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        冷卻水塔是什么,如何工作,如何維護?

        所有工業設施以及用于空調或制冷或能源生產的工業設施都以熱量排放為特征:這些產品在數量術語中或多或少顯著。通常,這種“殘留”的熱量具有低能量含量,不能使其恢復可能或有價值。因此,必須以某種方式在外部消散。
         
        在此目的中提供的各種解決方案中,在本文中,我們將欣賞冷卻水塔:他們今天被認可,因為市場上更有效的技術。
         
        蒸發冷卻水塔:它們是什么以及它們如何工作
         
        下面的部分將嘗試回答以下更常見的問題。
        “什么是蒸發冷卻水塔(或簡單地冷卻水塔),它們做了什么以及它們如何工作?”
        “他們在哪里,為什么?他們為什么需要?“
        “冷卻水塔或”蒸發冷卻水塔“的定義是什么?”
        “'蒸發'是什么意思?”
         
        1.1 冷卻水塔:它們是什么以及它們有用的地方
        蒸發冷卻水塔,或冷卻水塔是利用自然原理的裝置,其與其有效的一樣簡單:與主要質量相比,更小水量的強制蒸發,通過散熱來耗散熱量群眾本身;因此,質量冷卻(蒸發潛熱)。
         
        蒸發冷卻發生的過程如古代簡單:由赤土陶器,多孔材料制成的古代療法,使水以更小量的批量浸出。通過這種方式,發生了一種推進過程:即使在高環境溫度下,內部的水也保持冷卻。
         
        1.2 冷卻水塔利用蒸發潛熱
        蒸發冷卻水塔能夠更佳實現水/空氣熱交換過程:蒸發通過使用通常需要更小維護的簡單有效部件。
         
        更好地了解如何發生散熱,需要引入兩個概念。
         
        顯熱。這是添加到或減去物理元素(例如百葉窗)以改變其溫度的熱能量以改變其溫度。
        潛熱。這基本上成立于狀態的變化,即物質可以因熱添加或損失進行。在水的情況下,如果在到達凝固點時,它可以從液相轉移到固相(冰)。如果在沸點達到沸點時,它也可以從液相到氣相(蒸氣)從液相改變。因此,潛熱定義為引入或移除以改變水的狀態的熱量。具體地,在蒸發冷卻系統中,它定義為蒸發的潛熱。
        精心設計的蒸發塔能夠提供盡可能多的空氣接觸表面區域的水,以優化潛熱交換。
         
        為了使這種熱交換可以實現,因此蒸發塔必須能夠提供非常高的空氣/水接觸表面。這是通過用于目的設計的熱交換表面來實現的,并且風扇能夠根據精確定義的參數移動限定體積的空氣。我們現在將詳細研究這些內部組件的重要性。
         
        1.3 濕燈泡溫度
        一個重要的物理概念使得可以更好地了解冷卻水塔的工作原理:濕燈泡溫度是如何對所有蒸發系統的理論的基礎,更具體地,冷卻水塔的工作。
         
        實際上,此參數精確地定義了安裝領域溫度和相對濕度的“更差”條件。它為理論上可實現的蒸發塔的輸出溫度提供了精確的參考。
         
        1.4 冷卻水塔的效率
        鑒于其簡單的結構,結合成本/消散的KW比率的高效率,蒸發冷卻水塔仍然是HVAC中更常用的冷卻裝置,更重要的是工業環境:沒有特別的動力部分,除了風扇(可以定位在 抽吸和遞送點)。另一方面,與用于相同目的的其他系統相比,電力消耗真正低。
         
        這尤其如此,其中大量熱量需要消散(例如鋼廠,化學植物,發電廠),因為冷卻水塔在所使用的電力方面是無與倫比的,并且其安裝所需的更小空間。
         
        且不說可達到的溫度,對于冷卻水,遠低于環境溫度:不像氣窗系統中,例如,這是由該限制的約束。這是由于蒸發系統通過利用蒸發潛熱(水的更小可實現的限制是濕燈泡溫度)的作用。
         
        1.5 冷卻技術的比較:蒸發,干燥,絕熱和機械冷卻器
        當用于工業過程或空調的冷卻系統是要建,有幾個基本點必須考慮:作為一個結果,我們CA選擇更合適的系統為我們的工廠。具體而言,該決定必須考慮所需的操作溫度和安裝部件的環境條件。
         
