Nguyên lý cơ bản và cấu tạo của tháp giải nhiệt

Nguyên lý và cấu trúc cơ bản

1. Nguyên lý cơ bản của tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt là một thiết bị sử dụng sự tiếp xúc (trực tiếp hoặc gián tiếp) của không khí và nước để làm mát nước. Nó sử dụng nước làm chất làm mát tuần hoàn, hấp thụ nhiệt từ hệ thống và thải ra khí quyển, do đó làm giảm nhiệt độ trong tháp và chế tạo thiết bị có thể tái chế để làm nước làm mát.

Mối quan hệ tản nhiệt trong tháp giải nhiệt:

Trong tháp giải nhiệt ướt, nhiệt độ của nước nóng cao và nhiệt độ của không khí chảy trên mặt nước thấp. Nước truyền nhiệt cho không khí, được không khí mang đi và tản vào khí quyển. Có ba hình thức tản nhiệt của nước ra không khí:

① Cảm ứng để tản nhiệt;

② Tản nhiệt bay hơi;

③ Tản nhiệt bức xạ.

Tháp giải nhiệt chủ yếu dựa vào hai loại tản nhiệt đầu tiên, tản nhiệt bức xạ rất nhỏ nên không nên bỏ qua.

Nguyên lý tản nhiệt bay hơi:

Tản nhiệt bay hơi được thực hiện thông qua trao đổi vật chất, tức là thông qua sự khuếch tán liên tục của các phân tử nước vào không khí. Các phân tử nước có năng lượng khác nhau, và năng lượng trung bình được xác định bởi nhiệt độ nước. Một số phân tử nước có động năng lớn ở gần mặt nước thắng lực hút của các phân tử nước liền kề và thoát ra khỏi mặt nước và trở thành hơi nước. Khi các phân tử nước có năng lượng lớn thoát ra ngoài, năng lượng của vùng nước gần bề mặt nước bị giảm.

Do đó, nhiệt độ nước giảm, đó là sự bay hơi và tản nhiệt. Thông thường, người ta tin rằng các phân tử nước bay hơi đầu tiên tạo thành một lớp mỏng không khí bão hòa trên bề mặt nước, có nhiệt độ bằng với nhiệt độ của bề mặt nước, sau đó là tốc độ khuếch tán hơi nước ra khỏi vùng bão hòa. lớp lên khí quyển phụ thuộc vào Sự chênh lệch giữa áp suất hơi nước của lớp bão hòa và áp suất hơi nước của khí quyển, tức là, định luật Dolton, có thể được biểu diễn bằng hình sau.

2. Cấu trúc cơ bản của tháp giải nhiệt

✦ Chân đế và tháp: hỗ trợ bên ngoài

✦ Đóng gói: Cung cấp diện tích trao đổi nhiệt lớn nhất có thể cho nước và không khí

✦ Két nước giải nhiệt: nằm dưới đáy tháp giải nhiệt, tiếp nhận nước làm mát

✦ Bộ thu nước: thu hồi các giọt nước bị dòng không khí mang đi

✦ Air Inlet: Đầu vào không khí của tháp giải nhiệt

✦ Thiết bị phun nước: phun nước làm mát ra ngoài

✦ Quạt: cung cấp không khí cho tháp giải nhiệt

✦ Quạt hướng trục được sử dụng trong tháp giải nhiệt gió lùa.

✦ Quạt hướng trục / ly tâm được sử dụng trong tháp giải nhiệt cưỡng bức.

✦ Cửa chớp tháp giải nhiệt: Lưu lượng gió nạp trung bình; giữ lại độ ẩm trong tháp.

Các loại và ưu nhược điểm của chúng

1. Tháp giải nhiệt thông gió tự nhiên

Không khí nóng với mật độ ít hơn chảy ra từ đỉnh tháp giải nhiệt;

Không khí lạnh dày đặc hơn đi vào tháp giải nhiệt từ đáy tháp để làm đầy;

Không cần quạt;

Tháp bê tông <200 m;

Để làm mát nhiệt lượng lớn.

