!干湿式冷却塔研究现状及发展前景
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《数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,数据中心作为存储和处理海量数据的场所,其能耗问题日益突出。
在数据中心的冷却系统中,传统的机械制冷方式能耗巨大,对环境造成压力。
因此,寻找高效、环保的冷却技术成为数据中心运营的重要课题。
近年来,冷却塔间接自然冷却技术因其高效节能、环保的特点在数据中心中得到广泛应用。
本文将针对数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗进行分析。
二、数据中心能耗现状及问题分析数据中心运行过程中,IT设备和冷却系统是主要的能耗来源。
传统的机械制冷方式主要依靠压缩机制冷,这种方式的能耗高,对环境产生较大的影响。
尤其是在高温、高湿度的环境中,传统机械制冷方式的能耗更加显著。
同时,数据中心的大量设备长时间运行产生的热量也需有效处理。
三、冷却塔间接自然冷却技术概述冷却塔间接自然冷却技术利用夜间低温自然环境为数据中心进行降温。
其工作原理是通过水在冷却塔中的蒸发吸热,将热量从数据中心转移到外部环境中。
这种技术无需压缩机制冷,大大降低了能耗。
同时,夜间温度较低时进行降温,也避免了白天高温时设备的过度负荷运行。
四、能耗分析1. 节能效果分析采用冷却塔间接自然冷却技术后,数据中心的能耗显著降低。
特别是在夜间,通过自然冷源替代机械制冷,大幅度减少了电能消耗。
在白天高温时段,也可以降低机械制冷的负荷,从而实现节能目标。
此外,该技术还可以与现有的制冷系统进行有机结合,实现整体能效的提升。
2. 能耗成本分析采用冷却塔间接自然冷却技术后,数据中心的能耗成本明显降低。
由于减少了电能消耗,长期来看可以为企业节省大量能源费用。
同时,该技术无需额外的设备投入,只需对现有系统进行改造和优化,降低了企业的投资成本。
五、结论与建议通过对数据中心采用冷却塔间接自然冷却技术的能耗分析可以看出,该技术在降低能耗、节约能源成本方面具有显著优势。
同时,该技术还能减少对环境的影响,符合绿色、环保的发展趋势。
冷却塔行业国内外研究现状冷却塔是一种用来降低流体温度的设备,广泛应用于工业生产、电力站、制冷设备等领域。
冷却塔行业随着科技的进步和需求的增加,得到了突飞猛进的发展。
本文将就冷却塔行业国内外的研究现状展开讨论。
一、冷却塔行业国内研究现状冷却塔行业在我国取得了快速发展,研究者们对冷却塔的设计和性能进行了深入研究。
首先,国内研究者通过理论分析和实验验证,总结出了一系列冷却塔的性能参数,如热负荷、风速、湿球温度等。
这些参数对于冷却塔的设计和工作效果有着重要的影响。
其次,国内研究者还对冷却塔的材料和结构进行了探索,提出了一些新的设计理念。
例如,采用新型的填料材料和增强换热管的结构,可以提高冷却塔的传热效果,降低能耗。
此外,利用模拟和优化算法,国内研究者还对冷却塔的内部流动进行了数值模拟和优化设计,来提高其换热效率。
二、冷却塔行业国外研究现状与国内相比,国外冷却塔行业的研究更为深入和广泛。
首先,各个发达国家的研究机构和企业都对冷却塔进行了大量的研究。
他们不仅在理论上不断创新,还在实践中不断进行改进和优化。
例如,日本在冷却塔领域的研究中引入了多相流模型和流-固-相互作用模型,并开展了大量的实验验证工作。
其次,国外研究者对冷却塔的节能与环保也进行了深入研究。
他们提出了一系列的节能改进措施,如采用高效的风机和新型填料材料,以及对冷却塔进行系统优化,减少能耗和环境污染。
三、冷却塔行业发展趋势展望在未来,冷却塔行业将会继续迎来更多的创新和发展。
首先,随着新材料和新技术的不断发展,冷却塔的性能将会得到进一步提升。
例如,纳米材料的应用、智能控制技术和数据分析等都将会为冷却塔行业带来新的机遇和挑战。
其次,随着全球气候变暖和环境保护意识的增强,冷却塔行业将会更加注重节能和环保。