        蒸發和絕熱系統對抗
         
        例如,如果需要低于環境溫度的冷卻流體的溫度,則優選蒸發系統:在這種情況下,冷卻流體的更小理論極限是我們所看到的空氣的濕燈泡溫度。
         
        另一方面,干燥系統基于合理的交換,比蒸發的潛熱交換效率得多。這種情況下的極限由冷卻流體的溫度施加,即環境空氣。在將流體冷卻到高于環境溫度的溫度足夠的情況下,應使用空氣冷卻器。
         
        第三種選擇是設計一種絕熱系統,其中需要等于或略低于環境溫度的流體溫度。
         
        所有這些都有助于表明,沒有“對每個季節”的“良好”的冷卻系統:制作正確的選擇,根據設計要求和環境條件,意味著優化能源消耗,減少所需的空間并確保系統在他們更能運行的條件下。
         
        冷卻器單位是一個單獨的主題:在這種情況下,我們正在談論使用特定機械部件來實現冷卻(壓縮機,蒸發器)的設備,而不是“天然”元素,例如空氣或水。

        冷卻塔是什么如何工作維護

        2 冷卻水塔:尺寸和組件
         
        我們了解了哪些蒸發塔,它們用于保持高性能的(簡單)的物理原則。
         
        我們現在將看看它們是如何構建的,更具體地說,是用于確定其大小的標準。
         
        2.1 塔樓尺寸:濕燈泡溫度的重要性
        蒸發冷卻水塔的尺寸由幾個基本參數確定。這些包括:
         
        散熱的熱功率;
        進入塔的水的溫度;
        要實現的輸出溫度;
        安裝區域的熱濕度條件(即溫度和濕度)。
        這些信息特別是確定正確尺寸的決定性因素。它可以識別濕燈泡溫度的確切參數,正如我們所看到的那樣,定義了安裝在安裝地點的“更差”環境條件以及蒸發塔冷卻的水的更小溫度可能實現。
         
        在這些條件限制中,必須保證散發系統提供的熱負荷所需的項目溫度。一旦測定了參考濕燈泡溫度(平均約10℃低于環境溫度),顯然出口水所需的方法將更小,并且蒸發塔需要達到它將更大。對于“方法”,我們表示濕燈泡溫度與冷卻水溫之間的差異。
         
        通常,在2-3°C和5-6°C之間的方法充分滿足更現代化設施的需求。
         
        分配 在冷卻水塔系統
         
        2.2 冷卻水塔的部件和所用的材料
        現在,我們的主要成分來表征蒸發式冷卻水塔,無論是打開或閉合電路。
         
        主要容納和支撐結構,用于蒸發塔:這可以由金屬板制成,玻璃纖維或這兩者的材料。對于非常大的產業或雙曲線塔,水泥也被使用。
        熱交換表面(在開路塔)或熱交換盤管,一般用光滑管的束(在閉合電路塔):這些是蒸發塔的“心臟”。實際上,這些都是通過水和空氣之間的熱交換發生的組件。
        軸向或離心風機:這是唯一的運動的機械部件,并且是“強制”所需的水蒸發來實現冷卻構件。軸向或離心式風扇的選擇,這取決于設計條件,是為了達到更有效的操作和系統的更低能量消耗很重要的。讓我們看看標準。
        配水系統,通常由管道和噴嘴的斜坡。它使得有可能分布在熱交換表面,待冷卻的水(開路冷卻水塔)或在熱交換盤管(閉合回路冷卻水塔)。
        風扇的液滴消除器,立即位于上游。它用于保持水滴,否則會通過由風扇的空氣的流動外承載。
         
        此外,水的性質進行冷卻大大影響所使用的結構材料的兩個選擇,如上面提到的,以及更適合的類型的熱交換表面的。對于水,這是特別侵蝕性的或酸性的,耐腐蝕的材料或玻璃纖維將是優選的選擇,后者是由多數的化學試劑本身不受影響。
         
        在另一方面,如果水可以通過該方法被污染,拖動與它的濁度或其它污染物,包括那些有機性質的,更適合類型的熱交換表面的必須從被評估的那些可供選擇:從防污,以垂直非交叉的通道中,向其中基于熔滴分離的原理經典的“飛濺”包。
         