3. Tháp giải nhiệt thông gió cơ khí

Quạt công suất lớn buộc trao đổi nhiệt giữa không khí và nước tuần hoàn;

Màng nước trên bề mặt của bao bì có thể trao đổi nhiệt tối đa với không khí;

Có nhiều yếu tố quyết định hiệu quả làm mát;

Nhiều lựa chọn công suất làm lạnh;

Nhiều tháp giải nhiệt có thể hoạt động cùng một lúc, chẳng hạn như điều khiển chung tháp 8-.

Thông gió cưỡng bức:

Không khí được quạt ly tâm thổi vào lỗ thông hơi; Ưu điểm: Thích hợp cho các tháp có lực cản luồng gió lớn; quạt ly tâm có tiếng ồn tương đối thấp.

Tháp giải nhiệt dòng ngược:

Nước làm mát được phun qua bao bì và chảy xuống két nước làm mát.

Không khí được đẩy vào từ phía dưới và trong bao bì, nó tiếp xúc với nước để làm bay hơi một phần nước làm mát, do đó làm giảm nhiệt độ của nước.

3. Tháp giải nhiệt dự thảo cảm ứng

Thuận lợi

Mức độ chảy ngược thấp hơn so với tháp giải nhiệt cưỡng bức; chi phí vận hành của quạt thấp hơn so với tháp giải nhiệt cưỡng bức.

bất lợi

Bộ truyền động cơ học của quạt và động cơ yêu cầu thiết kế không thấm nước.

Nước nóng đi vào tháp giải nhiệt từ đỉnh

Không khí được cảm ứng cưỡng bức bởi quạt và đi vào tháp giải nhiệt từ phía dưới; sử dụng quạt cảm ứng cưỡng bức.

Tháp làm mát dự thảo cảm ứng dòng chảy chéo

Tháp làm mát bằng gió thổi ngược dòng

Nước làm mát đi vào từ phía trên và chảy qua lớp đóng gói; không khí đi vào từ một hoặc cả hai phía, và quạt được tạo ra để làm cho không khí lưu thông theo phương ngang qua lớp đóng gói.

Do hệ thống phân phối dòng chảy tự nhiên nước nóng của loại tháp giải nhiệt này:

Thuận lợi:

Đầu bơm nước thấp;

Đầu tư máy bơm ban đầu thấp hơn;

Giảm chi phí và tiêu thụ năng lượng vận hành hàng năm;

Sự thay đổi lưu lượng lớn sẽ không ảnh hưởng xấu đến hệ thống phân phối nước.

Bất lợi:

Đầu thấp sẽ khiến vòi phun dễ bị tắc và nước làm mát không thể phân tán tốt thành sương mịn khi phun ra ngoài;

Việc tiếp xúc trực tiếp của bể nước nóng với không khí có thể dẫn đến sự phát triển của tảo;

Bao gồm một khu vực rộng lớn.

Do các đầu phun phân phối nước điều áp trong các tháp giải nhiệt như vậy:

Thuận lợi:

Bằng cách tăng chiều cao của tháp để thu được quá trình trao đổi nhiệt lâu hơn và chiều rộng giải nhiệt nhỏ hơn;

Do thiết bị phun điều áp có thể phun ra những giọt nước nhỏ hơn nên hiệu quả trao đổi nhiệt cao hơn.

Bất lợi:

Hệ thống bơm nước tăng đầu;

Tăng nhu cầu năng lượng và tăng chi phí vận hành;

Vòi phun nước làm mát không dễ bảo trì và vệ sinh;

Cần có hệ thống phân phối nước và đường ống liên quan, do đó, vốn đầu tư ban đầu tăng lên.