未来的冷却塔将会更加高效、节能、环保,在满足工业需求的同时最大限度地减少资源消耗和环境污染。
总结:冷却塔行业在国内外的研究现状中都取得了不小的进展。
国内研究者在理论分析、结构设计和流动优化等方面做出了很多有益的探索。
100200300400500600700800% Relative Efficiency00.5 1.0 1.5 2.0①②③④⑤L/G3000m 3/h 冷却塔现状分析及建议一、冷却塔现状分析:公司冷却塔NL-11-4000的平面尺寸为:16米×16米,风机为:LF8.53,单塔设计淋水密度15.6m 3/m 2•h ,三台泵时循环水量11454m 3,塔淋水密度1,11.2m 3/m 2•h ,四台泵时淋水密度14.9m 3/m 2•h ,风机风量最高可达273万m3/h 。
系统目前本存缺陷:1、淋水密度过大,塔体太小;2、风量不能满足4000m3/h 冷却塔要求,该型号冷却塔标准配置风机应为LF9.14(9.14m )。
3、不同类型填料的热力性能对比⑴、木板条点滴填料;⑵、塑料格网点滴填料;⑶、波纹板薄膜填料;⑷、没有小波的PVC 斜波薄膜填料;⑸、斜重波薄膜填料 从图中可以看出改造竹笆填料后,竹笆填料换热远不如PVC 薄膜填料。
由于塔截面小,塔内风速高,从布水管喷出的水未到填料就被风卷走,同时填料间隙太大,飞溅出的水滴也会被风带走,原塔采用收水器低位放置方法,在高风速情况下,大量的水汽及水滴从收水器片中飞卷至空中。
二、完善系统的建议由于更换填料比较复杂,而且需要停车大修时才能处理,因此调整建议:增加收水器低位放置的收水器在低风速情况下,效果不错,同时,由于低位放置,可节约冷却塔的投资,但考虑到填料层热负荷上移,须增加一层收水器,拟在冷却塔的配水管上1米处另加一层收水器支架和收水器,以增强其收水效果,在河南心连心化工有限公司有过类似的改造,效果良好。
增加pvc填料一层由于喷头离竹笆填料较远,从喷头出来的水滴在未达填料前就被卷走,同时填料内部的水滴因填料间距大而未能附着在填料表面,也会被卷走,增加一层填料后,即缩小了喷头与竹笆填料的间距,又阻挡了竹笆填料的水滴飘出来,同时由于水在填料中停留时间延长,又增加了其冷却效果,填料放置在高层,下面有热水气,冬季不会折断掉块。
2023年冷却塔行业市场研究报告冷却塔是一种用于将余热散发到大气环境中的设备,被广泛应用于发电厂、制造业、石化行业等。
随着全球经济的不断发展和工业部门的迅速扩张,冷却塔行业市场也呈现出良好的发展趋势。
本文将对冷却塔行业的市场情况进行研究并做出评估。
首先,我们需要了解目前冷却塔行业市场的现状。
根据市场调研数据,全球冷却塔市场规模正在不断扩大,预计到2025年将达到153.7亿美元。
这主要受益于工业行业的增长,特别是亚太地区的制造业和石化行业的快速发展。
此外,环保法规的加强也推动了冷却塔的需求增长,因为冷却塔可以有效地降低工业生产过程中的温度和污染物排放。
其次,我们需要了解冷却塔行业的市场竞争情况。
目前,全球冷却塔市场呈现出竞争激烈的态势,主要由一些大型企业主导。
这些企业拥有先进的技术和生产能力,并且拥有广泛的客户网络。
然而,由于市场需求的不断增加,一些中小型企业也开始涉足冷却塔行业,并且通过特色产品和差异化的市场策略来获得竞争优势。
然后,我们需要了解冷却塔行业的发展趋势。
目前,冷却塔行业正面临着一些重要的发展机遇和挑战。
一方面,全球气候变化和节能环保的要求推动了冷却塔技术的不断创新和改进。
例如,一些新型冷却塔采用先进的水处理技术和节能设备,以提高冷却效率并减少对水资源的依赖。
另一方面,冷却塔行业也面临着技术升级的挑战。
一些新兴技术,如蓄冷式冷却塔和湿冷模块化冷却塔,正在逐渐取代传统冷却塔,这需要冷却塔企业加大研发力度并与科研机构合作。
最后,我们需要了解冷却塔行业的市场前景。
预计未来几年,全球冷却塔市场仍然会保持稳定增长的态势。
这主要受益于工业生产的继续扩展和环保法规的加强。
