No.1?冷卻塔的分類
按通風方式分為:自然通風、機械通風、混合通風、引射式冷卻塔;
按冷卻方式分為:直接蒸發式、間接蒸發式(閉式)、混合式冷卻塔;
按水與空氣的流向分:逆流式、橫流式、混流式冷卻塔;
按冷卻水進水溫度分:普通冷卻塔(37℃/32℃)、中溫冷卻塔(43℃/33℃)、高溫冷卻塔(65℃/35℃)。
按噪聲級別分:①普通型冷卻塔(≥70dB(A));②低噪型冷卻塔(≤65 dB (A));③超低噪型冷卻塔(≤60 dB (A));④超靜音型冷卻塔。
機械通風、橫流式、閉式冷卻塔
機械通風、逆流式、閉式冷卻塔
機械通風、橫流式、開式冷卻塔 ?
機械通風、逆流式、開式冷卻塔 目前使用最多的是逆流或橫流式機械通風直接蒸發式冷卻塔。 ? No.2?橫流塔與逆流塔性能比較 ? 塔體高度:因進風口高度和收水器水平布置等因素,逆流塔總高度較高,體積較大。因填料高度接近塔高,收水器不占高度,故橫流塔總高度低,體積小。 ?
布水系統:逆流塔采用噴嘴布水,對壓頭要求較高,噴嘴易堵塞。橫流塔采用重力自然落下的布水系統,散水孔不易堵塞,而且布水均勻,最大限度地提高了填料性能。相同條件下,預留布水壓頭逆流塔比橫流塔要高。水池水溫逆流塔比較均勻,橫流塔由池外到池內逐漸升高。 ?
? 氣流組織:逆流塔排出空氣進入再循環比例較小,橫流塔由于吸氣高度較高,與進風口較為接近,空氣再循環比例較高,對換熱效率的影響更大。 ? 檢修:逆流塔整個塔體為封閉結構,設備檢修或進行日常維護時,要停機。橫流塔體設有檢修門,塔內部留有檢修空間,可以在不停機的情況下對設備進行檢修和日常維護。 ? 風阻:逆流塔水氣逆向流動,加上配水對氣流的阻擋,因此風阻較高,電機功耗較大。橫流塔比逆流塔低,進風口高即為填料高,故進風風速低,電機功耗小。 ?
? 噪音:逆流塔填料與下部水槽間有較大距離,水從填料落下后,產生嘩嘩落水聲,噪音大。橫流塔填料下部小部分沒入水中,這樣水流經填料表面后,直接落入下部水槽,噪音可以做到很低。
? 水損失:由于逆流塔的風機位于填料正上方且距離較近,因此飄水量較大,另外,下部水槽水的飛濺損失很大,易在冷卻塔周圍形成水霧,易造成軍團性菌群的繁殖。橫流塔風機位于冷卻塔正中,填料位于兩側,因此飄水量較小,為環保性產品。 ? 模塊組裝特性:逆流塔單體四面進風,模塊組合后進風面減少,影響進風量,為滿足風量要求,電機功耗就要加大。橫流塔專為模塊化設計,單體兩面進風,模塊組合后進風面無變化,電機耗功不變。 ? 效率:逆流塔水與空氣對流,熱交換效率高,布水器到填料頂這一空間,此段的水溫較高,所以仍可將熱量傳給空氣。在我國北方水溫可下降1-2℃。綜上所述,逆流塔比橫流塔在相同的情況下,填料體積小20%左右,逆流塔熱交換過程更合理,冷卻效果更好。 ? 橫流塔水在塔內填料中自上而下,空氣自塔外水平流向塔內兩者流向呈垂直正交一種冷卻塔。換熱效率相對逆流塔要低,相同冷卻水流量,橫流塔填料需要比逆流塔多15%~20%。 ? 綜合比較如下: ?
