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封闭式冷却塔系统的工作原理和应用

封闭式冷却塔的传热原理与开敞式冷却塔相似,其主要特点是利用盘管把系统液体与空气流隔开。

在开敞式冷却塔中传热和传质过程直接发生在水滴或水膜与周围的空气流之间。在封闭式冷却塔中,热量首先由盘管中的系统液体以对流和传导的方式传到盘管壁,然后以传热和传质的方式由管壁外围的喷淋水滴或水膜与周围的空气流进行热交换。在此系统中盘管内的系统液体与外界空气流不接触。盘管外表面由塔内的喷淋系统保持湿润。网开敞式冷却塔相似,风扇驱使空气流过盘管。在同样热负荷条件下,封闭式冷却塔的蒸发损失、飞溅损失及排污损失与开敞式冷却塔大致相同。

目前最常用的封闭式冷却塔是按“混流式”结构设计的。在这种结构中,盘管位于系统的顶部以便维修。冷却塔的散热填料位于盘管下面

以便使空气平行流过盘管和填料并冷却它们。采用冷却后的水去冷却盘管将进一步增加系统的冷却技能。与传统的横流式和逆流式封闭冷却塔相比,该系统传热效应显著增加,因此使得混流式封闭冷却塔的占地面积减少,设备成本和能源消耗降低,并保留了易于维修的优点。

封闭式冷却塔最常见的民用空调应用是水源式热泵系统。该系统全年运行可靠,而且盘管部分可以加绝热保护,以降低该系统在冬季运行时的热量损失。封闭式冷却塔也常常用于水冷式主机系统,以避免冷凝水结垢,并可在冬季直接提供系统水。在许多工业应用中封闭式冷却塔可用来冷却电磁炉、空气压缩机、大型变压器以及透平机的油冷系统等。

对于一个特定的冷却过程来说,采用适当的盘管结构是一个重要的考虑因素。为兼顾系统液体、喷淋水质量、维修要求,盘管材料和结构可有几种不同的选择。“蛇形”镀锌钢盘管是在封闭式冷却塔中最常用的盘管类型。这是因为它可以使用水、乙二醇溶液和其它清洁无腐蚀的液体和蒸气等介质,而凡是造价最低的结构。无接头的钢管被向前和向后弯折以达到所需的通道数,然后再装配成盘管柬,接上共用的盘管进/出接口。装配好的盘管束再用热浸镀锌法镀锌。在腐蚀较严重的情况下,可采用成本较高的铜管和不锈钢管代替普通钢管。在容易结垢或阻塞的场合,则应考虑采用带有可拆卸面板的共用/出接口的盘管结构,以便在必要时易于清洗盘管内部。

当今封闭式冷却塔的设计不仅仅考虑其热传导效应,而且更注重其使用及维修的方便。开敞的喷淋和盘管系统甚至可允许在运行时进行检查。其结构设计有工厂组装的组合式,也有接客户要求设计的特殊大型工业式。其结构材料有热浸镀锌钢主体、玻璃钢主体及混凝上主体。

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