特别是在一些新兴市场,如亚洲和中东地区,冷却塔的需求将继续增长。
同时,市场竞争也将进一步加剧,企业需要持续创新和提高产品质量才能在激烈的市场竞争中取得优势。
综上所述,冷却塔行业市场具有良好的发展前景和潜力。
然而,企业需要密切关注市场动态和发展趋势,并及时调整产品结构和市场策略,以适应市场需求的变化。
干湿封闭循环冷却塔
冷却塔是机械制冷的重要组件,其作用是将高温的多相流体(液体和气体)冷却到低温。
它主要应用于化工,食品,电力,航空,轻工等行业。
本文将讨论干湿封闭循环冷却塔,它可以满足不同行业的特殊需求,并分析其特点和优势。
干湿封闭循环冷却塔由冷却箱、进料管、通风歧管、塔筒、出料管、支架等组成。
冷却箱是冷却塔的核心部件,也是塔内蒸发过程的载体。
冷却箱内装有多个垂直排列的换热管,由于内部的压力逐渐降低,温度升高,液体会从冷却箱中蒸发成气体。
进料管将冷却箱内的多相流体(液体和气体)均匀地分配到塔筒内,然后通过通风歧管上升到塔顶,蒸发温度较高的液体(液滴),气体会伴随液滴下降,在塔筒内不断循环,不断的变换温度,而室外温度也会改变。
出料管将冷却箱内的蒸发液体和低温气体混合物回收到冷却箱中,形成封闭循环,不断的往复循环,不断的冷却多相流体,实现低温。
干湿封闭循环冷却塔具有以下优势:
(1)可靠性高。
由于受空气对温度的影响较小,封闭循环可以灵活改变温度,大大提高了冷却效率,提高了可靠性。
(2)运行维护方便。
管道系统相对简单,免去了后续操作,减少了人工成本,维护简单方便。
(3)可定制性强。
由于各个组件的模块化设计,可以根据用户
的需求进行定制,实现不同行业的特殊需求。
综上所述,干湿封闭循环冷却塔是一种高效、可靠、安全的冷却设备,具有可靠性高、运行维护方便、可定制性强的特点,为不同行业的风冷及热交换提供了良好的保障。
由于其特殊的优势,干湿封闭循环冷却塔在机械制冷领域得到了广泛的应用,在现代制冷领域发挥着重要的作用。
干湿分体闭式冷却塔解释说明以及概述1. 引言1.1 概述干湿分体闭式冷却塔是一种高效节能的冷却设备,旨在通过将热介质与冷却介质隔离,实现热量传递过程中的节能和资源的合理利用。
它被广泛应用于工业生产、暖通空调以及发电等领域。
1.2 文章结构本文首先对干湿分体闭式冷却塔进行了详细解释说明,包括其基本原理、结构及工作过程,并进一步探讨了其应用领域。
然后,文章详细阐述了该冷却塔的优点,如节能效果显著、温度控制稳定性高以及减少水资源消耗等。
接着,我们也客观地提到了该冷却塔存在的局限性,如成本较高、维护困难以及对环境影响尚存争议等。
最后,在结论部分,总结了干湿分体闭式冷却塔的特点和应用价值,并展望了其未来的发展前景和研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍干湿分体闭式冷却塔的工作原理、应用领域以及其优点和局限性,以便读者对这一冷却设备有一个清晰全面的了解。
通过本文的阐述,希望能够引起人们对于节能环保技术的重视和关注,并为相关领域的从业者提供参考和借鉴。
同时,本文也旨在促进该领域未来研究的开展,为改进已有技术和探索新技术提供指导和思路。
2. 干湿分体闭式冷却塔解释说明:2.1 基本原理:干湿分体闭式冷却塔是一种用于散热的设备,主要通过水的蒸发来降低温度。
其基本原理是通过塔内的填料将热水与气流进行接触,使水在与空气接触过程中发生蒸发并吸收热量,从而实现冷却效果。
2.2 结构及工作过程:干湿分体闭式冷却塔通常由两部分组成:进水系统和出风系统。
进水系统主要由泵、喷头、填料等组成,负责将热水引入到冷却塔顶部,并通过喷头均匀地喷洒到填料上。
出风系统则由风机和排风口组成,用于排放经过填料下降后的冷凝空气。
在工作过程中,热水从进水系统流入干湿分体闭式冷却塔的顶部,并均匀地分布在填料上。
同时,风机会产生强大的负压效应,在此作用下外界空气从底部进入冷却塔,并与漂浮在填料表面的水滴进行紧密接触。
水滴在与空气接触时发生蒸发,从而吸收热量,使空气温度下降,最终将热量带走。
