水的冷卻是水將熱量傳遞給空氣,從而降低水本身的溫度。水的散熱主要依靠對流和蒸發(fā)。對于冷卻塔來說,輻射帶走的熱量很小,可以忽略不計。
兩個不同溫度的物體接觸可以傳熱,水和不同溫度的空氣接觸也可以傳熱。
蒸發(fā)和散熱可以用氣體動力學(xué)理論來解釋。因?yàn)樗怯纱罅康乃肿咏M成的,分子是不斷運(yùn)動的,每個分子的運(yùn)動速度不同,每個分子的能量也不同。由于分子的不規(guī)則運(yùn)動,它們相互碰撞,結(jié)果,一些分子的能量減少,而另一些分子的能量增加。當(dāng)具有高能量的單個分子克服液體分子對它們的吸引力時,它們會進(jìn)入空氣中,變成水蒸氣,剩余分子的平均動能會降低,即水的溫度會降低。
從上面的分析可以看出,蒸發(fā)冷卻與氣溫是低于還是高于水溫?zé)o關(guān)。只要水分子能不斷蒸發(fā)到空氣中,水溫就會降低。然而,水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進(jìn)行,因?yàn)檎舭l(fā)受到空氣中水蒸氣能力的限制。當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時,水不斷從水中蒸發(fā)到空氣中;當(dāng)水面上的空氣達(dá)到飽和時,水分子不能蒸發(fā),而是處于平衡狀態(tài)。蒸發(fā)的水分子數(shù)等于從空氣返回水中的水分子數(shù),水溫保持不變。因此,與水接觸的空氣越干燥,就越容易蒸發(fā)。
工業(yè)閉式冷卻塔是一種不同于任何傳統(tǒng)冷卻塔的冷卻設(shè)備,因此它具有以下突出特點(diǎn):
1)能保持冷卻水清潔。由于封閉式冷卻塔不與外界接觸,可以有效防止冷卻水的污染,始終保持清潔。如果用軟化水進(jìn)行冷卻水,冷凝器或工藝設(shè)備不會結(jié)垢(包括水垢和污垢),使制冷機(jī)等設(shè)備始終能夠高效運(yùn)行,節(jié)省大量的清洗和維護(hù)費(fèi)用,延長設(shè)備的使用壽命,從根本上徹底解決溴化鋰吸收式制冷機(jī)等設(shè)備因結(jié)垢導(dǎo)致制冷量急劇下降的問題。
2)多重功能。由閉式冷卻塔冷卻的水可用作冷卻水。在過渡季節(jié),當(dāng)室外氣溫較低時,經(jīng)閉式冷卻塔冷卻后的水也可以直接輸送到表冷器、的噴淋室作為冷凍水使用,這樣可以延緩冰箱的啟動時間,節(jié)約能源70%左右,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
3)節(jié)能。閉式冷卻塔的冷卻水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng),其冷卻水泵揚(yáng)程H=h1(設(shè)備阻力)h2(管道阻力);但在傳統(tǒng)冷卻塔的開式系統(tǒng)中,冷卻塔水頭H=h1(設(shè)備阻力)h2(管道阻力)h3(靜水壓力)h4(自由水頭)。因此,與傳統(tǒng)冷卻塔的開式系統(tǒng)相比,采用閉式冷卻塔的閉式系統(tǒng)可以大大降低冷卻水泵的揚(yáng)程,降低運(yùn)行成本約45%。
4)應(yīng)用廣泛。封閉式冷卻塔不僅可以冷卻水,還可以冷卻其他液體介質(zhì),如潤滑油、酒精。
5)對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)??諝馕廴据^輕的地方可以使用封閉式冷卻塔;在空氣污染嚴(yán)重的地區(qū),封閉式冷卻塔更適合。
6)可用于冷卻高溫水。由于填料性能的限制,冷卻塔冷卻水的入口溫度一般不高于65%,而封閉式冷卻塔不受這一條件的限制,因此其適用范圍更廣。
7)噪音低。在閉式冷卻塔中,冷卻水全部在管內(nèi)流動,管外只有少量循環(huán)水。因此噪音相當(dāng)?shù)?,具有顯著的環(huán)境效益。
8)安全。普通玻璃鋼冷卻塔填料易燃,玻璃鋼外殼也易燃,存在嚴(yán)重火災(zāi)隱患。近年來,濟(jì)南歷山劇院等單位發(fā)生多起玻璃鋼冷卻塔火災(zāi)事故,給人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。封閉式冷卻塔全部采用不燃材料,防火安全。
9)節(jié)約用水。據(jù)實(shí)測,普通玻璃鋼冷卻塔中的流水量約占冷卻水的3%-5%,失水較多。但在閉式冷卻塔中,盤管外噴入的循環(huán)水很少,失水相對較小。
10)漂亮。因?yàn)榉?a href=http://shqec.cn/tags1_0.html target=_blank class=infotextkey>閉式冷卻塔的形狀是方形的,大多數(shù)建筑都是方形的,這種冷卻塔與建筑的形狀是協(xié)調(diào)的。
下表比較了冷卻水容積為100t/h的閉式冷卻塔和冷卻水容積為100t/h的傳統(tǒng)逆流冷卻塔組成的冷卻系統(tǒng),冷卻塔放置在20層樓頂,冷卻水池位于地下,冷卻塔每天運(yùn)行10h。每年運(yùn)行120天,部分負(fù)荷0.6,電費(fèi)0.6元/KWh。從表中可以看出,閉式冷卻塔在運(yùn)行成本和噪聲方面遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)冷卻塔。
為了便于運(yùn)輸和安裝,封閉式冷卻塔采用模塊化結(jié)構(gòu),即每個模塊的冷卻水容積為20t/h,如果冷卻水容積為100t/h,則需要組合5個模塊。從聲學(xué)角度看,5個模塊相當(dāng)于5個噪聲源,總聲壓級是各種聲壓級的疊加,每個模塊的噪聲為59dB(A),所以5個模塊加起來的噪聲為66dB(A)。
項(xiàng)目 | 水質(zhì) | 年運(yùn)行費(fèi)用 | 冷卻水溫度 | 冷卻液體種類 | 噪聲 | 安全性 | 飄水量 | 功能 | 系統(tǒng)型式 | 風(fēng)機(jī)功率 | 水泵功率 |
密閉式冷卻塔 | 干凈 | 1.1萬元 | 可>65℃ | 任何液體 | 66dB(A) | 不燃 | 0.8t/h | 多 | 閉式 | 15KW | 11KW |
傳統(tǒng)冷卻塔 | 易污染 | 1.9萬元 | <65℃ | 水 | 71dB(A) | 可燃 | 3.4t/h | 單一 | 開式 | 5.5KW | 37KW |
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