1、冷却塔概述
冷却塔是一种用于热交换的设备,其工作原理是利用空气与水的直接或间接接触来实现水的冷却。它通过循环水作为冷却介质,从一个系统中吸收热量,并将这些热量释放到大气中,从而降低水温并使得冷却水可以再次被循环使用。冷却塔广泛应用于空调冷却系统、冷冻系列、工业水冷却等领域。
2、结构组成及功能
冷却塔的基本结构包括多个关键组件,每个组件都承担着特定的功能:
支架和塔体:提供外部支撑,确保整个冷却塔结构稳定。
填料:为水和空气之间的热交换提供了极大的表面积,促进了更有效的热量传递。
冷却水槽:位于冷却塔底部,用以接收经过冷却后的水。
收水器:用来捕捉并回收由气流带出的水滴,减少水量损失。
进风口:允许新鲜空气进入冷却塔内部进行热交换。
百叶窗:帮助均匀分配进来的气流,同时防止水分逃逸。
淋水装置:负责将热水均匀地喷洒到填料上,增加水与空气接触的机会。
风机:促进空气流通,增强冷却效果;轴流风扇适用于诱导通风冷却塔,而轴流/离心风扇则用于强制通风冷却塔。
3、冷却塔分类
根据不同的标准,冷却塔可以分为多种类型:
按通风方式分:自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔等。自然通风塔依靠自然界的风力和温度差异驱动空气流动,而机械通风塔则使用风扇来加强气流。
按水和空气的接触方式分:湿式冷却塔(如逆流塔)、干式冷却塔以及干湿式冷却塔。湿式冷却塔中水与空气直接接触,而干式冷却塔则是间接接触。
按热水和空气的流动方向分:逆流式冷却塔、横流式冷却塔和混流式冷却塔。其中逆流塔的特点是水流向下,空气向上,两者呈相反方向运动。
按应用领域分:工业型冷却塔和服务于建筑物空调系统的空调型冷却塔。
按噪声级别分:普通型、低噪型、超低噪型和超静音型冷却塔。
按形状分:圆形冷却塔和方形冷却塔。
按水和空气是否直接接触分:开式冷却塔和闭式冷却塔(封闭式冷却塔)。闭式冷却塔特别适合那些对水质有较高要求的应用场景,因为它们能够保护循环介质免受污染。
4、冷却塔的选型
应测量的参数:空气湿球温度、空气干球温度、冷却塔进水温度、冷却塔出水温度、排气温度、泵和电机运行参数、水流速度、空气流速;
运行参数:冷却水温差、冷幅、效率、冷却塔容量、补给水量、冷却水流量、选型、冷却塔选型设计问题。
冷却水温差:入口温度—出口温度大温差 = 高性能
冷幅:冷却塔出水温度与入口空气湿球温度的差值:小冷幅 = 高性能
冷却塔容量单位为“千卡每小时”或者“冷吨”。
冷却塔容量=冷却水质量流量×水的比热容×温差。
5、补给水量计算
蒸发损失水量(E)
E = Q/600 =(T1-T2)×L/600
飞溅损失水量(C):冷却塔之飞溅损失量依冷却塔设计型式、风速等因素决定之。一般正常情况下,其值约等于循环水量的0.1~0.2%左右。
定期排放水量损失(D):定期排放水量损失须视水质或水中固体浓度等因素决定之。一般约为循环水量之0.3%左右。
M=E+C+D
蒸发损失水量(E),飞溅损失水量(C),定期排放水量损失(D)。
冷却塔用于空调时,温度差设计在5℃,此时冷却塔所须之补给水量约为循环水量的2%左右。
5.冷却水流量
K·Q=C·M·ΔT
K:估算系数
Q:机组最大制冷量
C:水的比热容
ΔT:供回水温差
M:冷却水质量流量
压缩式制冷机组最大制冷量的1.3倍;
吸收式制冷机组(溴化锂)制冷量的2.5倍。

6.选型
例题:一项用一台PFS640.2XE机组的工程冷却塔水流量和补水量。

补水量m=M·2%=140kg/s·2%=2.8kg/s

7、冷却塔选型常设计问题
冷却塔耗能的决定因素?
答:风机功率,冷却水流量,冷却水补水量?
冷却塔的温度工况,什么温度下效率经济型好?
答:冷却塔的进水温度根据使用情况的不同有所不同,例如必威网页备用网址
冷凝器的出水温度一般为30-40℃,而冷却塔的出水温度一般为30℃。冷却塔理想冷却温度(回水温度)最佳温度为高于湿球温度2-3℃,这个值叫“逼近度”,逼近度越小,冷却效果越好,冷却塔越经济。
开式和闭式对比
开式:首期的投入比较的少,但是运营成本较高(水耗、电耗)。
闭式:本设备适合在干旱、缺水、沙尘暴频发地区等恶劣环境中使用。能冷却介质多水、油类、醇类、淬火液、盐水及化学液等多种介质,介质无损耗和成份稳定。能耗低。
缺点:闭式冷却塔造价为开放式塔的三倍。