冷却塔技术详解

冷却塔技术详解

一、基本简介

冷却塔是集空气动力学、热力学、流体学、化学、生物化学、材料学、静、动态结构力学，加工技术等多种学科为一体的综合产物。水质为多变量的函数，冷却更是多因素，多变量与多效应综合的过程。随着冷却塔行业不断发展，越来越多的行业和企业运用到了冷却塔，也有很多企业进入到了冷却塔行业并发展。

二、产品原理

1.冷却塔循环水系统中必须存在一定的《富余能量20%-25%》，在运行时就把这些能量聚集在某个阀门处，久而久之这些能量就白白地流失掉。外置式水轮机就是利用这些《富余能量》转换为高效机械能，从而100%取代冷却塔风机电机达到节电目的。

2.外置式水轮机如何能达到电机驱动效率的关键是：了解冷却塔循环水系统设计中的富余能量，同时水轮机的叶轮设计也是关键，富余能量的组成主要由以下6个部分：

1）循环水系统设计时必须考虑的余量值；

2）换热设备的势能利用；

3）水轮机的自身调节能力；

4）循环水系统的动能转换效率；

5）阀门没有开启到位时，由阀门所消耗的能量。

6）低流量通过合并再分流方法满足系统要求。

3.冷却塔旧塔节能改造

冷却塔与换热设备之间由水泵来循环驱动，外置式水轮机利用回水压力能来转换驱动水轮机作功带动风机，一般按照三个冷却塔做节能改造，设计时流量偏大实际用量在60%左右，考虑到生产需求变化，节能改造方法是：二台塔为水轮机驱动，一台塔为电机驱动在夏季时段备用。

4. 冷却塔新塔设计

外置式水轮机的工作重点在于回水压力或回水流量来满足该水轮机带动风机作功能力，能量守恒定律——多少回水流量或压力转换=多少风机转速。外置式水轮机转速根据系统流量的增减而增减，该系统三台外置式水轮机冷却塔，水轮机出水管三台塔贯通，通过旁通阀调整流量和便于维护。

三、产品结构

外置式水轮机冷却塔顾名思义，其主要设备是安装在冷却塔风筒外面的水轮机。外置式水轮机主要部件是304#不锈钢叶轮、316L不锈钢主轴、蜗壳主机采用碳钢。导叶轮是能量转换的重要部件，循环水进入叶轮前，通过导叶轮时产生旋流，进一步提高了叶轮的能量转换效率。水轮机基础为900*900上、下二块钢板采用双头螺栓可调节位置（便于维护维修）。水轮机重量设计与传统型电机重量相似匹配与风筒内减速箱传动软连接等构成。

冷却塔外置式水轮机，由于安装在冷却塔风筒外面电机位置，无任何空间局限，外置式水轮机叶轮直径、片数及形状、角度可根据客户的实际情况放大设计、增加扭力提高转换效率。不同的流量、压力的系统设计，达到最完美的传动转换比例，实现冷却塔风机转速大于或等于原电机驱动的风机转速。外置式水轮机蜗牛形状，采用仿生学蜗牛状效应减少循环水的冲击力和震动率。

四、应用信息

冷却塔主要应用于空调冷却系统、冷冻系列、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域，应用最多的为空调冷却、冷冻、塑胶化工行业。具体划分，如下：

A、空气室温调节类：空调设备、冷库、冷藏室、冷冻、冷暖空调等；

B、制造业及加工类：食品业、药业、金属铸造、塑胶业、橡胶业、纺织业、钢铁厂、化学品业、石化制品类等；

C、机械运转降温类：发电机、汽轮机、空压机、油压机、引擎等；

D、其他类行业……

冷却塔的作用是将携带废热的冷却水在塔体内部与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。

五、原理

通用术语“冷却塔”是用来描述直接（开路）和间接（闭路）散热设备。虽然大多数想出一个“冷却塔作为一个开放的直接接触散热装置”，间接冷却塔，有时被称为“闭合电路的冷却塔”的是但也是一个冷却塔。

