干湿两用闭式冷却塔湿工况干工况界限温度冷却性能硕士论文

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]。

闭式冷却塔结构优化及性能分析摘要：闭式冷却塔是一种常用于工业生产中的热交换设备，其使用的冷却水能够被循环利用，从而降低了水的消耗和环境污染。

为了提高闭式冷却塔的性能和经济效益，需要对其结构进行优化和性能分析。

本文主要讨论了闭式冷却塔的结构优化和性能分析方法。

首先介绍了闭式冷却塔的基本原理和结构特点，接着分析闭式冷却塔应用的优缺点，然后探讨了闭式冷却塔结构优化方法，最后对闭式冷却塔的性能进行了分析，从而为闭式冷却塔的设计和使用提供了借鉴和指导。

关键词：闭式冷却塔；结构优化；性能分析；前言：闭式冷却塔是一种重要的工业设备，广泛应用于石化、电力、钢铁等行业。

其主要作用是将工业生产中产生的热量通过水的蒸发散发到空气中，以达到降温的目的。

与开式冷却塔相比，闭式冷却塔具有节能、环保、安全等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

然而，闭式冷却塔在使用过程中也存在一些问题，如结构复杂、传热效率低等。

因此，对闭式冷却塔的结构进行优化，提高其性能，具有重要的意义。

1闭式冷却塔的基本原理和结构特点闭式冷却塔是一种通过水的蒸发来降温的设备，其基本原理是将热水通过喷淋系统喷洒到填料层上，然后通过风扇将空气吹入填料层，使水和空气充分接触，水分子在空气中蒸发，从而带走热量，达到降温的目的。

闭式冷却塔的结构主要由水箱、填料层、风扇、喷淋系统、水泵等组成。

其中，填料层是闭式冷却塔的核心部件，其作用是增加水和空气的接触面积，促进水的蒸发。

填料层的材料一般采用聚酯、聚丙烯等塑料材料，也有一些采用金属材料的。

闭式冷却塔的结构特点主要有以下几点：（1）结构复杂。

闭式冷却塔的结构比较复杂，需要考虑到水的流动、空气的流动、热量的传递等多个因素。

（2）传热效率低。

闭式冷却塔的传热效率比较低，主要是由于填料层的结构和材料的限制。

（3）易受污染。

闭式冷却塔易受到水质的影响，容易产生污染，影响其使用寿命和性能。

2闭式冷却塔的热力学特性和传热机理闭式冷却塔的热力学特性主要包括湿球温度、干球温度、湿度等参数。

闭式冷却塔性能及其设计闭式冷却塔性能及其设计济南达能动力技术有限公司闭式冷却塔性能及其设计济南达能动力技术有限责任公司闭式冷却塔性能及其设计主要内容：一、闭式冷却塔的应用二、闭式冷却塔的总体介绍三、闭式冷却塔的进风方式改进四、闭式冷却塔设计（冷却盘管设计和填料设计）五、换热盘管热传递分析六、高效闭式冷却塔设计原则及创新点总结七、闭式冷却塔总体布置原则济南达能动力技术有限责任公司一、闭式冷却塔的应用特点：温降大：冷却盘管内冷却水主要靠管外喷淋水蒸发带走热量理论上可接近环境湿球温度清洁度高：盘管环路封闭不受环境污染减小了结垢可能性利于系统高效运行密封好：盘管减少了连接部件降低系统泄漏的可能性适合对系统密封性要求较高的流体冷却系统。

应用：因可提供清洁的冷却水而广泛用于对冷却水质量要求较高的行业中如：电子、食品、化工、铸造、建筑、空调和制冷等行业。

济南达能动力技术有限责任公司二、闭式冷却塔的总体介绍冷却塔分类：通风方式：自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔热水和空气接触方式：开式冷却塔（湿式冷却塔）、闭式冷却塔（干式冷却塔、干湿式冷却塔）开式冷却塔：冷却极限为环境湿球温度循环水和空气及塔部件直接接触水质易受污染滋生军团菌并造成设备腐蚀。

