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冷却塔技术讲座 制作人 李阳 2020 2 5 1 一 冷却塔工作原理二 冷却塔分类与特点三 冷却塔选型 2020 2 5 2 简介 冷却塔为一利用水作为循环冷却剂 从一系统中吸收热量排放至大气中 以降低水温的装置 其冷却系借着水的蒸发过程来完成 并使冷却水可以继续的循环使用 从经济效益看 无形中减少了成本的浪费 2020 2 5 3 一 冷却塔工作原理 1 1冷却塔中的散热关系在湿式冷却塔中 热水的温度高 流过水表面的空气的温度低 水将热量传给空气 由空气带走 散到大气中去 水向空气散热有三种形式 接触散热 蒸发散热 辐射散热 冷却塔主要靠前两种散热 辐射散热量很小 可勿略不计 2020 2 5 4 1 2蒸发散热原理蒸发散热通过物质交换 即通过水分子不断扩散到空气中来完成 水分子有着不同的能量 平均能量有水温决定 在水表面附近一部分动能大的水分子克服邻近水分子的吸引力逃出水面而成为水蒸气 由于能量大的水分子逃离 水面附近的水体能量变小 因此 水温降低 这就是蒸发散热 一般认为蒸发的水分子首先在水表面形成一层薄的饱和空气层 其温度和水面温度相同 然后水蒸气从饱和层向大气中扩散的快慢取决于饱和层的水蒸气压力和大气的水蒸气压力差 即道尔顿 Dolton 定律 可用图1表示此过程 2020 2 5 5 2020 2 5 6 1 3冷却塔工作原理实际上冷却水塔工作原理就是上述水蒸发热质交换的运用 即将热水喷洒在散热材表面与通过之移动空气相接触 此际热水与冷空气之间产生湿热之热交换作用 同时部分的热水被蒸发 也即蒸发水汽中其蒸发潜热被排放至空气中 最后经冷却后的水落入水槽内 然后再回到所需设备利用 循环 2020 2 5 7 二 冷却塔分类 逆流塔横流塔喷雾通风无填料冷却塔封闭式冷却塔 2020 2 5 8 2 1逆流塔水在塔内填料中 水自上而下 空气自下而上 两者流向相反一种冷却塔 2020 2 5 9 逆流塔的三个冷却段 2020 2 5 10 逆流塔的三个冷却段 布水器到填料顶这一空间 此段的水温较高 所以仍可将热量传给空气 填料水与空气热交换段 填料至集水池空间淋水段 水在此段被冷却称之为 尾效 在我国北方水温可下降1 2 综上所述 逆流塔比横流塔在相同的情况下 填料体积小20 左右 逆流塔热交换过程更合理冷效高 2020 2 5 11 逆流塔 2020 2 5 12 2020 2 5 13 2020 2 5 14 逆流塔优点 配水系统不易堵塞 淋水填料保持清洁不易老化 湿气回流小 防冻化冰措施更容易 多台可组合设计 冬季以所需的水温水量可合并单台运行或全部停开风机 施工安装检修容易 费用低 常用在空调和工业大 中型冷却循环水中 2020 2 5 15 2 2横流塔 水在塔内填料中 水自上而下 空气自塔外水平流向塔内两者流向呈垂直正交一种冷却塔 常用在噪声要求严格的居民区内 是空调界使用较多的冷却循环塔 优点 节能 水压低 风阻小 亦配置低速电机 无滴水噪声和风动噪声 填料和配水系统检修方便 2020 2 5 16 2020 2 5 17 可随建筑形状随意构筑基础多台放置 根据所需的水温分别启动单台或多台冷却塔应注意的是 框架要多40 热交换时要有较多的填料体积 填料易老化 配水孔易堵塞 防结冰不好 湿气回流大 横流塔的优点正是逆流塔的缺点 2020 2 5 18 2020 2 5 19 2020 2 5 20 2020 2 5 21 2 3喷雾通风无填料冷却塔 采用独特的喷雾喷嘴安装在冷却塔底上部进风处 有喷雾自旋无电机送风和塔顶排风两种方式 将热水经喷嘴内旋片时产生内旋流形成细微雾状化喷出 冷却效果稳定 电能消耗低 不用填料 造价低寿命长 2020 2 5 22 2020 2 5 23 2020 2 5 24 2 4封闭式冷却塔 封闭式冷却塔是传统冷却塔的一种变形和发展 它是卧式的蒸发式冷却塔 工艺流体在管内流过 空气在管外流过 两者互不接触 塔底蓄水池内的水由循环泵抽取后 送往管外均匀地喷淋下来 与工艺式流体热水或制冷剂和管外空气并不接触 成为一种封闭式冷却塔 通过喷淋水增强传热传质的效果 2020 2 5 25 封闭式冷却塔适用于对循环水质要求较高的各种冷却系统 在电力 化工 钢铁 食品和许多工业部门有应用前景 2020 2 5 26 2020 2 5 27 2020 2 5 28 2020 2 5 29 三 冷却塔选型 冷却塔是集空气动力学 热力学 流体学 化学 生物化学 材料学 静 动态结构力学 加工技术等多种学科为一体的综合产物 水质为多变量的函数 冷却更是多因素 多变量与多效应综合的过程 冷却塔按水与空气相对流动状况不同 不同类型冷却塔优 劣 是冷却塔业界在学术上长期争论不休的问题 这种争论有力地促进了冷却塔的技术的发展 在争论中各自扬长避短 使冷却塔技术不断完善 向节能降耗 提高效率 降低投资等目标不断技术进步 冷却塔热力性能好坏 噪声高低 耗电大小 漂水多少是衡量冷却塔品质优劣的关键 是用户及设计师在选用冷却塔时反复考察比较中最观注的焦点 2020 2 5 30 冷却塔设计气象条件大气压力 P 1 004 10Pa 753mmHg 干球温度 31 5 湿球温度 28 方形和普通型为27 冷却塔设计参数1 标准型 进塔水温3