化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2021年第40卷第1期干湿联合冷却系统技术发展现状及展望张子倩1,张早校1,张强2(1西安交通大学化学工程与技术学院,动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安710049;2山东蓝想环境科技股份有限公司,山东潍坊271000)摘要:冷却系统在工业生产过程中起着至关重要的作用。
湿冷系统或空冷系统都有比较明显的优缺点,湿冷机组虽然热经济性高,但耗水量大,而我国的水资源相对紧张。
空冷也有很多棘手的问题有待解决,如投资非常大,受环境温度等条件的限制多。
干湿联合冷却系统同时兼顾干冷系统和湿冷系统优点,是煤化工、石油化工、电力等行业冷却系统的发展趋势。
本文基于空冷系统和湿冷系统的发展,对干湿联合冷却系统的形成和分类进行了综述。
着重阐述了干湿冷却系统模型、主要设备、系统优化等研究方向的国内外最新现状。
在此基础上,对节水消雾、露点冷却和其他应用于干湿联合冷却系统的技术进行了综述,并对进一步值得研究的重点方向进行了展望,为干湿联合冷却系统的理论研究、工程实践、系统运行提供参考。
关键词:干湿联合冷却系统;模型;蒸发;优化中图分类号:T-19文献标志码:A文章编号:1000-6613(2021)01-0021-10Development status and prospect of dry and wet combined coolingsystem technologyZHANG Ziqian 1,ZHANG Zaoxiao 1,ZHANG Qiang 2(1State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering,School of Chemical Engineering and Technology,Xi ’an Jiaotong University,Xi ’an 710049,Shaanxi,China;2Lanxiang Environmental Technology Co.,Ltd.,Weifang 271000,Shandong,China)Abstract:Cooling systems play an important role in industrial processes.The wet and/or dry cooling system have obvious advantages and disadvantages.The wet cooling unit possesses higher thermal economics,however,it is limited by the large water consumption due to the relative shortage of waterresources in China.The dry cooling systems also have many tough issues to be solved,such as huge investment,limitations of environmental temperature and other conditions.The dry and wet combined cooling system is the development trend of cooling system in coal chemical,petrochemical,and power industries,which combines the advantages of dry cooling system and wet cooling system.Based on thedevelopment of the dry cooling system and wet