干式冷却塔：冷却极限为环境干球温度。

干湿式冷却塔：冷却极限为环境湿球温度。

有无填料分类：无填料逆流闭式冷却塔、带填料逆流闭式冷却塔。

水气流动方向：逆流式冷却塔、横流式冷却塔和混流式冷却塔逆流塔：喷淋水与空气逆向流动水气间传热传质温差（焓差）大利于换热横流塔：空气流通面积大。

济南达能动力技术有限责任公司二、闭式冷却塔的总体介绍闭式（干湿式）冷却塔内个传热传质过程：冷却水的冷却过程：冷却水通过冷却盘管将热量传递给喷淋水。

喷淋水的冷却过程：喷淋水将热量传递给空气。

带填料闭式冷却塔结构：水喷淋系统、冷却盘管、PVC热交换层（填料）、挡水板、风机驱动系统、内部检修通道和外面镀锌钢板等组成。

闭式冷却塔性能优化朱月婷;涂淑平【摘要】本文通过对某一公司的闭式冷却塔为例，陈述影响冷却塔性能因素，并进一步着重阐述了冷却塔优化模型的一般步骤，运用数值计算方法分析在各种工况下冷却塔所能达到的最佳性能，并找到最优化设计参数。

%Based on a company's closed cooling tower , statements affect the cooling tower performance factors , and further focuses on the cooling tower optimization model of the general procedure , Analysis of the use of numerical methods in a variety of conditions that can be achieved optimum cooling tower performance , and find the optimal de-sign parameters.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P64-69)【关键词】优化模型;数值计算;最优化设计【作者】朱月婷;涂淑平【作者单位】上海海事大学，上海201306;上海海事大学，上海201306【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5本文从结构参数和运行参数两方面考虑，首先分析了结构参数和运行参数对冷却塔性能的影响，从中选取性能优化的变量，建立性能优化模型，并求解模型，分析各变量对冷却塔性能的影响，从中找出性能最优值。

针对闭式冷却塔中蒸发冷却盘管，以盘管的换热面积作为目标函数，建立优化算法；通过性能参数的调整，一方面旨在降低盘管的设计换热面积，达到节省换热材料降低制造成本的目的；另一方面降低换热部件的压降，使用功率更小的风机和水泵，达到节电节水节能的目的。

