Il principio di base e la struttura della torre di raffreddamento

Principio e struttura di base

1. Il principio di base della torre di raffreddamento

Una torre di raffreddamento è un dispositivo che utilizza il contatto (diretto o indiretto) di aria e acqua per raffreddare l'acqua. Utilizza l'acqua come refrigerante circolante, assorbe il calore da un sistema e lo scarica nell'atmosfera, riducendo così la temperatura nella torre e realizzando apparecchiature che possono essere riciclate per il raffreddamento dell'acqua.

La relazione di dissipazione del calore nella torre di raffreddamento:

In una torre di raffreddamento a umido, la temperatura dell'acqua calda è alta e la temperatura dell'aria che scorre sulla superficie dell'acqua è bassa. L'acqua trasferisce il calore all'aria, che viene portata via dall'aria e dissipata nell'atmosfera. Esistono tre forme di acqua che dissipa il calore nell'aria:

① Toccare per dissipare il calore;

② Dissipazione del calore evaporativo;

③ Dissipazione del calore delle radiazioni.

La torre di raffreddamento si basa principalmente sui primi due tipi di dissipazione del calore e la dissipazione del calore della radiazione è molto piccola, quindi non dovrebbe essere ignorata.

Principio di dissipazione del calore evaporativo:

La dissipazione del calore evaporativo avviene attraverso lo scambio di materiale, cioè attraverso la diffusione continua di molecole d'acqua nell'aria. Le molecole d'acqua hanno energie diverse e l'energia media è determinata dalla temperatura dell'acqua. Alcune molecole d'acqua con una grande energia cinetica vicino alla superficie dell'acqua superano l'attrazione delle molecole d'acqua adiacenti e scappano dalla superficie dell'acqua e diventano vapore acqueo. Quando le molecole d'acqua con grande energia fuoriescono, il corpo idrico vicino all'energia superficiale dell'acqua si riduce.

Pertanto, la temperatura dell'acqua diminuisce, che è evaporazione e dissipazione del calore. Si ritiene generalmente che le molecole d'acqua evaporate formino prima un sottile strato di aria saturata sulla superficie dell'acqua, la cui temperatura è uguale alla temperatura della superficie dell'acqua, e quindi la velocità di diffusione del vapore acqueo da quella saturata. strato all'atmosfera dipende da La differenza tra la pressione del vapore acqueo dello strato saturo e la pressione del vapore acqueo dell'atmosfera, cioè la legge di Dolton, può essere rappresentata dalla figura seguente.

2. La struttura di base della torre di raffreddamento

✦ Mensole e torri: supporto esterno

✦ Imballaggio: Fornire la più ampia area di scambio termico possibile per acqua e aria

✦ Serbatoio dell'acqua di raffreddamento: situato nella parte inferiore della torre di raffreddamento, riceve l'acqua di raffreddamento

✦ Collettore d'acqua: recupera le gocce d'acqua trasportate dal flusso d'aria

✦ Presa d'aria: presa d'aria della torre di raffreddamento

✦ Dispositivo di spruzzatura dell'acqua: spruzzare l'acqua di raffreddamento all'esterno

✦ Ventilatore: manda aria alla torre di raffreddamento

✦ I ventilatori assiali sono utilizzati nelle torri di raffreddamento a tiraggio indotto.

✦ I ventilatori assiali/centrifughi sono utilizzati nelle torri di raffreddamento a tiraggio forzato.

✦ Otturatori della torre di raffreddamento: Portata d'aria aspirata media; trattiene l'umidità nella torre.

Tipi e loro pro e contro

1. Torre di raffreddamento a ventilazione naturale

Dalla sommità della torre di raffreddamento fuoriesce aria calda con densità minore;

L'aria fredda più densa entra nella torre di raffreddamento dal fondo della torre per riempirsi;

Nessun ventilatore richiesto;

Torre in cemento < 200 m;

Per il raffreddamento di calore elevato.

3. Torre di raffreddamento a ventilazione meccanica

I ventilatori ad alta potenza forzano lo scambio termico tra l'aria e l'acqua in circolazione;

Il film d'acqua sulla superficie dell'imballaggio può massimizzare lo scambio di calore con l'aria;

Ci sono molti fattori che determinano l'efficienza del raffreddamento;

Una varietà di opzioni di capacità di raffreddamento;

Più torri di raffreddamento possono funzionare contemporaneamente, ad esempio 8-il controllo congiunto delle torri.