        2.3  泄放和化妝
        如上所述,蒸發塔實現其通過水的確定量的強制蒸發冷卻水的目的。的蒸發的水的量正比于被耗散的熱的量:更具體地,約1升的水被丟失熱負荷的每600千卡被消散。
         
        這是物理學的一個不容置疑的事實,并表示它因此必須相對于其它冷卻技術來管理,在蒸發系統的明顯積極平衡的幾個“關鍵”的方面之一。
         
        為了實現冷卻,蒸發的水必須重新融入電路:它有利于這對調理中進行,這樣的方式大規模存款和存款一般不用在電路內發生的水質。這是因為包含在蒸發水的鹽的濃度溶解在剩余的水中,在濃度緩慢增加??傊?,重要的是控制該濃度,并確保一定的限度是必不可少的不超過:通常,合適的水垢處理和局部泄流的水包含在電路是綽綽有余用于此目的。
         
        而蒸發的水是消散的熱量的功能,因此不能在數量上被修改,被定義為水“泄放”可以被修改,并用于在一定限度內保持溶解的鹽的量。
         
        泄放可管理的“經驗”,朝向是相同的蒸發(“2”濃度因子)趨向?;蛘?,它也可以通過連續監測包含在電路中的水的質量,特別是導電性參數來控制。
         
        通過特殊的水垢處理裝置控制其導電率,然后管理泄放適當地使得有可能減少被浪費的水的量。不僅如此,它也允許系統的效率 保持完全維護,并增加維護干預之間的間隔,并更換可能需要的組件。因此,理想的解決方案可以是為您的設施選擇“集成”的解決方案,即,除了單個蒸發單元之外,還包括控制和管理水的特定設備。更好的是,如果由制造商直接提出:這種方式,它們可能適用于材料而言,專為其服務的機器設計。
         
        3.冷卻水塔:主要工業和民用應用
         
        如開始的開始,蒸發冷卻水塔被廣泛用于以下類型的植物:
        能源生產;
        空調公共建筑;
        冷藏;
        工業的;
        更后一個區域肯定代表了更常使用蒸發塔的部門,更重要的是為中型和高發電廠。
         
        3.1 蒸發冷卻水塔:高功率水平的更佳解決方案
        所有其他冷卻系統,無論它們是否涉及空氣,絕熱或制冷單元,代表待散熱的熱功率相對適度的替代方案,低于1 MW作為參考。然而,當達到幾兆瓦時,它們變得非常不經濟。
         
        在工業領域,使用開路和閉路冷卻水塔:在后一種情況下,待冷卻的流體(水或水和乙二醇的混合物)在由平滑管道制成的線圈內循環。反過來,這是外部潤濕的,并且強制蒸發的水消散到內部流體。
         
        3.2 冷卻水塔與熱交換器組合
        閉合電路蒸發塔是有效的替代方案,其中要執行用戶的“間接”冷卻:即,冷卻回路中的液體沒有被空氣污染。
         
        可以使用開路蒸發塔與板式熱交換器或管束熱交換器組合使用相同類型的間接冷卻。前者系統的優點是蒸發部分和管束熱交換器可以在單個機器中找到:占用空間的優點和成本毫無疑問。
         
        3.3 冷卻水塔與水冷式冷卻器的冷凝器相結合
        蒸發冷卻水塔也用于HVAC領域,更重要的是,更重要的是所有工業和商業制冷:特別是與水冷式冷卻器的冷凝器一起,今天比以往任何時候都在吸收單元。
         
        3.4 應用部門的示例
        更后,通過示例,這里是工業或公民施工領域的列表,其中冷卻水塔可以滿足其分散過程熱的目的。
         
        核,熱,地熱和燃煤電站。
        石油和天然氣植物:經常使用大型工業冷卻水塔
        煉油廠
        生產塑料和熱處理金屬(如鋼廠和鑄造廠)。
        熱電聯產和三合體
        公民工業建筑的空調系統(HVAC)。
        超市與冷水機組一起。
        小型生產系統,如冰淇淋館。
         
