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工業(yè)冷卻塔：類型及工作流程

工業(yè)流程和機器會產(chǎn)生大量熱量，因此需要持續(xù)散熱才能高效運行。熱量必須傳遞到環(huán)境中。這是通過熱交換過程實現(xiàn)的。這就是工業(yè)冷卻塔技術(shù)的基礎(chǔ)。然而，盡管冷卻塔是20世紀的設(shè)備，但人們對其的了解實際上很有限。有些人甚至認為冷卻塔是污染源，但其釋放到大氣中的唯一物質(zhì)是水蒸氣。

什么是冷卻塔？

冷卻塔是一種特殊的熱交換器，空氣和水在其中直接接觸，以降低建筑物中的水溫。空氣從塔的兩側(cè)進入并穿過落下的水。當(dāng)空氣穿過水時，會發(fā)生熱量交換，部分水會蒸發(fā)。這些熱量和蒸發(fā)的水以云狀細霧的形式從塔頂流出。冷卻后的水收集在塔的底部，然后被泵回工廠或建筑物進行再利用。

工業(yè)冷卻塔的類型

經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，冷卻塔有不同的類型和尺寸。每一種都適用于特定的負載配置，因此概述可用選項非常重要。請注意，盡管設(shè)計不同，但基本功能仍然是通過蒸發(fā)將熱量從建筑系統(tǒng)或過程散發(fā)到空氣中。以下是一些分類。1、機械通風(fēng)冷卻塔機械通風(fēng)冷卻塔在建筑物中應(yīng)用最廣泛，依靠動力驅(qū)動風(fēng)扇吸入或迫使空氣通過塔。其通常位于建筑物外部，空氣由電動風(fēng)扇電機驅(qū)動，迫使空氣穿過塔樓。對于相同的容量，機械通風(fēng)冷卻塔比自然通風(fēng)冷卻塔小得多。這是因為風(fēng)扇排出的空氣量增加，導(dǎo)致冷卻能力增加。2、常壓冷卻塔常壓冷卻塔不使用機械風(fēng)扇來產(chǎn)生穿過塔的氣流，其空氣來自壓力噴霧提供的自然感應(yīng)流。3、混合通風(fēng)冷卻塔混合通風(fēng)冷卻塔配備機械通風(fēng)機以增加氣流。因此，其也被稱為風(fēng)扇輔助的自然通風(fēng)塔。其設(shè)計目的是最大限度地減少空氣流動所需的馬力，但同時盡可能減少對煙囪成本的影響。4、建筑特色冷卻塔其通常被構(gòu)造成雙曲面、雙曲的混凝土殼結(jié)構(gòu)，由一系列混凝土支柱支撐。地基通常由傾斜的池壁組成，形成一個帶有寬混凝土條的圓形“T”梁。5、空氣流動特性冷卻塔逆流式冷卻塔的空氣通道直接逆著水流流動。與橫流設(shè)計一樣，水可以在進風(fēng)百葉窗的幫助下擴散。此類冷卻塔的瓶狀形狀是其特征。6、冷卻塔形狀特征從形狀上考慮，有直線型和圓形機械通風(fēng)兩種類型。直線塔以蜂窩方式建造，隨著蜂窩的長度和數(shù)量線性增加，以實現(xiàn)特殊的熱性能。相反，圓形機械通風(fēng)，顧名思義，塔的平面配置基本上是圓形的，風(fēng)扇盡可能緊密地聚集在塔的中心點周圍。7、基于傳熱法的冷卻塔這里描述的所有冷卻塔都是蒸發(fā)式冷卻塔，其主要冷卻效果來自空氣和水直接接觸時發(fā)生的蒸發(fā)。該系列的另一端是干塔，通過充分利用干燥表面盤管部分，空氣和水之間不會發(fā)生直接接觸，也不會蒸發(fā)。因此，顯熱傳遞使水完全冷卻。

工業(yè)冷卻塔的工作原理

來自工業(yè)設(shè)備、商用空調(diào)系統(tǒng)或任何其他熱源的溫水進入塔，并在頂部均勻擴散。當(dāng)水沿著塔流下時，設(shè)備填充物將其擴散到大面積上，以增加水與空氣的接觸，從而通過蒸發(fā)增強熱傳遞。由于塔內(nèi)的大型風(fēng)扇，大量的空氣不斷地沿著填充物流動。當(dāng)蒸發(fā)發(fā)生時，水會失去熱量。其最終進入塔底部的水池。然后冷水返回冷卻初始熱源，并重復(fù)該循環(huán)。為了稀釋系統(tǒng)，部分系統(tǒng)水通過排放閥進入排水管。補充管線向冷卻塔供給淡水以進行補充。通常不會輕易注意到這些過程，因為其同時發(fā)生會創(chuàng)建一個連續(xù)的循環(huán)。下圖顯示了典型冷卻塔的流程。圖1：冷卻塔流程

冷卻塔的高效運行

與其他選擇相比，冷卻塔對于工業(yè)冷卻而言，通常具有成本效益，但效率挑戰(zhàn)可能令人失望。監(jiān)控效率因素至關(guān)重要，因為其可以確保以下幾點：減少用水量節(jié)約能源延長設(shè)備使用壽命降低運營成本

為了保持冷卻塔高效運行，有三件事很重要：了解所使用的冷卻塔類型、有效使用化學(xué)品，以及追蹤系統(tǒng)水損失。

冷卻塔的工業(yè)應(yīng)用

冷卻塔系統(tǒng)在許多行業(yè)中都很常見，其中主要是電力、商業(yè)、暖通空調(diào)和工業(yè)。在工業(yè)設(shè)置中，該系統(tǒng)排出來自機械、加熱的過程材料等來源的熱量。具體來講，工業(yè)冷卻塔常見于食品加工廠、煉油廠、天然氣廠和石化廠。其他工業(yè)應(yīng)用：水冷式空氣壓縮機塑料注射吹塑機壓鑄機制冷和冷卻裝置冷庫陽極氧化加工工廠發(fā)電廠水冷式空調(diào)系統(tǒng)和VAM機器

風(fēng)冷式冷水機與水冷式冷水機的問題

每種設(shè)備都有其優(yōu)點和缺點，但在干燥地區(qū)，風(fēng)冷式冷水機通常更可取。此外，當(dāng)工廠的可靠性非常重要，并且必須避免對供水的依賴時。數(shù)據(jù)中心等關(guān)鍵任務(wù)設(shè)施通常就是這種情況。這兩個系統(tǒng)之間的主要區(qū)別之一是風(fēng)冷式冷水機組系統(tǒng)中沒有冷卻塔，從而帶來了諸如減少維護和維修需求等優(yōu)點。圖2：風(fēng)冷系統(tǒng)與水冷系統(tǒng)

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