No.3?冷卻塔的材質 根據當地的環境條件選擇冷卻塔材質。一般可以選全不銹鋼或玻璃纖維聚酯材料(用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,稱為玻璃纖維增強塑料,或稱為玻璃鋼)、各類鍍鋅板等。 ? 外殼材質價格從高到低依次為:304不銹鋼板材、鍍鎂鋁鋅板、700g以上超厚鍍鋅板、鍍鎂鋁鋅板、玻璃鋼; ? 填料材質:填料在冷卻塔中的作用就是增加散熱量,延長冷卻水停留時間,增加換熱面積,增加換熱量。不同材質的填料有其不同的適用溫度。即便材質相同,品種不同,耐溫性能及物性也可能有很大差異。 目前冷卻塔填料廣泛使用塑料材質:聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP),一般水冷空調系統冷卻塔使用PVC填料,因為PVC聚氯乙烯填料價格相對便宜,也更耐用。而高溫型冷卻塔,進水溫度在50攝氏度以上,則使用PP填料,因為這種填料能耐高溫。但當進塔水溫超過70℃或更高時,上述的兩種塑料已不再適用,應考慮鋁合金、陶瓷等其他的耐高溫材料。 ? No.4?冷卻塔品牌 高端冷卻塔:BAC巴爾的摩(美國)? BRAPU巴普(德國)? EVAPCO益美高(美國) 中端冷卻塔:馬利(美國) 空研(中日合資) 斯頻德(中日合資) 荏原(中日合資) 良機(臺灣) 金日(臺灣) 新菱(中國)、廣州覽訊(中國) 國產冷卻塔:上海萬享、上海廷亞、廣州覽訊、廣州菱電、無錫方舟、紹興舜風、廈門銘光、湖南元亨等等。 ? No.5?冷卻塔的設計要點 1、位置要求:為防止軍團菌擴散,冷卻塔位置需考慮主導風向、新風入口、汽車尾氣、揚塵、沙塵,避免污染。 ? 冷卻塔進風口四周應該為開敞空間、百葉或開孔墻壁,或使用風管把室外的新鮮空氣引入到冷卻塔進風口。冷卻塔應放在對噪聲不明感的和濕空氣排出影響小的地方,宜遠離視線范圍,遠離鍋爐煙囪。 ? 采用非不燃材料(目前國內大部分冷卻塔采用的是玻璃纖維材料制作,防火性能不是不燃)的冷卻塔,周邊不能有消防排煙口。 ? 冬季室外溫度有可能低于0℃的地區需要冬季運行的冷卻塔,其冷卻水管應采取防凍措施 ? 2、冷卻塔風扇電機采用帶防濺板,變頻裝置的高效電機、帶變流器且具有誤差測定功能的防水節能電機。(風機有變頻、雙速、定頻等,根據項目定位來選擇) ? 3、容量選擇:滿足制冷機冷量+制冷機耗電量+冷卻水泵耗電量等轉換為散熱量的需求。冷卻塔性能必須能在99%濕球溫度再加1.1℃條件下滿足主機冷卻需要(萬豪酒店要求)。 ? 4、水溫指標:設計進出水溫差可選5℃,冷卻塔的逼近溫差(冷卻水出水溫度與室外濕球溫度的差值)宜為4℃(市面上一般設計的基本都是在4℃左右,很多品牌雖然號稱是4℃,但實際上做到的不多,這個指標一方面是由技術水平決定的,另一方面是由所用填料多少決定的,填料越多,換熱面積越大,自然換熱效果就越好。但很多項目都是拼價格,低價中標,供應商為了提高利潤,也只能偷工減料); ? 因此,當設計需要減小逼近溫差或者需要加大進出水溫差時,應校核所選用的產品性能或提出明確的技術參數要求。比如某品牌酒店標準要求冷凝器最高的進水溫度在29℃,進出水溫差為5.5℃。 ? 冷機冷凝器最低進水溫度不宜低于14~16℃(為了保證蒸發器與冷凝器必要的壓差,同時保證潤滑系統正常運行),如果低于此值,需要有控溫措施,有以下幾種方法:1)控溫旁通電動閥。2)控制風扇變頻。3)在冷水機組容許最小流量以上時,保持冷凝器進水溫度為設定值,控制冷卻水泵變頻。 ? 5、管道形式:冷卻塔的管道均應并聯,并配備三通電動閥的通徑旁通管,在冷凝器進水溫度降到主機廠家規定的最小值時自動調節水溫。 ? 冷卻塔設計必須有旁通管,能滿足部分停機檢修的要求。配備冷卻塔水池底部清掃系統和沙土過濾器。 ? 6、減震措施:冷卻塔必須安裝在帶有彈簧減震器的鋼梁上,并在每個冷卻塔的進出水管上安裝柔性不銹鋼管接件,并減少震動的傳遞。 ? 7、當設置免費供冷和冷凝熱回收系統時,可考慮采用閉式冷卻塔。 ? 