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什么是东莞冷却水塔以及它是如何工作的?

冷却水塔是一种利用水蒸发或气流从工业设备和暖通空调系统中去除多余热量的结构。它们对于发电厂、工厂、炼油厂、加工厂、酒店和其他依赖水循环来排出建筑物或机械热量的设施至关重要。冷却水塔有多种配置,因此它们可以适应每个设施的冷却需求和地理位置。在本指南中,我们将探讨您需要了解的有关冷却水塔的关键方面,包括:
 
一、冷却水塔是如何工作的?
每个冷却水塔都执行相同的基本过程:热水进,冷水出。传热方法取决于您的设施使用的冷却水塔类型,但许多基本原理和功能是相似的。
 
湿式冷却水塔(也称为开路冷却水塔)是最常见的一种,它们的工作方式如下:
 
管道将工业机械或暖通空调系统中的热水输送到冷却水塔中。
 
热水排出或喷入“溢出区域”,其中一部分蒸发,其余部分收集在盆中,降低了塔中水的整体温度。
 
空气通过引风、强制通风或自然通风在冷却水塔中循环,从而冷却不会蒸发的水。
冷却水汇集在塔的底部,在那里被再循环回您的工业设备或空调系统。
 
在整个过程中,湿式冷却水塔以三种方式失水:蒸发、漂移(也称为“风阻”)和排污(也称为“排水”)。然后用补给水替换这种损失的水。
 
湿式冷却水塔通过蒸发冷却来减少热量。随着热水蒸发,它会分散到大气中而不是再循环到您的系统中,因此水会流失,但整体水温会下降。
 
当空气流过冷却水塔时,一些水会被吹出塔外,因此会因漂移而损失一些水。
 
当水蒸发时,它会留下它所含的任何矿物质,如钙、镁、氯化物和二氧化硅。这会增加剩余水中这些矿物质的浓度。如果不加以解决,这可能会导致冷却水塔腐蚀或堆积,从而降低其效率和使用寿命。所以湿式冷却水塔也包括一个去除一些水的系统,这个组件被称为“排污”或“排水”。
 
显然,如果这个过程一直这样持续下去,你最终会失去所有的水。所以湿式冷却水塔还需要稳定供应新鲜的补给水,这相当于蒸发+漂流+取水的失水量。
 
二、其他类型冷却水塔工作原理(闭式塔)?
蒸发冷却并不是冷却水塔去除多余热量的唯一方式。闭路冷却水塔将工业过程中的水保持在管道中,用较冷的水喷洒管道,并使用风扇帮助传递热量。这可以保护您的水免受冷却水塔或补给水中的潜在污染。

东莞冷却水塔
三、什么是“填料”?
 
“填料”是一种材料,旨在增加到达溢出区域时水的表面积,并且通常通过迫使水流过或流过填料来增加其暴露在空气中的时间(有点像海绵,或倾斜的瀑布)。一些填料材料更有可能从水中收集污垢、灰尘和矿物质,因此水质、您的环境和您的需求会影响最适合您情况的填料类型。
 
您有时可能会听到被称为“飞溅填料”或“胶片填料”的填料。这描述了填料与水相互作用的主要方式。薄膜填料是一块材料(如 PVC),它迫使水扩散成薄膜。飞溅填料会扰乱水流以防止其飞溅。这两种类型的材料都会增加热水与空气的接触并改善冷却效果。
 
四、水冷却水塔的种类
对冷却水塔进行分类有点复杂。单个冷却水塔可能有多个分类,同一个分类往往有多个名称。重要的是要记住,每个分类或类别都涉及冷却过程的一个特定方面。
 
每种类型的冷却水塔都对您的水管理系统有利有弊,并且专为特定应用而设计。为了引导您完成不同的分类和类别,我们将冷却水塔的类型分为:
他们使用的传热方法
他们使用的气流过程
组装方法
传热方式
您可能会听到冷却水塔所使用的传热方法:湿式、干式、流体、闭路、开路。这就是这一切的意思。
 
1、湿式(或开路)冷却水塔
湿式冷却水塔,也称为开路冷却水塔,主要采用蒸发冷却来带走热量。水排放或喷入溢出区域,该区域可能会或可能不会使用填料材料来增加蒸发和冷却。蒸发冷却需要用补充水代替损失的水。
 