Các thông số vận hành và thiết kế lựa chọn

1. Chênh lệch nhiệt độ nước làm mát

nhiệt độ đầu vào - nhiệt độ đầu ra

Chênh lệch nhiệt độ lớn=hiệu suất cao

2. Chiều rộng lạnh

Sự khác biệt giữa nhiệt độ nước đầu ra của tháp giải nhiệt và nhiệt độ bầu ướt của không khí đầu vào:

Phạm vi làm mát nhỏ=hiệu suất cao

4. Hiệu quả:

4. Công suất tháp giải nhiệt

Đơn vị đo công suất của tháp giải nhiệt là "kcal trên giờ" hoặc "tấn giải nhiệt";

Công suất tháp giải nhiệt=lưu lượng nước làm mát× nhiệt dung riêng của nước× Nhiệt độ khác nhau;

Dung lượng lớn=hiệu suất cao

5. Tính nước trang điểm

Mất nước do bay hơi (E)

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

E đại diện cho lượng nước bay hơi (kg / h);

Q là viết tắt của nhiệt tải (Kcal / h);

600 đại diện cho nhiệt ẩn của sự bay hơi của nước (Kcal / h);

T1 đại diện cho nhiệt độ nước (bằng cấpC);

T2 biểu thị nhiệt độ nước (bằng cấpC);

L thể hiện lượng nước tuần hoàn (kg / h).

Tính toán nước trang điểm:

Mất giật gân (C)

Tổn thất do văng của tháp giải nhiệt được xác định bởi kiểu thiết kế tháp giải nhiệt, tốc độ gió và các yếu tố khác. Trong trường hợp bình thường, giá trị của nó là khoảng {{0}}. 1 ~ 0,2 phần trăm khối lượng nước tuần hoàn.

Lượng nước xả định kỳ (D)

Việc thất thoát nước xả thường xuyên được xác định bởi các yếu tố như chất lượng nước hoặc nồng độ chất rắn trong nước. Nói chung, nó chiếm khoảng 0. 3 phần trăm thể tích nước tuần hoàn.

M=E cộng với C cộng với D

Tổn thất nước do bay hơi (E); mất nước văng (C); thất thoát nước xả định kỳ (D).

Khi tháp giải nhiệt được sử dụng để điều hòa không khí, sự chênh lệch nhiệt độ được thiết kế là 5bằng cấpC. Lúc này, lượng nước cần cung cấp cho tháp giải nhiệt là khoảng 2 phần trăm lượng nước tuần hoàn.

6. Dòng nước làm mát

K·Q=C·M·ΔT

K: Hệ số ước tính

Q: Công suất làm lạnh tối đa của thiết bị

C: nhiệt dung riêng của nước

ΔT: chênh lệch nhiệt độ giữa nước cấp và nước hồi

M: Lưu lượng khối lượng nước làm mát

1,3 lần công suất lạnh tối đa của bộ làm lạnh nén;

2,5 lần khả năng làm lạnh của các đơn vị làm lạnh hấp thụ (lithium bromide).

1. Ví dụ về lựa chọn

Ví dụ: Một dự án có lưu lượng nước và trang điểm tháp giải nhiệt đơn vị 640RT.

Q =640 RT =2251 KW

K=1.3

C =4. 2KJ / (kg· bằng cấp)

ΔT=5bằng cấp

Bổ sung nước m=M·2 phần trăm =140 kg / giây·2 phần trăm =2. 8kg / giây

2. Các vấn đề thiết kế thường gặp trong việc lựa chọn tháp giải nhiệt

(1) Các yếu tố quyết định tiêu thụ năng lượng của tháp giải nhiệt?

A: Công suất quạt, lưu lượng nước làm mát, lượng nước bổ sung làm mát?

(2) Điều kiện nhiệt độ của tháp giải nhiệt, ở nhiệt độ nào là hiệu quả và tiết kiệm?