Ventilazione forzata:

L'aria viene soffiata nello sfiato dal ventilatore centrifugo; Vantaggi: è adatto per torri con grande resistenza al flusso d'aria; il ventilatore centrifugo ha una rumorosità relativamente bassa.

Torre di raffreddamento in controcorrente:

L'acqua di raffreddamento viene spruzzata sull'imballaggio e scorre nel serbatoio dell'acqua di raffreddamento.

L'aria viene forzata dal basso e nell'imballaggio entra in contatto con l'acqua per far evaporare parte dell'acqua di raffreddamento, riducendo così la temperatura dell'acqua.

3. Torre di raffreddamento a tiraggio indotto

Vantaggio

Il grado di riflusso è inferiore a quello delle torri di raffreddamento a tiraggio forzato; il costo di esercizio dei ventilatori è inferiore a quello delle torri di raffreddamento a tiraggio forzato.

svantaggio

La trasmissione meccanica della ventola e del motore richiede un design impermeabile.

L'acqua calda entra nella torre di raffreddamento dall'alto

L'aria è induzione forzata da un ventilatore ed entra nella torre di raffreddamento dal basso; utilizzare una ventola a induzione forzata.

Torre di raffreddamento a tiraggio indotto a flusso incrociato

Torre di raffreddamento a tiraggio indotto in controcorrente

L'acqua di raffreddamento entra dall'alto e scorre attraverso lo strato di imballaggio; l'aria entra da uno o entrambi i lati e la ventola viene indotta a far fluire l'aria lateralmente attraverso lo strato di imballaggio.

Grazie al sistema di distribuzione del flusso naturale dell'acqua calda di questo tipo di torre di raffreddamento:

Vantaggio:

Bassa prevalenza della pompa;

Minore investimento iniziale della pompa;

Minori consumi energetici e costi operativi annuali;

I grandi cambiamenti di flusso non influiranno negativamente sul sistema di distribuzione dell'acqua.

Svantaggio:

La prevalenza bassa farà sì che l'ugello venga facilmente bloccato e l'acqua di raffreddamento non può essere ben dispersa in una nebbia fine quando viene spruzzata;

L'esposizione diretta dei serbatoi di acqua calda all'aria può portare alla crescita di alghe;

Copre una vasta area.

A causa degli ugelli di distribuzione dell'acqua pressurizzata in tali torri di raffreddamento:

Vantaggio:

Aumentando l'altezza della torre per ottenere un processo di scambio termico più lungo e una minore larghezza di raffreddamento;

Poiché il dispositivo di spruzzatura pressurizzato può spruzzare gocce d'acqua più piccole, l'efficienza di scambio termico è maggiore.

Svantaggio:

La prevalenza della pompa dell'acqua dell'impianto aumenta;

Aumento della domanda di energia e aumento dei costi operativi;

L'ugello dell'acqua di raffreddamento non è facile da mantenere e pulire;

Sono necessari un sistema di distribuzione dell'acqua e relative tubazioni, quindi l'investimento iniziale aumenta.

Parametri operativi e design di selezione

1. Differenza di temperatura dell'acqua di raffreddamento

temperatura di ingresso - temperatura di uscita

Grande differenza di temperatura=prestazioni elevate

2. Larghezza fredda

La differenza tra la temperatura dell'acqua in uscita dalla torre di raffreddamento e la temperatura del bulbo umido dell'aria in ingresso:

Intervallo di raffreddamento ridotto=ad alte prestazioni

4. Efficienza:

4. Capacità della torre di raffreddamento

L'unità di capacità della torre di raffreddamento è "kcal all'ora" o "tonnellata di raffreddamento";

Capacità della torre di raffreddamento=portata massica dell'acqua di raffreddamento× capacità termica specifica dell'acqua× differenza di temperatura;

Grande capacità=ad alte prestazioni

5. Calcolo dell'acqua di reintegro

Perdita di acqua per evaporazione (E)

E = Q/600 = (T1-T2)*L/600

E rappresenta la quantità di acqua evaporata (kg/h);

Q sta per carico termico (Kcal/h);

600 rappresenta il calore latente di evaporazione dell'acqua (Kcal/h);

T1 rappresenta la temperatura dell'acqua (livelloC);

T2 rappresenta la temperatura dell'acqua (livelloC);

L rappresenta il volume di acqua circolante (kg/h).

Calcolo dell'acqua di reintegro:

Perdita di schizzi (C)

La perdita di schizzi della torre di raffreddamento è determinata dal tipo di progetto della torre di raffreddamento, dalla velocità del vento e da altri fattori. In circostanze normali, il suo valore è di circa {0}},1~0,2 percento del volume d'acqua circolante.