cooling system,the formation and classification of the dry and wet combined cooling system are summarized.This study investigated the latest status of the system model,main equipment and optimization of the dry and wet combined cooling systems.On this basis,theapplication of water-saving demisting,dew point cooling and other technologies in the dry and wet综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0287收稿日期:2020-03-02;修改稿日期:2020-04-13。
冷却塔技术总结冷却塔是一种常用于工业生产中的设备,其作用是将用于加热或生产的水冷却,防止其过热。
这种设备的作用显然非常重要,因此对于其技术的研究和发展也是必要的。
本文将对冷却塔的技术做一个总结,探讨其在工业生产中的应用和未来的发展方向。
一、冷却塔的种类冷却塔的种类比较多,主要包括湿式冷却塔和干式冷却塔。
湿式冷却塔主要是通过水蒸发来降低水的温度,而干式冷却塔则是通过将水蒸发土壤空气中并将空气中的热量带走来降低水的温度。
此外,冷却塔的性能还与其形状和所采用的材料有关。
二、冷却塔的基本原理冷却塔的基本原理是通过气流、水流和废热之间的相互作用来实现降温。
在冷却塔中,水首先通过水泵和管道进入塔内,在塔内,水流经填充材料,形成水膜,然后与空气接触。
水膜不断地蒸发,通过水的蒸发带走热量,然后剩下的水下降并再次沿着填充材料流动,终止于冷却塔中的底部。
同时,冷却塔中的风扇会将空气从底部吹入冷却塔内,使其与水接触。
水蒸发后,空气流出冷却塔顶部,并随之带走热量。
这样,就能够有效地将水的温度降低,确保生产过程的正常进行。
三、冷却塔的性能参数1、效率一个好的冷却塔必须能够提供高效率冷却,在实际应用中,一般通过水温降低度来评估其性能。
水温降低度指的是传入冷却塔的水温和流出后的水温之间的差值。
水温降低度与气体流量、水温、填充材料、风扇的数量和曝气率等因素有关。
2、噪音量冷却塔在工业场所中常常需要长时间运行,在运行过程中产生的噪音对员工和周围环境有一定的影响。
因此,在设计冷却塔的时候,需要考虑噪声控制技术。
3、能耗冷却塔的运行需要消耗电能,因此在考虑冷却塔的性能参数时,还需要关注其能耗问题。
能耗除了与风扇运行有关外,填充材料的种类和尺寸也会影响能耗。
四、冷却塔的未来发展趋势随着科技的不断发展,冷却塔技术也会朝着更加智能化、高效化的方向进行。
在未来,技术将会被引入到冷却塔的控制系统中,实现自动化操作。
此外,一些新的材料和涂层也将被应用到冷却塔中,使其具备更高的导热性和化学稳定性。
2024年冷却塔市场发展现状前言冷却塔是工业生产过程中必不可少的设备,它的作用是通过循环水对工业生产设备进行冷却,以保证设备正常运行。
随着工业化进程的加快,冷却塔市场的发展也日益壮大。
本文将对冷却塔市场的现状进行分析,并展望未来发展趋势。
1. 冷却塔的基本概念冷却塔是一种用于降低水温的设备,它通过将热水喷洒到大空气中,利用空气对热水进行传热来实现降温的目的。
冷却塔通常由填料、水泵系统和风机系统等组成。
它广泛应用于电力、化工、制药、冶金等工业领域。
2. 冷却塔市场现状分析2.1 市场规模扩大随着各行各业对冷却塔需求的增加,冷却塔市场规模逐渐扩大。
尤其是在工业发达地区,冷却塔的需求量持续增长。
企业为了提高生产效率和保障设备的安全运行,对冷却塔的投资愿望越来越强烈。
2.2 技术创新推动市场发展随着科学技术的进步,冷却塔的设计和制造技术得到了革新和提升。