Trả lời: Nhiệt độ nước đầu vào của tháp giải nhiệt thay đổi tùy theo mục đích sử dụng. Ví dụ: nhiệt độ nước đầu ra của bình ngưng điều hòa không khí trung tâm nói chung là 30-40bằng cấpC, và nhiệt độ nước đầu ra của Guo Pengxue HVAC và tháp giải nhiệt nói chung là 30bằng cấpC. Nhiệt độ làm mát lý tưởng (nhiệt độ nước hồi lưu) của tháp giải nhiệt là 2-3bằng cấpC cao hơn nhiệt độ bầu ướt. Giá trị này được gọi là "độ xấp xỉ" (tài khoản công khai: người quản gia máy bơm). Độ xấp xỉ càng nhỏ thì hiệu quả làm mát càng tốt. Kinh tế Thái-Việt.

(3) So sánh mở và đóng

Loại mở: Vốn đầu tư trong giai đoạn đầu tương đối nhỏ, nhưng chi phí vận hành tương đối cao (tiêu tốn nước, điện năng).

Đóng: Thiết bị này thích hợp sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như hạn hán, thiếu nước và bão cát thường xuyên. Môi chất làm mát có thể là nhiều môi trường như nước, dầu, cồn, chất lỏng làm nguội, nước muối và chất lỏng hóa học. Môi trường không bị thất thoát và thành phần ổn định. Tiêu thụ năng lượng thấp.

Nhược điểm: Giá thành của tháp giải nhiệt kín gấp 3 lần tháp hở.

Lắp đặt, đường ống, vận hành và các hư hỏng thường gặp

1. Nguồn gốc của tiếng ồn tháp giải nhiệt

Các tháp giải nhiệt được sử dụng ở trên đều là tháp giải nhiệt thông gió cơ khí. Khi chúng đang chạy, các nguồn chính gây ra tiếng ồn của tháp nước như sau:

(1) Tiếng ồn của quạt:

Tiếng ồn của nó chủ yếu bao gồm tiếng ồn cơ học và tiếng ồn chất lỏng;

(2) Tiếng ồn động cơ:

Âm thanh điện từ khi động cơ chính của nó đang chạy;

(3) Tiếng ồn thông gió:

Nó chủ yếu bao gồm tiếng ồn chất lỏng không khí bên trong và bên ngoài tháp và tiếng ồn cộng hưởng tháp.

Để biết các giải pháp, vui lòng tham khảo "Hiểu biết toàn diện về" Tiếng ồn "và các phương pháp xử lý tiếng ồn và giảm rung của thiết bị trong hệ thống HVAC" trong phần mềm liên quan của Nanshe Encyclopedia.

2. Các lưu ý khi lắp đặt và đường ống

Độ chịu lực của nền đất cần tham khảo trọng lượng vận hành của tháp giải nhiệt và hệ số lắp đặt thiết kế để kiểm tra khả năng chịu lực của nền lắp đặt.

Điều kiện môi trường

1. Khoảng cách ngắn nhất giữa đầu hút gió của tháp giải nhiệt và các công trình lân cận không được nhỏ hơn 1,5 lần chiều cao tháp.

2. Không nên lắp đặt nó ở những nơi có nguồn nhiệt như trạm biến áp và lò hơi. Giữ cho đỉnh tháp tránh xa ngọn lửa.

3. Nó không nên được lắp đặt ở những nơi tồn tại khí ăn mòn, chẳng hạn như bên cạnh ống khói và suối nước nóng.

hướng dẫn cài đặt

1. Móng tháp giải nhiệt cần được chôn sẵn các tấm thép nằm ngang theo kích thước quy định. Chiều cao của mỗi bề mặt móng phải nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang, sai số cao độ trong vòng 1mm và sai số tâm lệch trong vòng 2mm.