Perdita periodica dell'acqua di scarico (D)

La perdita di acqua di scarico regolare è determinata da fattori quali la qualità dell'acqua o la concentrazione di solidi nell'acqua. In genere, è circa il 0,3 percento del volume d'acqua circolante.

M=E più C più D

Perdita d'acqua evaporativa (E); perdita di schizzi d'acqua (C); perdita periodica di acqua di scarico (D).

Quando la torre di raffreddamento viene utilizzata per il condizionamento, la differenza di temperatura è progettata per essere 5livelloC. In questo momento, la fornitura d'acqua richiesta dalla torre di raffreddamento è circa il 2% dell'acqua circolante.

6. Flusso dell'acqua di raffreddamento

K·Q=C·M·ΔT

K: Coefficiente di stima

D: La massima capacità di raffreddamento dell'unità

C: capacità termica specifica dell'acqua

ΔT: differenza di temperatura tra l'acqua di mandata e quella di ritorno

M: Portata massica dell'acqua di raffreddamento

1,3 volte la capacità frigorifera massima dell'unità di refrigerazione a compressione;

2,5 volte la capacità di raffreddamento delle unità di refrigerazione ad assorbimento (bromuro di litio).

1. Esempio di selezione

Esempio: un progetto con un flusso d'acqua e un reintegro della torre di raffreddamento dell'unità 640RT.

Q=640RT=2251KW

K=1.3

C=4.2KJ/(kg· livello)

ΔT=5livello

Rifornimento idrico m=M·2 percento =140kg/s·2 percento =2,8 kg/s

2. Problemi di progettazione comuni nella scelta delle torri di raffreddamento

(1) Quali sono le determinanti del consumo energetico delle torri di raffreddamento?

A: Potenza della ventola, flusso dell'acqua di raffreddamento, quantità di rifornimento dell'acqua di raffreddamento?

(2) Le condizioni di temperatura della torre di raffreddamento, a quale temperatura sono l'efficienza e il buon rapporto qualità-prezzo?

Risposta: La temperatura dell'acqua in ingresso alla torre di raffreddamento varia in base all'utilizzo. Ad esempio, la temperatura dell'acqua in uscita dal condensatore centrale dell'aria condizionata è generalmente 30-40livelloC, e la temperatura dell'acqua in uscita di Guo Pengxue HVAC e torre di raffreddamento è generalmente 30livelloC. La temperatura di raffreddamento ideale (temperatura dell'acqua di ritorno) della torre di raffreddamento è 2-3livelloC superiore alla temperatura del bulbo umido. Questo valore è chiamato "grado di approssimazione" (conto pubblico: governante della pompa). Minore è il grado di approssimazione, migliore è l'effetto di raffreddamento. Economia tailandese-vietnamita.

(3) Confronto tra aperto e chiuso

Tipo aperto: l'investimento nella prima fase è relativamente piccolo, ma il costo di esercizio è relativamente alto (consumo di acqua, consumo di energia).

Chiuso: questa apparecchiatura è adatta per l'uso in ambienti difficili come siccità, carenza d'acqua e frequenti tempeste di sabbia. Il mezzo di raffreddamento può essere multimedio come acqua, olio, alcol, liquido di spegnimento, acqua salata e liquido chimico. Il mezzo non ha perdite e composizione stabile. Basso consumo energetico.

Svantaggi: il costo di una torre di raffreddamento chiusa è tre volte quello di una torre aperta.

Installazione, tubazioni, funzionamento e guasti comuni

1. La fonte del rumore della torre di raffreddamento

Le torri di raffreddamento utilizzate sopra sono tutte torri di raffreddamento a ventilazione meccanica. Quando sono in funzione, le principali fonti di rumore della torre dell'acqua sono le seguenti:

(1) Rumore della ventola:

Il suo rumore è composto principalmente da rumore meccanico e rumore fluido;

(2) Rumore del motore:

Suono elettromagnetico quando il suo motore principale è in funzione;

(3) Rumore di ventilazione:

Include principalmente il rumore del fluido dell'aria all'interno e all'esterno della torre e il rumore di risonanza della torre.

Per le soluzioni, fare riferimento a "Comprensione completa del "rumore" e dei metodi di trattamento per la riduzione del rumore e delle vibrazioni delle apparecchiature nei sistemi HVAC" nel materiale didattico pertinente dell'Enciclopedia di Nanshe.