新型冷却塔的出现使得冷却效果更好、能耗更低、维护成本更少。
这些技术创新推动了冷却塔市场的发展,并提高了客户对冷却塔的需求。
2.3 市场竞争激烈随着市场规模的扩大,冷却塔市场的竞争也日益激烈。
市场上存在大量的冷却塔制造商和供应商,它们之间竞争激烈,价格战不断。
为了在市场中脱颖而出,企业需要通过不断提高产品质量和扩大销售渠道来增强竞争力。
2.4 环保要求推动市场发展随着社会对环境保护意识的增强,对冷却塔的环保要求也越来越高。
传统的冷却塔在使用过程中可能会产生噪音和废水等环境污染问题。
为了满足环保要求,冷却塔制造商研发了一系列环保型冷却塔,这进一步推动了市场的发展。
3. 冷却塔市场的发展趋势3.1 高效冷却塔将成为主流产品随着能源资源的有限和环保意识的增强,高效冷却塔将成为市场的主流产品。
高效冷却塔具有更高的冷却效果和更低的能耗,能够满足客户对节能环保的需求。
3.2 智能化技术应用将增强竞争力近年来,智能化技术在冷却塔行业得到了广泛应用。
通过智能化技术,冷却塔能够实现远程监控、自动调节等功能,提高了运行效率和用户体验。
能源研究与信息第25卷 第4期 Energy Research and Information V ol. 25 No. 4 2009收稿日期:2008-06-02作者简介:沙 战(1983-),男(汉),硕士研究生,sz21dh@文章编号: 1008-8857(2009)04-0192-06干湿式冷却塔研究现状及发展前景沙 战, 周亚素(东华大学 环境科学与工程学院, 上海 201620)摘 要: 随着我国国民经济的发展,国民经济对水的需求量以惊人的速度增长,然而我国的水资源有限,许多城市缺水。
为了有效解决目前经济发展和水资源短缺的矛盾,对国民经济提出了节水的要求。
工业及城市用水的循环使用,就是一个很好的办法。
在整个国民经济的用水中,冷却水使用占很大比例,因此如何解决冷却水的循环使用和冷却水的循环使用效率问题就破在眉睫。
传统的干式冷却塔虽然解决了水的循环使用问题,但是其往往满足不了工艺的冷却要求。
湿式冷却塔能够满足工艺的冷却要求,但是其水质难以得到保障。
而干湿式冷却塔既解决了水的循环使用问题和水质问题,又满足了工艺的冷却要求,是一种新型冷却设备。
关键词: 水资源; 水循环; 干湿式冷却塔中图分类号: TB657.5 文献标识码: A我国水资源和能源的供应非常紧张,城市缺水、缺电现象比较严重。
据统计,我国水资源约为30 000亿m 3[1],总储量居世界第5位,人均水资源约2 304 m 3⋅人-1,1984年在世界排名为88位,1996年降为109位[2],人均拥有量只有美国的1/5,日本的1/2,世界的1/4,而且分布很不平衡[3]。
我国666座城市中有333座城市缺水,108座城市严重缺水[4]。
因此我国人均水资源占有量呈下降趋势,农业缺水量大,城市供水不足,地下水位严重下降。
进入21世纪,随着我国经济建设的飞速发展和人口的增加,水资源和经济发展的供需矛盾将进一步加剧。
建设节约型社会,构建资源节约的循环经济是我国国民经济和社会发展的总体规划[5]。
水的循环使用在一定意思上讲是贯彻、执行这种战略规划的典型范例,是最直接、最简单、最易行、见效最快的节约水资源的技术路线。
在节水的同时,还能取得保护水资源的效果。
在城市及工业用水中,冷却水量占较大的比例。
这些冷却水直接排放不仅造成热污染,还会造成较大的经济和资源浪费,所以,需要将这些冷却水循环重复利用,以提高水的有效利用率,缓解当前水资源短缺的状况。
目前,我国水的循环使用率约为51.7%[6],发达国家水的循环使用率达75%~85%[7],美国工业用水的循环率高达92%~95%[8]。
同国际水平相比,我国水的循环使用率尚不高,特别是五大高用水行业,还有进一步提高水的循环使用率的很大空间。
要提高循环使用率,除国家制定一系列节水政策外,还应进一步研究节水技术的开发与推广。