2. Thân tháp nên đặt nằm ngang, căn cứ vào tình trạng tổng thể.

3. Khi lắp đặt đài nước, người lắp đặt nên đạp lên các đường gân gia cường của khung xe để tránh làm nát khung xe. Ngoài ra, khi lắp đặt vỏ thẻ, khung máy và các bộ phận sợi khác, các vít nên được mài mòn trước, sau đó vặn chặt dần để tránh biến dạng vỏ và khung máy. Sau khi xác nhận rằng khung máy không bị biến dạng, vùng tiếp xúc và vùng lân cận sạch sẽ. Khi trời khô có thể bổ sung sợi mền và nhựa xoa tại các khớp nối để tránh rò rỉ nước trong quá trình sử dụng.

Chuẩn bị trước khi bắt đầu

1. Mở van xả của chậu nước để xả sạch bụi bẩn bùn đất trong chậu nước. Xả rửa các bộ phận thân tháp.

2. Điều chỉnh quạt sao cho góc của các cánh quạt bằng nhau và khe hở giữa quạt và vỏ tháp là đều.

3. Kiểm tra xem các bộ phận đang chạy có linh hoạt không.

4. Điều chỉnh van phao sao cho mực nước của chậu đảm bảo thấp hơn mực nước tràn 20cm. 

Snâng lên

Khởi động máy bơm nước ngắt quãng để xả hoàn toàn không khí trong đường ống nước tuần hoàn, sau đó khởi động quạt.

1. Khi mở, hãy kiểm tra xem môi trường không khí vào và ra có bình thường không. Kiểm tra xem hướng gió có hướng lên khi quạt đang chạy hay không.

2. Điều chỉnh lưu lượng nước về lưu lượng nước bình thường của tháp nước.

3. Kiểm tra để đảm bảo rằng điện áp hoạt động và dòng điện của mỗi pha của động cơ không được vượt quá mức hiển thị trên nhãn động cơ.

4. Mạch nguồn của người sử dụng cần có các biện pháp bảo vệ mất pha và bảo vệ quá tải.

Rbỏ kiểm tra

Bên trong tháp phải được giữ sạch sẽ để tránh bám bẩn và hình thành tảo. Duy trì lượng nước tuần hoàn để đảm bảo tải giải nhiệt của tháp giải nhiệt. Thường xuyên kiểm tra mực nước hoạt động, nhiệt độ nước làm mát, điện áp động cơ, dòng điện động cơ, độ rung và độ ồn của tháp giải nhiệt trong chậu nước.

Scòn gì nữa

1. Khi hoàn thành việc lắp đặt, kiểm tra xem có dụng cụ và các vật dụng khác được đặt trong tháp hoặc cổng quạt hút kịp thời hay không.

2. Chú ý kiểm tra đường ống và chảo nước xem có bị rò rỉ nước khi khởi động không.

3. Khi nguồn cấp nước thấp hơn tháp giải nhiệt hoặc áp lực nước không đủ cấp nước thì cần lắp thêm máy bơm nước hoặc bồn cấp nước cao hơn để cấp nước cho bình.

4. Khi điều chỉnh, lắp đặt không được giẫm trực tiếp lên khối đệm. Nếu cần giẫm lên thì nên lót tạm chất độn bằng ván gỗ.

3. Biện pháp phòng ngừa khi vận hành

Chuẩn bị trước khi hoạt động:

(1) Phải loại bỏ các vật thể lạ ở phía bên của cửa hút gió hoặc xung quanh thân thịt;

(2) Đảm bảo rằng có đủ khe hở giữa đuôi của cối xay gió và thân gió để tránh hư hỏng trong quá trình vận hành;

(3) Kiểm tra đai chữ V của bộ giảm tốc có được điều chỉnh đúng cách hay không;

(4) Vị trí của ròng rọc đai chữ V phải được giữ ngang hàng với nhau;

(5) Sau khi kiểm tra xong, khởi động công tắc ngắt quãng để kiểm tra xem cối xay gió có chạy chính xác không? Và liệu có tiếng ồn và độ rung bất thường không?