闭式冷却塔设计方案一、概述闭式冷却塔是一种利用水和空气进行热交换的设备，广泛应用于工业生产和空调系统中。

本文将提出一个闭式冷却塔的设计方案，旨在提高冷却效率、降低能耗，并确保系统的可靠性和安全性。

二、工艺流程闭式冷却塔的工艺流程包括冷却水循环、热交换和废热处理。

具体步骤如下：1. 冷却水循环：从冷却塔底部的水池中抽取冷却水，通过泵将其送入塔顶的喷水系统，然后冷却水经过淋水装置均匀分布到填料层上。

喷水系统要求能够调节水流量和喷水压力，以适应不同的工况。

2. 热交换：当冷却水在填料层上下流动时，与空气进行热交换，水通过蓄热板或者冷却装置降温，空气则通过风机的强迫排风作用带走热量。

热交换器的设计应考虑到热阻、传热系数和冷却水的流速等因素，以提高热交换效果。

3. 废热处理：冷却水在热交换后会留下一部分热量，通常通过冷却塔底部的废热处理系统来处理。

该系统可以利用冷却水中的热量进行其他用途，如供暖或热水供应，以提高能源利用效率。

三、填料设计填料是冷却塔中的重要组成部分，其作用是增加冷却水和空气之间的接触面积，从而促进热交换。

填料的设计应考虑以下几个因素：1. 填料材料：常见的填料材料包括金属、塑料和陶瓷等。

选择适合的填料材料需要考虑其耐腐蚀性、耐高温性、传热性能和成本等因素。

2. 填料形状：填料可以是片状、圆柱状或者网状等。

不同形状的填料对冷却效果和空气阻力有不同的影响，需要根据具体工况选择合适的形状。

3. 填料密度：填料的密度决定了水和空气之间的接触程度，过低的密度可能导致冷却效果不佳，而过高的密度可能增加系统的阻力。

因此，填料密度的选择需要在实际运行中进行优化。

四、风机选型风机是闭式冷却塔中的核心设备，其作用是通过强制对流将热量带走。

风机的选型应考虑以下几个因素：1. 风机功率：风机功率与气流量、压力损失和系统阻力有关，需要根据实际需求确定。

2. 风机类型：常见的风机类型有轴流风机和离心风机两种。

轴流风机适用于气流量大、压力损失小的情况，而离心风机则适用于气流量小、压力损失大的情况。

湿球温度与闭塔蒸发冷却能力关系的研究湿球温度与闭塔蒸发冷却能力关系的研究摘要：蒸发冷却技术广泛应用于冷却塔，冷却塔有开式和闭式之分。

环境湿球温度对开式冷却塔性能的影响基本是明确的，但对闭式冷却塔的性能影响尚不十分明确。

本文即以探究环境湿球温度对闭式冷却塔蒸发冷却能力的影响为研究目的，以理论模型闭塔、实际产品闭塔以及开式冷却塔为比较对象，给出了不同闭塔塔型以及同一塔型在不同管材、管径、壁厚等设计细节时环境湿球温度与被冷却水出口温度间的对应关系，并与开塔作了比较。

关键词：蒸发冷却；闭式冷却塔；湿球温度0 前言蒸发冷却是利用水与空气的之间的热湿交换来完成的，其主要应用场合之一是冷却塔。

冷却塔根据水与空气的接触方式分为开式冷却塔和闭式冷却塔。

当工艺水与空气直接接触进行热湿交换时，就称之为开式冷却塔；当工艺水与空气不接触，即工艺水在盘管内流动，其与空气的换热是通过其与管内壁的对流换热、管壁热传导、管外壁与管外喷淋水的对流换热、管外喷淋水与空气的对流和蒸发换热完成的，由于工艺水在工艺过程的冷却系统中封闭循环，故称之为闭式冷却塔。

冷却塔与一般换热器的最大区别是：其运行工况随环境湿球温度的变化而变化是其运行的常态。

对开式冷却塔，由于水与空气直接接触，根据焓差法，其冷却能力与环境湿球温度的关系是明确的。

文献[1]阐述了开式冷却塔的各种参数对塔性能的影响，文献[2]也研究了开塔的相关设计参数和空气参数对开塔性能的影响，文献[3]研究了开塔进出口水温对出塔空气温度的影响，文献[4][5]分别研究了环境湿球温度和空气相对湿度对蒸发损失的影响，文献[6]研究了空气质量流量对开塔冷却能力的影响。

对闭式冷却塔，文献[7]研究了喷淋水量、空气流量、湿球温度对该文所述闭塔冷却效率[7]的影响，文献[8]研究了气水比、环境湿球温度对全盘管逆流闭塔冷却温差的影响，而对于不同的闭塔塔型和同一塔型下不同设计参数，湿球温度与闭式冷却能力关系的比较，尚无相关资料或文献报道，所以本文即以探究环境湿球温度对闭式冷却塔蒸发冷却能力的影响为研究目的，以理论模型闭塔、实际产品闭塔以及开式冷却塔为比较对象，给出了不同闭塔塔型以及同一塔型在不同管材、管径、壁厚等设计细节时环境湿球温度与被冷却水出口温度间的对应关系，并与开塔作比较。