循环水技术第4期 沙 战, 等: 干湿式冷却塔研究现状及发展前景193 空气水蒸气出口挡水板 喷淋水冷却水进冷却水出进风进风 循环水排水 图1 干湿式冷却塔结构 Fig. 1 Schematic of the wet-dry cooling tower 空气和水蒸气出口冷却水冷却水进风 进风排水循环水泵就是其中之一。
冷却塔是水循环使用的关键设备,深入研究冷却塔传热传质及耗水的根源,采取相应的节水技术,对扩大循环水的使用范围,降低循环水的运行成本,既有战略意义,又有可观的经济效益。
1 干湿式冷却塔的结构和技术特点1.1 冷却塔分类目前市场上使用的冷却塔种类繁多,型号多种多样。
按照不同的分类方式主要可以分为以下几种形式:(1) 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;(2) 按热水和空气的接触方式分:湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔(图1);(3) 按热水和空气的流动方向分:逆流式冷却塔、横流式冷却塔、混流式冷却塔;(4) 其他形式的冷却塔:喷流式冷却塔和用转盘提水冷却的冷却塔[9]。
1.2 干湿式冷却塔构造 干湿式冷却塔由盘管、风机、管道泵、喷嘴、排管、挡水板、填料等部分组成。
有的干湿式冷却塔里面带有填料,有的没有,其结构见图1。
从冷凝器、吸收器或工艺设备等出来的温度较高的冷却水,由冷却水泵加压输送到干湿式冷却塔的冷却盘管中。
另一方面,利用管道泵将冷却塔底池中的水抽吸到喷淋管中,然后喷淋在冷却盘管的外表面上,吸取冷却水的热量,从而使冷却水的温度得以降低。
与此同时,靠安装在挡水板上面风机的抽吸作用,使空气自下而上流经冷却盘管,这样不仅可以强化冷却盘管外表面的放热,而且还可以及时带走蒸发形成的水蒸汽,以加速水的蒸发,提高冷却效果。
盘管内的冷却水以对流的形式将热量传给内表面,这部分热量再靠导热传给盘管的外表面。
喷淋循环水落到盘管外表面上,利用对流和蒸发将这部分热量散到空气中去[10]。
1.3 干湿式冷却塔的技术特点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。
冷却塔按冷却水和空气的接触方式分有湿式冷却塔和干式冷却塔两种形式。
在湿式冷却塔中,水与空气相接触,运行一段时间后,空气中的污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及细菌等,均可进入循环冷却水系统。
随着冷却水的不断循环、蒸发,水中的营养源随之增加,促使藻类微生物迅速繁殖,不仅使工艺水水质恶化,而且还和其它杂质掺混形成粘垢,同时还会出现盐分的浓缩现象,冷却水的硬度增大,使循环设备管道腐蚀、结垢,造成换热器传热效率降低,过水断面减小,甚至使循环设备中的管道腐蚀穿孔,从而降低制冷设备的使用寿命。
能源研究与信息 2009年 第25卷194在干式冷却塔中,冷却水在盘管内流动,避免了水与空气直接接触,管内水质较好,有效地保护了制冷设备,提高了制冷设备的工作效率,延长了制冷设备的使用寿命。
但是其冷却效果较差,往往满足不了工艺的制冷要求。
随着生产的发展,人们对冷却塔提出了更高的要求,干湿式冷却塔结合以上两种冷却塔的优点,同时对传统冷却塔的内部结构加以改进优化,既满足了工艺的制冷要求,又保证了管内水质的纯净。
同时干湿式冷却塔用途广、对环境的适应能力强、可冷却高温水、安全防火等,在过渡季节,还可以与冷冻水系统实行切换,为建筑物实行免费供冷,节省了制冷机的运行费用。
可见干湿式冷却塔在空调领域也有着广阔的应用前景[11]。
湿式冷却塔中,空气与冷却水直接接触,通过接触传热和蒸发散热把水中的热量传输给空气。
湿式冷却塔的热交换效率高,冷却的极限温度为空气的湿球温度。
但是,水因蒸发而造成损耗,且蒸发又使循环的工艺水含盐度增加。
为了稳定水质,要时常加药过滤并且及时排污,其中排污法的投资及运行费用低,因而应用广泛,其处理方法即排掉一部分含盐度较高的工艺水,依靠补充新水来降低含盐度,因此存在排污损失;飘水就是工艺水和空气直接接触时,一部分工艺水因蒸发散热而蒸发到空气中变成水蒸气,随着空气跑到外面去,这就存在飘水损失。