8、補水量:熱交換的水蒸發量(≤0.3%)+漂水量+排污水量+泄漏損失。當選用逆流或者橫流冷卻塔時,空調冷卻水補水量:電制冷1.2%~1.6%;吸收式制冷1.4%~1.8%。 ? 9、冷卻水系統的設計流量:G=3.6*Q0*(1+1/COP)/(C+△T) Q0:冷機制冷量; COP:冷機在實際設計工況下的性能系數; C:水的定壓比熱4.187KJ/(kg.℃); △T:冷卻水系統的設計水溫差。 注:(1)由于冷卻塔的性能是在實驗室中測得,而實際冷卻塔都是現場組裝的,質量與實驗室成品有一定差距,因此,冷卻塔的實際處理能力宜在上述基礎上附加10%~20%的安全系數。(2)以上設計參數均為實際設計工況下的參數。 *方案階段電制冷冷卻塔流量估算可用下式:(估算總冷量*0.215*1.2)m3/h ? 10、多臺冷卻塔并聯使用時,冷卻水總管應采用不變徑的設置方式,并應采取以下措施之一,防止集水盤吸空: 1)選用集水盤有效存水高度較大的冷卻塔; 2)集水盤有效存水高度不夠時,應采用提高冷卻塔安裝余回水總管安裝高差的方式; 3)安裝高差不足,防止吸水盤吸空,各臺冷卻塔的集水盤下方應設置連通管,或進出水管上均設置密封性能較好的電動蝶閥; 4)當采用通過供水母管連接的開始冷卻塔,所有冷卻塔安裝高度應相同,安裝高度不同的冷卻塔,其冷卻水系統應獨立設置。 ? 11、冷卻塔的設置要求: 無特殊要求時,不設置備用冷卻塔;除非項目有要求,否則一般會考慮備用泵。 選用模塊式冷卻塔且幾臺模塊組合在一起時,模塊之間的風室宜采用隔斷措施。 ? 12、冷卻水泵設置: 冷水機組的連接方式、選型及其流量和揚程附加系數的確定,與冷水泵相同(流量按計算流量附加系數≤5%;揚程在計算其負擔水阻力的基礎上,附加5%~10%的安全系數;揚程與流量附加不能同時取大值)。 宜選用比轉數較低,性能曲線較陡的單機離心泵,落地安裝時宜選用臥式泵,電機功率小于25KW時,可選用立式泵,功率大于5.5KW時,不宜選用管道泵。 采用臥式泵時,流量≤300m3/h時,宜選用端吸泵;流量≥500m3/h時,宜選用雙吸泵。 ? 12、流速要求:
最大設計流速不應超過室外冷水管道的最大設計流速:
? 13、水質要求: ?
冷卻塔的選型應充分考慮當地的水質情況,當水質不能滿足要求時,設置帶加藥泵的自動水處理裝置,或者靜電除垢劑防藻除砂等處理措施。 ? 14、補水量: 冷卻塔補水水量可取冷卻水最大循環水量的1%~2%;設置低位集水箱的冷卻水系統,宜在冷卻水集水箱補水、泄水、溢水;不設置集水箱的冷卻水系統,應在冷卻塔處補水、泄水、溢水;應設置自動補水管和手動補水管,自動補水管應能自動控制集水箱或者冷卻塔底盤最低水位;手動補水管應設置在集水箱或冷卻塔底盤最高水位以上,其管徑比自動補水管管徑大2號,方便系統初始運行時快速向系統注水。 ? No.6?總結 1、相同情況下,閉式塔相對開式而言比較貴,方形塔比圓形塔貴。逆流塔體積大,模塊化效果不好,塔與塔之間間距大,占地大,橫流塔則占地小很多。 ? 2、逆流塔控制冷卻水溫比較準確;橫流塔受氣溫影響較逆流塔大、風機效率比逆流塔低因此,在不受場地條件限制的情況下,最好選用逆流塔。當采用多臺塔并聯使用時,橫流塔比逆流塔具有占地少的優點。在熱工性能相同的條件下,橫流塔填料用量大,但清洗方便。 ? 3、根據預算、水質,空調工程首選閉式橫流塔,其次選開式橫流,最后開式逆流。 ? 4、冷卻塔單元應根據冷機臺數對應設置。 當系統對水質有較高要求時,可采用閉式冷卻塔,當數據中心等全年冷卻系統且當地水資源匱乏時,采用閉式冷卻塔可減少全年耗水量。閉式冷卻塔應設置定壓補水膨脹裝置。 ? No.7?部分產品參數
方形橫流式冷卻塔
方形逆流式冷卻塔 ?
中和致達超靜音橫流開式塔
良機橫流開式塔
馬利橫流開式塔 ?
BAC橫流開式塔
元亨橫流開式塔 注:以上參數僅供方案階段參考,實際設計選型需要結合具體廠家產品技術規格來確定。
編輯:黃飛
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