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密闭式冷却塔的选择指南

来源:建设工程教育网 作者:佚名 2014-09-28 15:30:38
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专题
蒸发冷却空调技术被称为“零费用制冷技术”、“绿色空调”和“仿生空调”,是真正意义上的节能环保和可持续发展的制冷空调技术,..
      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。
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