2. Precauzioni per l'installazione e le tubazioni

Il cuscinetto a terra dovrebbe fare riferimento al peso operativo della torre di raffreddamento e al fattore di installazione di progetto per verificare la capacità portante della fondazione dell'installazione.

Condizioni ambientali

1. La distanza più breve tra l'estremità di ingresso dell'aria della torre di raffreddamento e gli edifici adiacenti non deve essere inferiore a 1,5 volte l'altezza della torre.

2. Non deve essere installato in luoghi con fonti di calore come sottostazioni e caldaie. Tenere la parte superiore della torre lontana da fiamme libere.

3. Non deve essere installato in luoghi in cui sono presenti gas corrosivi, come accanto a camini e sorgenti termali.

Istruzioni per l'installazione

1. Le fondamenta della torre di raffreddamento devono essere pre-interrate con piastre orizzontali in acciaio secondo le dimensioni specificate. L'altezza di ciascuna superficie di fondazione dovrebbe essere sullo stesso piano orizzontale, l'errore di elevazione dovrebbe essere entro 1 mm e l'errore del centro di deviazione dovrebbe essere entro 2 mm.

2. Il corpo della torre dovrebbe essere posizionato orizzontalmente e dovrebbe essere basato sulle condizioni generali.

3. Quando si installa la torre dell'acqua, l'installatore deve calpestare le nervature di rinforzo del telaio per evitare di schiacciare il telaio. Inoltre, durante l'installazione del guscio della scheda, del telaio e di altre parti in fibra, le viti devono essere prima usurate, quindi serrate gradualmente per evitare la deformazione del guscio e del telaio. Dopo aver verificato che il telaio non sia deformato e che l'area di contatto e le sue vicinanze siano pulite. Quando è asciutto, la coperta in fibra e la resina per sfregamento possono essere integrate alle giunture per evitare perdite d'acqua durante l'uso.

Preparazione prima di iniziare

1. Aprire la valvola di scarico della vasca dell'acqua per pulire la polvere di fango e lo sporco nella vasca dell'acqua. Lavare le parti del corpo della torre.

2. Regolare la ventola in modo che l'angolo delle pale della ventola sia lo stesso e che lo spazio tra la ventola e il guscio della torre sia uniforme.

3. Verificare se le parti in movimento sono flessibili.

4. Regolare la valvola a galleggiante in modo che il livello dell'acqua della vasca sia garantito 20 cm sotto il troppopieno. 

Sassottigliare

Avviare la pompa dell'acqua in modo intermittente per scaricare completamente l'aria nel tubo dell'acqua di ricircolo, quindi avviare il ventilatore.

1. Quando si apre, controllare se l'ambiente di ingresso e uscita dell'aria è normale. Controllare se la direzione del vento è verso l'alto quando la ventola è in funzione.

2. Regolare il flusso d'acqua al normale flusso d'acqua della torre dell'acqua.

3. Verificare che la tensione e la corrente di esercizio di ciascuna fase del motore non possano superare quella indicata sulla targa del motore.

4. Il circuito di alimentazione dell'utente dovrebbe avere misure di protezione da perdita di fase e protezione da sovraccarico.

Rdeselezionare

L'interno della torre deve essere tenuto pulito per evitare la formazione di incrostazioni e alghe. Mantenere il volume dell'acqua di circolazione per garantire il carico di raffreddamento della torre di raffreddamento. Controllare regolarmente il livello dell'acqua di esercizio, la temperatura dell'acqua di raffreddamento, la tensione del motore, la corrente del motore, le vibrazioni e il valore di rumorosità della torre di raffreddamento nella vasca dell'acqua.

Squalcos'altro

1. Quando l'installazione è completata, controllare se ci sono strumenti e altri oggetti posizionati nella torre o nella porta della ventola di scarico in tempo.

2. Prestare attenzione a controllare la tubazione e la vaschetta dell'acqua per perdite d'acqua all'avvio.

3. Quando la fonte di approvvigionamento idrico è inferiore a quella della torre di raffreddamento o la pressione dell'acqua non è sufficiente per l'approvvigionamento idrico, è necessario installare una pompa dell'acqua aggiuntiva o un serbatoio di alimentazione dell'acqua più alto per fornire acqua per il riempimento.

4. Durante la regolazione e l'installazione, non è consentito calpestare direttamente il riempitivo. Se hai bisogno di calpestarlo, dovresti tamponare temporaneamente lo stucco con una tavola di legno.