干式冷却塔中,其空气与工艺水的热交换是通过由金属管组成的散热器表面传热完成的,将管内的水热量传输给散热器外流动的空气,故干塔没有水的蒸发损失,也无飘水损失和排污损失;但干塔的热交换效率比湿塔低,冷却的极限温度为空气的干球温度。
且干塔需要大量的金属管,因此造价为同容量湿式塔的4~6倍。
而干湿式冷却塔则综合了以上两种塔的优点,既避免了水的损失又提高了冷却塔换热效率,其材料造价也大大降低[12]。
2 干湿式冷却塔的换热过程2.1 干湿式冷却塔的换热模型干湿式冷却塔内冷却水的冷却主要靠蒸发散热,冷却水在盘管内流动放热,在盘管的外表面喷淋循环水。
在空气和喷淋水接触的界面上有一极薄的饱和空气层,由于饱和空气层的水蒸气分压力大于周围空气层的水蒸气分压力,在水蒸气压力差的作用下,喷淋的循环水有一部分吸取管内冷却水的热量而蒸发,使冷却水的温度得以降低。
蒸发换热计算参照普通湿式塔换热计算方法,利用焓差理论采用冷却数法对其进行换热计算。
现取冷却盘管的微元高度段d x 来讨论热量的传递情况。
为了简化问题,做以下假设:(1) 空气和冷却盘管中的循环水是理想的交叉流,且流动稳定;(2) 盘管表面被充分湿润,传热传质界面相同;(3) 热质交换过程仅在冷却塔内进行,与壳体外无传热传质,即将闭式冷却塔的壳体看作绝热;(4) 喷淋水不承担负荷,只是冷却水和空气间的传热介质[13]。
根据热平衡,可以得到干湿式冷却塔的联立方程组[14]:管内流体失去的热量为()t 0w t t td d t K t t x M c =⋅−⋅ (1) 喷淋水失去的热量为()()*w 0M w t w w w wd d t K K i i t t x M c M c =−−−⋅⋅ (2)第4期 沙 战, 等: 干湿式冷却塔研究现状及发展前景195空气吸热量为()*M a d d K i i i x M =⋅− (3)其中,i *是喷淋水温度的函数,即()*w i f t =(4) 由于喷淋水是循环的,所以入口处的喷淋水温度t wi 等于出口处的喷淋水温度t wowi w0t t =(5) 式中,d x 为微元高度段的传热面积,m 2;M w 为喷淋水的流量,kg ⋅s -1;M i 为管内水体的流量,kg ⋅s -1;M a 为空气的流量,kg ⋅s -1;t t 为管内流体的温度,℃;t w 为喷淋水的温度,℃;i *为与喷淋水温度相对应的饱和湿空气的焓,kJ ⋅kg -1;i 为空气的焓,kJ ⋅kg -1;c t 为管内流体的比热,kJ ⋅kg ⋅℃-1;c w 为喷淋水的比热,kJ ⋅kg ⋅℃-1;K 0为从盘管内直至喷淋水的传热系数,kJ ⋅m 2⋅s ⋅℃-1;K M 为喷淋水向空气流的传热系数,kg ⋅m -2⋅s -1。
2.2 总传热传质系数的确定盘管的整个传热过程分为四个阶段:管内被冷却水的热量首先经对流换热传给盘管的内表面,再经管壁的导热传到管壁的外表面,然后由管壁的外表面经对流换热传给管外流动的水膜,最后再从水膜经蒸发和对流换热传给空气。
总的传热系数用K 0表示,其表达式为[10]:oo s o i 00i i i m f 111D D t D r r K h D D D h λ⎛⎞⎛⎞⎛⎞=++++⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠ (6)式中,h i 为管内流体的换热系数,W ⋅m -2⋅℃-1;h f 为管外壁和管外冷却水之间换热系数,W ⋅m -2⋅℃-1;D 0为传热管外径,m ;D i 为传热管内径,m ;D m 为对数平均直径(D o -D i )/ln (D o /D i ),m ;r 0为管外侧污垢系数,m 2⋅℃⋅W -1;r i 为管内侧污垢系数,m 2⋅℃⋅W -1;λ为管材导热系数,W ⋅m -1·℃-1;t s 为管壁厚度,m 。