(6) Làm sạch chảo nước nóng và các đồ lặt vặt bên trong thân tháp;

(7) Loại bỏ chất bẩn và chất lạ trong chảo nước nóng, sau đó đổ đầy nước đến vị trí tràn;

(8) Khởi động máy bơm nước tuần hoàn ngắt quãng để loại bỏ không khí trong đường ống cho đến khi đường ống và chảo nước lạnh chứa đầy nước tuần hoàn;

(9) Khi máy bơm nước tuần hoàn hoạt động bình thường, mực nước trong chảo nước lạnh sẽ giảm xuống một chút, lúc này van phao phải được điều chỉnh đến mực nước nhất định;

(10) Hệ thống mạch, xác nhận lại xem thông số kỹ thuật của công tắc mạch, cầu chì và hệ thống dây điện có khớp với tải động cơ hay không.

Các lưu ý khi khởi động tháp nước:

(1) Khởi động cối xay gió không liên tục và kiểm tra xem nó có chạy ngược lại hay có xảy ra tiếng ồn và rung bất thường không? Sau đó khởi động lại máy bơm nước;

(2) Kiểm tra dòng điện chạy của động cơ cối xay gió có bị quá tải không? Tránh cháy động cơ hoặc sụt áp;

(3) Sử dụng van điều khiển để điều chỉnh lượng nước để giữ mực nước của chảo nước nóng trong khoảng từ 30 đến 50 mm;

(4) Kiểm tra xem mực nước chảy trong chảo nước lạnh có còn bình thường không.

Các lưu ý trong quá trình vận hành tháp nước:

(1) Sau 5 ~ 6 ngày hoạt động, kiểm tra lại đai chữ V của hộp giảm tốc cối xay gió có bình thường không? Nếu nó bị lỏng, nó có thể được khóa lại đúng cách bằng bu lông điều chỉnh;

(2) Sau một tuần tháp giải nhiệt hoạt động phải thay nước tuần hoàn để loại bỏ cặn bẩn trong đường ống;

(3) Hiệu suất giải nhiệt của tháp giải nhiệt sẽ bị ảnh hưởng bởi mực nước tuần hoàn. Vì lý do này, cần phải đảm bảo một mực nước nhất định trong chảo nước nóng;

(4) Nếu mực nước trong khay nước lạnh giảm xuống, hiệu suất của máy bơm nước tuần hoàn và máy điều hòa không khí sẽ bị ảnh hưởng, do đó mực nước cũng phải được giữ không đổi;

Các biện pháp phòng ngừa bảo trì định kỳ tháp nước:

Nước tuần hoàn thường được thay thế mỗi tháng một lần, hoặc phải thay nước nếu bị bẩn. Việc thay thế nước tuần hoàn được xác định tùy theo nồng độ chất rắn trong nước. Đồng thời, rửa sạch chảo nước nóng và chảo nước lạnh. Nếu có bụi bẩn trong chảo nước nóng, sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát.

Các biện pháp phòng ngừa khi ngừng hoạt động và bảo trì tháp nước theo mùa:

(1) Nới lỏng đai chữ V trong hộp giảm tốc và đổ đầy dầu bôi trơn vào ổ trục;

(2) Tất cả nước tuần hoàn trong đường ống phải được loại bỏ để tránh các vết nứt do đóng băng vào mùa đông;

(3) Nên mở ống thoát nước của chảo nước lạnh bất cứ lúc nào để nước mưa và tuyết tan chảy ra ngoài;

(4) Tháp giải nhiệt khởi động lại sau một thời gian tắt máy. Lúc này cần kiểm tra độ cách điện của động cơ có bình thường không? Sau đó tham khảo hướng dẫn để chuẩn bị trước khi vận hành để vận hành.

3. Các biện pháp phòng ngừa bảo trì

4. Yêu cầu đối với chất lượng nước tuần hoàn (với giá trị giới hạn chất lượng nước)