一个直接的，或开路冷却塔是一个密封结构内部的手段，通过将循环水以喷雾方式，喷淋到玻璃纤维的填料上。填料提供了更大的接触面，通过水与空气的接触，达到换热效果。再有风机带动塔内气流循环，将与水换热后的热气流带出，从而达到冷却。填充可能包括多个，主要是垂直，湿面赖以传播的水（填充）或横向飞溅要素创造了许多具有较大的地表面积小水滴级联几个层次薄膜（飞溅）。

间接或闭路冷却塔并不涉及对空气和液体，通常是水或乙二醇混合物直接接触被冷却。不同的是开放式冷却塔，冷却塔的间接拥有两个独立的流体电路。一个是外部电路中的水是在第二赛道，这是管束外循环（非公开线圈）的连接到的热流体进程被冷却并在闭路返回。空气是通过循环绘制在整个热管外级联水，提供类似的蒸发冷却冷却塔开放。在运作的热流从内部流体电路，通过线圈管墙，外部电路，然后由空气和水的一些蒸发加热，到大气中。间接冷却塔的行动，因此非常相似，打开冷却塔有一个例外。这一过程被冷却液在一个“封闭”回路中，不直接暴露在大气或外部的循环水。

在逆流冷却塔中的空气向上通过填充或管束时，对面水向下运动。在横流冷却塔空气水平移动通过填充时，水向下移动。

冷却塔还有一个特点，其中使用较多的是机械通风冷却塔，它依靠电力驱动的风扇，吸引或强行充入空气。自然通风冷却塔使用的较高的排气烟囱给空气提供了浮力，风扇辅助自然风以增加浮力的影响。许多早期的冷却塔靠风向产生的浮力来吸引空气。如果冷却水从冷却塔中回复利用，一些水必须添加到更换或构成，流动的那部分蒸发。由于蒸发包括纯净水，溶解的矿物质和其他固体循环水的浓度往往会增加，除非溶解一些固体，那么一些水也丧失了与正在开展的废气（漂移）飞沫，但是这通常是减少到一个非常小的数额，为此安装挡板装置，称为漂流排除，收集液滴。冷却水蒸发，吹下来，然后漂移，降低了如风力井喷和其他水渗漏损失，保持一个稳定的水位。

六、常用术语

一些有用的术语，通常在冷却塔工业中使用：

漂移

水正在开展的与废气冷却塔飞沫。漂移液滴具有与进入塔水的杂质浓度相同。漂移速度通常采用挡板减少类似的设备，所谓的漂流排除，通过空中旅行后必须离开填充和塔喷雾区。     

井喷

吹的风冷却塔，水滴，一般在进气口开口。水也可能会丢失，在风的情况下，通过溅或喷雾。例如风帘，百叶，飞溅偏转和水分流调节装置来限制这些损失。

烟羽

饱和的气流离开废气冷却塔。羽流是可见的水蒸汽，它包含了凉爽空气接触凝结，好像在大冷天人呼吸的雾。

饱和空气

在某些情况下，冷却塔可能会产生喷雾或结冰的危害及其周围地区。请注意，水的蒸发冷却过程是“纯粹的”水，在相反的是漂移的飞沫或水的比例非常小吹的进气口内。

吹式

吹式的循环水流量是拆除，以保持在一个可接受的水平，溶解固体和其他杂质的部分金额。由流经木结构冷却塔用水冲洗行动浸出 - 损失的木材防腐化学品。

噪音

声音能量冷却塔排放，并听取了（记录）在给定的距离和方向。声音是对所产生的影响，水质下降的空气受到球迷的运动，该运动在风扇叶片结构，电机，变速箱和传动带。

危害

冷却塔长时间使用，会滋生细菌，其中典型的细菌是“军团菌”，这种细菌会造成传染病，每个冷却塔周围800米内都会受到影响。城市的冷却塔是城市污染的一种主要来源。军团菌经空气传播。空调系统的水箱是军团菌的理想繁殖地方，可经管道遍布整座建筑物。因此长期在空调室内的人，应特别小心。