冷卻塔廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的許多部門,如電力、冶金、化工、制藥、造紙、紡織印染、民用空調(diào)…等行業(yè)。目前所應(yīng)用的冷卻塔有170多米高的大型自然通風(fēng)冷卻塔,也有冷卻幾噸水的小型玻璃鋼冷卻塔。
利用水冷卻其他熱質(zhì)已經(jīng)很早了,早在1912年,世界上早的簡單的自然通風(fēng)冷卻塔在荷蘭的一個礦上建成使用。在二次世界大戰(zhàn)中美國沒有受到戰(zhàn)爭破壞,工業(yè)得到得天獨(dú)厚的發(fā)展,冷卻塔也相應(yīng)地發(fā)展起來,美國當(dāng)時所用的冷卻塔都是采用機(jī)械通風(fēng)的。
由于工業(yè)不斷發(fā)展,水資源日益緊張,干式冷卻塔也相應(yīng)的發(fā)展起來。
我國冷卻塔生產(chǎn)企業(yè)主要集中在河南沁陽、江蘇武進(jìn)、平望、浙江上虞、山東德州、廣東等地。在激烈競爭中行業(yè)骨干企業(yè)都認(rèn)識到一個問題,即在冷卻塔技術(shù)比較成熟,產(chǎn)品的熱工性能、耗電指標(biāo)、外觀質(zhì)量、飄水損失等指標(biāo)都已經(jīng)比較容易實現(xiàn)的今天,商品競爭的焦點(diǎn)已集中于噪聲指標(biāo)和價格,其對高級建筑結(jié)構(gòu)景觀相協(xié)調(diào)和減少占地面積的問題。
冷卻塔的基本原理
運(yùn)行原理:冷卻塔的主要功能是對冷水機(jī)組的冷卻水進(jìn)行降溫處理,即使冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱濕交換而得到降溫,從而將冷水機(jī)組通過冷水循環(huán)、機(jī)組內(nèi)部制冷劑循環(huán)、冷卻水循環(huán)而吸收的熱量轉(zhuǎn)移至室外空氣中。
從冷水機(jī)組冷凝器出來的冷卻水,送至冷卻塔噴水口,經(jīng)過布水器,流過冷卻塔內(nèi)部的填料層與室外空氣進(jìn)行熱濕交換,然后在集水盤中匯集,通過水管及冷卻水泵的增壓,進(jìn)入冷水機(jī)組冷凝器,對從機(jī)組壓縮出來的制冷劑進(jìn)行冷卻降溫,然后重復(fù)上述循環(huán)。
冷卻塔的散熱原理
冷卻塔的散熱原理可理解為:高溫的循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔,在“熱交換器”---填料處與外界來的冷空氣發(fā)生水氣熱交換(主要為蒸發(fā)散熱和接觸散熱,輻射散熱可忽略)把水中的熱量傳輸給空氣,從而使高溫的循環(huán)水降溫以達(dá)到冷卻散熱的目的。其中填料的作用是擴(kuò)大水氣熱交換面積、延續(xù)水氣熱交換時間,使蒸發(fā)散熱達(dá)到更好的效果。從而使循環(huán)水溫度下降接近環(huán)境空氣的濕球溫度,產(chǎn)生降溫功能。(從焓濕及其平衡上也可理解為:外界干冷空氣經(jīng)冷卻塔變?yōu)闊釢窨諝忪实脑黾?,等于一定流量高溫循環(huán)水經(jīng)冷卻塔降溫焓的減少)用這種冷卻方式的稱為濕式冷卻塔(簡稱濕塔)。濕塔的熱交換效率高,水被冷卻的極限溫度為空氣的濕球溫度。但是,水因蒸發(fā)而造成損耗;蒸發(fā)又使循環(huán)的冷卻水含鹽度增加,為了穩(wěn)定水質(zhì),必須排掉一部分含鹽度較高的水;風(fēng)吹也會造成水的損失,這些水的虧損必須有足夠的新水持續(xù)補(bǔ)充,因此,濕塔需要有補(bǔ)給水的水源。
在缺水地區(qū),補(bǔ)充水在困難的情況下,只能采用干式冷卻塔(簡稱干塔或空冷塔)。干塔中空氣與水的熱交換,是通過由金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?,將管?nèi)的水的熱量傳輸給散熱外流動的空氣。干塔的熱交換效率比濕塔低,冷卻的極限溫度為空氣的干球溫度。
影響冷卻塔散熱的基本因素環(huán)境濕球溫度:濕球溫度是影響冷卻塔的關(guān)鍵因素,濕球溫度越低,冷卻塔的運(yùn)作功能相對也越高;
逼近度:出水溫度和環(huán)境濕球溫度的溫差。逼近度越大,降溫越容易,一般逼近度不小于3℃;
風(fēng)量:在一定時間內(nèi),冷卻塔內(nèi)所排出的散熱風(fēng)量。風(fēng)量越多,則大量環(huán)境空氣與水接觸,使蒸發(fā)作用加速,導(dǎo)致散熱效能更好;
散熱填料:在冷卻塔內(nèi),一種空氣和水的接觸介質(zhì)。主要是增加水和空氣的接觸面積,延長接觸時間,可使蒸發(fā)作用的空間和時間增加;
流量和水泵揚(yáng)程:循環(huán)水量與水泵配比過大,流速增加增大,影響高溫水在塔內(nèi)停留的時間,冷效下降;
風(fēng)機(jī)的選擇:優(yōu)良的風(fēng)機(jī)風(fēng)量大,噪音低,電耗少即節(jié)能、環(huán)保又效率高;
冷卻塔的冷卻效能
冷卻塔的效能是直接與逼近度有密切聯(lián)系的。部分人有一個錯誤的概念,就是以冷幅作為冷卻效能的標(biāo)準(zhǔn),其實冷幅只是冷卻塔運(yùn)作的結(jié)果,與效能是沒有直接關(guān)系的。
熱量是循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)所產(chǎn)生的負(fù)荷,它的單位是千卡/小時(KCAL/HR)
熱量(KCAL/HR)=循環(huán)水流量(m3/HR)×冷幅(℃)×比熱系數(shù)
熱量負(fù)荷和冷卻塔的效能是沒有直接關(guān)系,所以無論冷卻塔的體積大還是小,當(dāng)熱量負(fù)荷和循環(huán)水量不變的情況下運(yùn)作,在理論上冷幅都是固定的。
冷卻塔的分類
根據(jù)外形不同分為:A 方形冷卻塔 B 圓形冷卻塔 C 矩形冷卻塔;
根據(jù)熱水和空氣的流動方向分為:A 橫流式冷卻塔 B 逆流式冷卻塔
混流式冷卻塔;
根據(jù)不同的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分為:A 冷噸型(濕球溫度27℃) B 水噸型(濕球溫度28℃);
根據(jù)不同的噪聲要求分為:A 普通型 B 低噪音型 C 超低噪音型;
根據(jù)熱水降溫的幅度不同分為:A 普通型(37℃-32℃) B 中溫型
(43℃-33℃) C 高溫型(65℃-35℃);
根據(jù)組合方式可分為: A 單風(fēng)機(jī)冷卻塔 B 多風(fēng)機(jī)組合冷卻塔;
根據(jù)材料的不同可分為:A FRP冷卻塔 B 混凝土冷卻塔;
按不同的通風(fēng)方式分為:A 自然通風(fēng)冷卻塔 B 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔 C 混合通風(fēng)冷卻塔。