冷却塔闭式冷却塔闭式随着我国经济的腾飞与电力行业的快速发展，普及和推广冷却塔已成为必然的趋势。

冷却塔作为热力发电厂和空调系统必备的冷却设备，其作用在于从热源中吸收热量，通过水蒸气的冷凝，使冷却水在经过冷凝器后降温。

在今天的社会，对于冷却塔性能的要求越来越高，一方面需要更好的降温效果，贯彻节能减排的指导思想；另一方面，需要进一步加强冷却塔的操作控制，确保系统安全可靠。

面对这些目标，闭式冷却塔的出现为解决这些问题带来一个新的选择。

本文将探讨闭式冷却塔的运作原理、优缺点以及适用范围等相关知识，旨在为广大读者提供参考。

一、闭式冷却塔的原理与结构A. 原理●闭式冷却塔是一种通过交换不同的热载体，通过管道连接室内外的一种新型冷却塔。

●使用密闭式结构，冷却水在设备内部和外界空气不直接接触，避免水中混入杂质、雨水等污染物以及蒸发导致的水损失。

●将冷却水通过水泵输送至设备中央的热交换器内，经过热交换器与冷却塔外的空气进行热交换，然后通过管道回输到源头，完成冷却过程。

B. 结构●冷却塔外壳：采用钢制或塑料制造，防腐耐腐蚀。

●内部设备：包括泵、热交换器、水箱、过滤器等设备。

●管道：将冷却水输送至热交换器、水箱等设备，以及将冷却后的水输送回源头。

●电气控制系统：通过PLC程序进行自动控制，确保系统高效、稳定、可靠。

二、闭式冷却塔与开式冷却塔的比较为了让读者更好地了解闭式冷却塔，下面将分别从冷却原理、节水效果、适用范围、维护难度等方面对其与开式冷却塔进行对比。

A. 冷却原理●开式冷却塔：采用将热水通过淋水层向空气进行散热的方式，散热后的热空气排放到大气中。

●闭式冷却塔：采用将热水通过热交换器与外界的空气进行热交换的方式，使热源与冷却水隔离，保持闭合状态，无水的蒸发和环境的侵入。

B. 节水效果●开式冷却塔：采用大量的水进行冷却，同时在输送、淋水、雾化等过程中会出现大量的水蒸发。

在工程实际应用中，开式冷却塔的水的消耗量非常大。

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。

干湿两用冷却塔的结构设计刘乃玲;李楠;李伟【摘要】本文分析了干湿两用冷却塔的换热机理,设计了翅片管式换热器,并对该换热器干工况和湿工况的冷却能力进行了比较,经过试算找到了干湿工况运行的界限温度,通过分析得到了一些有价值的结论,为干湿两用冷却塔的研制提供了参考依据.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】5页(P23-27)【关键词】干湿两用冷却塔;湿工况;干工况;界限温度【作者】刘乃玲;李楠;李伟【作者单位】山东建筑大学热能工程学院,济南,250101;同济大学博士后流动站,上海,200092;山东建筑大学热能工程学院,济南,250101;山东建筑大学热能工程学院,济南,250101【正文语种】中文【中图分类】TU991.42%TU991.34+2%TQ051.51 引言在开式冷却水系统中,水与外界相接触,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,不仅使冷却水水质恶化,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[1],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,甚至使设备管道腐蚀穿孔,从而降低了制冷设备的使用寿命。

而在干湿两用冷却塔中,采用翅片管换热器,盘管将冷却水和空气隔开,被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,有效地保护了制冷机,提高了制冷机的工作效率,延长了制冷机的使用寿命。

并且在过渡季节,可以将湿式运行切换到干式运行,用空冷的方式满足运行要求。

2 干湿两用冷却塔的理论分析2.1 干湿两用冷却塔的工作原理干湿两用冷却塔是一种双工况运行的冷却塔,其原理为夏季通过喷淋水的蒸发以冷却盘管内的水,即湿工况。

当室外气温较低时,关闭喷淋水采用室外空气直接冷却,即干工况。

其工作原理如图1所示。

这种冷却塔由翅片换热盘管、风机、循环水泵、喷嘴等部分组成,传热部分是一个由翅片换热盘管组成的蛇形换热盘管组,管组装在由型钢和钢板焊制的立式箱体内,箱体最底部为一个蓄水池。