它们被称为“开路”塔,因为冷却过程发生在您的“水路”中。水从您的机器流入冷却水塔,然后返回您的机器。
 
2、流体闭式冷却器
闭式冷却水塔是闭路冷却水塔的一种。它们被称为“闭路”塔,因为冷却过程发生在外部,而不会直接接触您的水或将其暴露在空气中。热水仍然通过管道被转移到冷却水塔,但是当它进入塔时,它仍然以某种形式的管道存在。流体冷却器然后用冷水喷洒这个管子,并使用机械通风来增加冷却。
 
闭路冷却水塔不依赖蒸发加热或将您的水暴露在露天,因此您的供应中没有水损失。
 
3、干式冷却水塔(或风冷冷凝器)
干式冷却水塔是另一种闭路塔。它们的功能类似于闭式冷却水塔,但不会在管道上喷水——这意味着该冷却水塔根本不会损失或使用任何水。这些塔依靠气流(机械通风或自然通风)来冷却管道。这允许热量从热水传递到管道,然后传递到空气。
 
干式冷却水塔最适合干旱地区的设施,在那里,水稀缺、昂贵或对环境来说太重要了。
 
4、混合冷却水塔
混合冷却水塔用途广泛,可以在干式和湿式冷却之间切换。这可以防止设施在水的可用性或成本随季节剧烈波动的气候中变得依赖水基冷却。
 
5、气流系统
冷却水塔有时被称为空气流和水流之间的相互作用:横流和逆流。它们也可以通过它们用来产生气流的方法来调用:机械通风、诱导通风、强制通风、自然通风和风扇辅助自然通风。
 
五、各类别冷却水塔的含义。
1、横流式冷却水塔
横流式冷却水塔将热水收集在塔顶的盆中,然后使用重力分配将其排入填料材料中。当水通过填料时,空气水平流动,垂直于水流。水向下流,空气流过——因此,横流。
 
由于横流塔依靠重力将热水分散到填料材料中,因此它们简化了可变流量,并且可以轻松适应“低流量”事件,同时仍然均匀地分配水。不均匀的分布会在填料材料中形成通道,水在固定的溪流中流动,并且在寒冷天气下冻结或从矿藏中结垢的风险更大。
 
这些塔通常具有更大的增压空间(空气流经的区域),因此更容易进行维护。在横流式冷却水塔中,专家有足够的空间来操作和检查您的冷水盆、除水器和其他关键部件。他们甚至可能有全尺寸的检修门和机械平台,用于处理风扇、齿轮箱和其他难以触及的部件。
 
也许最重要的是,重力供料分配系统允许您使用较小的泵并且需要较少的维护,因此横流冷却水塔的成本往往较低——无论是初始还是随着时间的推移。
 
2、逆流冷却水塔
逆流冷却水塔从填料材料下方吸入空气并将其垂直引导,因此空气向上流动,水向下流动 - 因此,逆流。由于空气向上流过塔,您不能依靠重力来分配热水,逆流冷却水塔使用加压喷嘴将水喷到填料上。
 
逆流冷却水塔的主要优点是效率更高,占用空间更少(与具有相同冷却能力的横流塔相比)。加压喷雾系统将水分解成更细的水滴,因此更容易冷却。他们还可以为您提供更多的填料材料选择——您的水质可能需要这些材料。
 
不利的一面是,尽管效率更高,但逆流冷却水塔实际上成本更高,因为与加压水分配系统(喷嘴)相关的泵要求和维护更高。此外,当水流低时,它会干扰喷嘴的喷射,导致填料材料中的分布不均和沟流,从而增加在寒冷天气中结冰或因矿物质浓度高而结垢的风险。因此定期维护变得更加重要,并且问题更难发现(因为逆流冷却水塔不像横流塔那样容易接近)。当水从塔顶喷出时,它们也会产生更多的噪音,并且往往会下得更远。
 
3、诱导通风
“诱导通风”是一种机械通风,它使用塔顶的大风扇将空气向上抽至天花板。虽然风扇比你在强制通风塔上使用的要大,但它使用较小的电机来产生相同的水冷能力。借助引风,空气缓慢进入冷却水塔,快速离开。这降低了空气再循环的风险,这会降低冷却过程的效率,因为离开塔的空气温度更高。
 