3. Precauzioni operative

Preparazione prima dell'operazione:

(1) I corpi estranei sul lato della presa d'aria o intorno alla carcassa del vento devono essere rimossi;

(2) Assicurarsi che vi sia uno spazio libero sufficiente tra la coda del mulino a vento e la carcassa del vento per evitare danni durante il funzionamento;

(3) Controllare se la cinghia trapezoidale del riduttore è regolata correttamente;

(4) La posizione della puleggia della cinghia trapezoidale deve essere mantenuta allo stesso livello l'una con l'altra;

(5) Dopo aver completato l'ispezione di cui sopra, avviare l'interruttore in modo intermittente per verificare se il mulino a vento funziona correttamente? E se ci sono rumori e vibrazioni anormali?

(6) Pulire la vaschetta dell'acqua calda e gli articoli vari all'interno del corpo della torre;

(7) Rimuovere lo sporco e i corpi estranei nella vaschetta dell'acqua calda, quindi riempire l'acqua fino alla posizione di troppopieno;

(8) Avviare la pompa dell'acqua di ricircolo in modo intermittente per rimuovere l'aria nel tubo fino a quando il tubo e la vaschetta dell'acqua fredda non si riempiono di acqua di ricircolo;

(9) Quando la pompa dell'acqua di circolazione funziona normalmente, il livello dell'acqua nella vaschetta dell'acqua fredda scenderà leggermente, in questo momento, la valvola a galleggiante deve essere regolata su un certo livello dell'acqua;

(10) Circuito, riconfermare se le specifiche dell'interruttore del circuito, del fusibile e del cablaggio corrispondono al carico del motore.

Precauzioni per l'avvio della torre dell'acqua:

(1) Avviare il mulino a vento in modo intermittente e verificare se sta funzionando al contrario o se si verificano rumori e vibrazioni anomali? Quindi riavviare la pompa dell'acqua;

(2) Verificare se la corrente di funzionamento del motore del mulino a vento è sovraccaricata? Evitare il burnout del motore o la caduta di tensione;

(3) Utilizzare la valvola di controllo per regolare il volume dell'acqua in modo da mantenere il livello dell'acqua della pentola dell'acqua calda tra 30 e 50 mm;

(4) Controllare se il livello dell'acqua corrente nella vaschetta dell'acqua fredda rimane normale.

Precauzioni durante il funzionamento della torre dell'acqua:

(1) Dopo 5~6 giorni di funzionamento, ricontrollare se la cinghia trapezoidale del riduttore del mulino a vento è normale? Se è allentato, può essere nuovamente bloccato correttamente con il bullone di regolazione;

(2) Dopo una settimana di funzionamento della torre di raffreddamento, l'acqua di ricircolo deve essere sostituita per rimuovere i detriti e lo sporco nella tubazione;

(3) L'efficienza di raffreddamento della torre di raffreddamento sarà influenzata dal livello dell'acqua di circolazione. Per questo motivo è necessario garantire un certo livello d'acqua nella vaschetta dell'acqua calda;

(4) Se il livello dell'acqua nella vasca dell'acqua fredda scende, le prestazioni della pompa dell'acqua di ricircolo e del condizionatore d'aria ne risentiranno, quindi anche il livello dell'acqua deve essere mantenuto costante;

Precauzioni per la manutenzione ordinaria della torre dell'acqua:

L'acqua di ricircolo viene generalmente sostituita una volta al mese, oppure va sostituita se sporca. La sostituzione dell'acqua circolante è determinata in base alla concentrazione di solidi nell'acqua. Allo stesso tempo, pulire la bacinella dell'acqua calda e la bacinella dell'acqua fredda. Se è presente dello sporco nella vaschetta dell'acqua calda, influirà sull'efficienza del raffreddamento.

Precauzioni per l'arresto stagionale e la manutenzione della torre dell'acqua:

(1) Allentare la cinghia trapezoidale nel riduttore e riempire il cuscinetto con olio lubrificante;

(2) Tutta l'acqua in circolazione nella tubazione deve essere rimossa per evitare crepe dovute al gelo invernale;

(3) Il tubo di scarico della vasca dell'acqua fredda deve essere aperto in qualsiasi momento in modo che l'acqua piovana e la neve sciolta possano defluire;

(4) La torre di raffreddamento si riavvia dopo un periodo di spegnimento. In questo momento, è necessario verificare se l'isolamento del motore è normale? Quindi fare riferimento alle istruzioni per i preparativi prima dell'operazione per operare.

3. Precauzioni di manutenzione

4. Requisiti per la qualità dell'acqua di ricircolo (con valore limite di qualità dell'acqua)