为它可以使用水、乙二醇溶液和其他清洁无腐蚀的溶液和蒸汽等介质,而且是造价最低的结构。无接头的钢管被向前和向后弯折已达到所需的通道数,然后在装配成盘管束,接上共用的盘管进/出接口。装配好的盘管束再用热侵镀锌法镀锌。在腐蚀较严重的情况下,可采用成本较高的铜管和不锈钢管代替普通钢管。在容易结垢或者阻塞的场合,则应考虑采用带有可拆卸面板的共用进/出接口的盘管结构,以便在必要时易于清洗盘管内部。
当今冷却设备的设计不仅仅要考虑其热传导效应,而且更注重其使用及维修的方便。其结构设计有工厂组装的组合式,也有按客户要求设计的特殊大型工业式。其结构材料有热侵镀锌钢主体、玻璃钢主体及混凝土主体。冷却对玻璃钢冷却设备更是提出更高的要求,在施工简单、经久耐用、造价低的基础上,更是服务到位。
从整体上来看,该系统把开始冷却塔和热交换器组合在一起,蒸发冷却直接发生于盘管表面,从而冷却盘管内的系统液体。与开式水冷系统相比较,该系统具有以下主要优点:
A:热交换盘管置于冷却塔之中,省掉了热交换器的“外壳”。
B:原配管系统被简化为一个由冷却塔水槽至盘管之间的喷水循环回路。
水在大多数地区都很丰富,其蒸发潜热可以带走大量的热,所以常用作冷却介质,用水做冷却剂使用方便,价格便宜而已易于加压输送。水的这些独特性能使得开式冷却塔广泛的运用于工厂及建筑物。对于大多数冷却方面应用来说,提供了一个包括初期投资费用、运行维修费用、能源消耗和使用寿命在内的较好的设备综合性指标。
是对于某些情况来说:因为需要保护水不受污染,或者是因为需要保护环境以免受到冷却水或其他冷却液体中有害成分的影响,冷却水不允许直接暴露在外界环境当中。在这些情况下,冷却水必须与外界环境隔离开,并通过某些外部介质来进行冷却。这就是我们所说的“冷却设备”。冷却系统不采用外界水源,它使用空气作为冷却介质,由外界空气流过带散热片的盘管来冷却其中的水(或其他液体)。温度每升高1℃,每kg空气仅可带走大约1.0kj的热量。因此需要大量的空气来冷却盘管。而冷却系统的风扇也将消耗大量的能源。“冷幅宽”或工作液体与外界空气干球温度间的温差必须很大时(通常要大于11℃以上),该系统才会比水冷却式系统经济。在美国家干球温度一般比湿球温度高11-17℃。空冷式冷却器只有在冷却高温工作液体时(49℃以上)才比较经济。
热交换器和开式冷却塔组合的水冷式系统该系统把开式冷却塔和热交换器结合起来,使系统水与外界隔开。它使用水的蒸发潜热来达到所需的冷却效果。每kg水可以带走大约2326kj的热量。与空冷式冷却器相比,该系统大大地减少了热交换表面积。除此之外,所需过流空气量只是空冷式冷却器的3/1,风扇所耗能量也大大降低。由于热交换器在系统液体与外界空气之间增加了一个热传递过程,与单独的开式冷却塔相比冷幅宽或者热传导驱动力也相应减小。
在典型的美国西部条件下,冷却设备系统所需换热面积与板式换热器和开式冷却塔的组合系统基本相同,所需风扇电机功率与开式冷却塔也大致相同。
每一个工厂,每一个企业在加工过程,每一个有空调建筑物都需要排放热量,这些热量可能是在生产过程中产生的,或者是太阳照射产生或者是计算机、照明灯光以及建筑物上面的人所产生的。
闭式冷却塔(也叫蒸发式空冷器或密闭式冷却塔)是将管式换热器置于塔内,通过流通的空气、喷淋水与循环水的热交换保证降温效果。由于是闭式循环,其能够保证水质不受污染,很好的保护了主设备的高效运行,提高了使用寿命。外界气温较低时,可以停掉喷淋水系统,起到节水效果。随着国家节能减排政策的实施和水资源的日益匮乏,近几年密闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行业得到了广泛的应用。
原理:
1、内部循环:循环水经过热源换热升温后进入表冷器,通过表冷器将热量送入到外界,冷却后的循环水再由水泵送往热源。
2、外部循环:喷淋水由水槽送至喷淋系统,水喷出后与表冷器接触进行换热,部分热蒸汽经过风机排出,冷却后的喷淋水落至水槽后再次进行循环。
逆流式冷却塔特点:
1、结构紧凑:逆流塔相比横流的形式,产品结构更紧凑,有更多的盘管散热面积布置,更适用于温差较小的冷却项目。
2、整体系统:因冷却塔占地面较小,加上循环水泵后,可做成一体机,方便移动。
3、使用范围:由于塔体紧凑,可放置车间里,因此中频电源冷却,机械水套的冷却比较适用;对温差较小的项目特别适用,如水源热泵机组群的冷却。
闭式冷却塔优势:
1、稳定:闭式冷却塔循环水通常采用软水闭路循环,有效防止在长期使用过程中塔内或用户设备里产生的水垢而对设备造成的损坏。
2、节水:闭式冷却塔与传统的冷却塔相比,因为采用了全封闭的内路循环,及采用高效脱水装置,所以比较适合在水资源匮乏的地区使用。
3、节能:闭式冷却塔可以根据温度来控制风机的启动个数,与喷淋泵的开启关闭,也可以安装调节阀来对流量进行控制。
4、环保:闭式冷却塔通过全封闭内路循环水不被污染,可持续使用。喷淋水相对蒸发量少,保护了环境。
5、使用寿命更长:我公司采用优质金属材料,极大提高了仿佛能力,使用维护得当年限通常10以上,后期养护及费用较低。