        4.蒸發冷卻水塔的類型
         
        我們現在來到不同類型和施工變體的冷卻水塔:在設計階段,選擇基于它們的應用,或者植物的大小。
         
        可能影響選擇的更常見的變量主要是以下內容:
        散熱電力,
        水的性質被冷卻,
        過程類型,
        上下文在哪個安裝發生(民事或工業),
        例如,如果是新系統或更換,則特定的植物要求。
         
        4.1 現場豎立和工廠組裝的冷卻水塔
        系統的大?。ㄔ诖⒌臒崃Ψ矫妫┲甘境騼蓚€系統的選擇:“封裝”型蒸發冷卻水塔,即在工廠預先組裝,或“現場豎立”(在現場豎立) 。
         
         
         
        前者可以在金屬和我身上制作 對于水的存在和可能的腐蝕效果是“不太敏感”的其他材料:例如玻璃纖維。后者通常用金屬結構或用玻璃纖維中的拉擠型材制成,如果實際上沒有混凝土:核電站的經典雙曲塔。
         
        4.2 標準或靜默解決方案
        影響更合適的建筑解決方案選擇的另一個元素是安裝區域:如果我們談論HVAC部門(醫院,購物中心,空調系統),則優選具有低聲響沖擊的溶液。因此,因此,應選擇建設性地設計以具有低噪聲排放或在任何情況下容易沉默的機器。
         
        如果安裝區域是工業的,則噪聲限制雖然作為項目請求存在肯定較少,因此可以提出更少的特定解決方案。
         
        4.3 離心或軸向風扇是否優選?
        要回答這個問題,讓我們及時退回一步。
         
        冷卻水塔中的離心或軸向風扇
         
        在過去,傾向于將民用部門的選擇指導朝向離心風扇的蒸發塔。當它來到工業過程時,軸向風扇是優選的。
         
        今天,有蒸發冷卻水塔,具有軸向風扇,與它們保持靜音一樣有效,至于這種差異不再如此清晰。
         
        4.4 合適的植物的正確解決方案:收集信息
        更后,知道與其他預先存在的情況相關的任何尺寸限制或限制也很重要,這可能導致一個選擇或另一個是優選的。
         
        例如,在替換的情況下,可能存在需要考慮的先前安裝的現有池或空間。然而,找到這種性質的極限,或者可以從待測冷卻系統的區域識別。
         
        必須在客戶和供應商之間的數據收集階段討論所有這些方面,其中供應商負責假設客戶的“咨詢”角色,以便該提案可以是技術和經濟的更佳觀點。
         
        5.水處理和維護
         
        與技術系統中的所有設備一樣,蒸發塔,無論是什么類型,也需要常規維護程序,并且在發生故障時,是一個非凡的維護程序。
         
        由于施工的極端簡單,冷卻水塔不需要特別注意,除了遵守一些非常簡單且有效的準則,確保它們始終保持在更佳的操作條件下。
         
        事實上,安全和效率齊頭并進。
         
        5.1 塔水處理
        更細膩的方面肯定是循環水的性質歸因于循環水的性質:即不僅關注要冷卻的水的類型,而且如何控制和調節水,使其從物理化學點劣化看法。
         
        冷卻水塔中的水處理
         
        經過處理良好的水,避免蒸發塔和植物中的儲存和其他沉積物,在更大限度地減少有機物質(藻類)或細菌的可能增殖和擴散,包括更常見和潛在危險的儲存這可能導致軍團菌。
         
        干凈的蒸發冷卻水塔是指蒸發塔,其總是有效的,因此能夠在電力和蒸發和吹掃水方面具有更小消耗的更大效率。
         
        5.2 塔制造商提供的良好做法
        顯然,構成蒸發塔的組件也受益于正確的管理:熱交換表面具有更長的壽命,就像電機和粉絲一樣在更好的條件下工作,因為較少的侵略性水,這可能導致更敏感的劣化部分。
         
        關于獲得這種狀況的措施,通常足以遵守制造提供的具體指示 關于定期檢查和維護,以及用于循環中的水的物理化學參數。 然而,有更多的一般指導方針,通常還提到了制造商的手冊中,為使用了蒸發塔的所有系統提供了“良好實踐”,這些系統有效。這些是用于整個系統的更佳運行的有用公正建議。



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