4、强制通风
“强制通风”是一种机械通风,它使用塔底部或侧面的一个或多个风扇将空气驱动到冷却系统中。这种空气快速进入并缓慢离开,这增加了再循环的风险。由于该风扇暴露在进入的空气中(温度较低),因此在结冰温度方面出现问题的风险也更大。然而,强制通风会产生更多的静压,这使得它更适合密闭(有时是室内)空间。
 
5、自然吃水
自然通风利用冷却水塔的结构和空气密度原理来创造自然气流。自然通风冷却水塔是高大的双曲面结构,常用于发电厂。当空气进入​​冷却水塔时,它变得更热、更潮湿,并像烟通过烟囱一样自然地通过塔上升。
 
6、风扇辅助自然吃水
风扇辅助自然通风看起来很像强制通风装置,但它不依赖于一个或多个风扇来推动空气通过冷却水塔。风扇有助于将空气循环到塔中,但该系统主要使用架构和空气密度的变化来产生气流。
 
7、组装方法
虽然冷却水塔有许多不同的配置,但它们的实际建造方式主要有两种:在工厂或现场。每个都为特定情况提供优势。
 
8、工厂组装的塔
一些冷却水塔在工厂组装在一起,然后运送到任何需要的地方。这些预组装的单元很方便,但容量较小——毕竟它们必须装在卡车上。由于它们的尺寸,它们更常用于食品加工厂、酒店和其他产生热量不如发电厂的设施。 (它们在 HVAC 系统中很常见。)由于成套冷却水塔经常用于住宅区,因此它们往往更加重视降噪功能,例如重力供水分配系统或引风,但它们可以配置以满足您设施的需求。
 
9、现场架设的塔
产生更多热量的设施通常需要比制造商可以预组装和运输的容量更大的塔。因此,发电厂、炼油厂、钢铁加工厂和其他大型工业设施都使用现场架设的塔,其大小可以根据需要而定。制造商通常会提供劳动力和专业知识来现场组装冷却水塔。
 
六、为什么冷却水塔要用这么多水?
大多数冷却水塔使用水来运行。并且一些冷却水塔使用大量的水。
 
根据建筑物或过程的冷却需求,冷却水塔的大小决定了用水量和可以提供的散热量。冷却水塔使用吨位作为等级。通常,吨位越大,冷却水塔使用的水就越多。
 
闭式冷却水塔不断向装有热水的管道喷水,因此热量会从管道内的热水传递到管道外的冷水中。喷出的水永远不会进入您的供水系统(这就是为什么它们也被称为闭路冷却水塔),并且需要不断补充。
 
湿式冷却水塔使用蒸发冷却并将热水暴露在露天环境中,因此您的系统会不断通过蒸发和漂移而失去水分,因为蒸汽和水滴从塔顶逸出。此外,当水蒸发时,会留下矿物质并增加它们在供水中的浓度,如果不理会这些矿物质,可能会对您的冷却水塔和其他设备有害。为了解决这个问题,湿式冷却水塔还会从您的系统中去除一些水。如前所述,这种水称为排污或排出。
 
为了补偿湿式冷却水塔失水的这三种方式,它使用更多。湿式冷却水塔不断添加新鲜水(称为补充水),以确保始终将相同量的水返回到您的供水系统。补给水的量必须等于您的蒸发量 + 漂移量 + 排污量。
 
七、冷却水塔常见问题
冷却水塔是水管理系统的重要组成部分。如果单个组件停止工作,它会大大降低您有效散热和保持设备或设施凉爽的能力。当您的冷却水塔工作效率较低时,它会使用更多的电力并花费更多的钱。这些问题还会迅速滚雪球般地演变成灾难,干扰您的工业流程并损坏或毁坏您的机器。
 
因此,熟悉冷却水塔可能遇到的问题以及维护它们的全部内容非常重要。
 
1、缩放
随着钙、镁、二氧化硅和氯化物等矿物质在您的冷却水塔中积聚,它会形成称为“结垢”的层。这在使用蒸发冷却的开路冷却水塔中更为常见,因为水(及其所含的矿物质)会与您的热交换表面接触。必须定期去除水垢,否则您的系统必须更加努力地传递热量。避免结垢的一个关键方法是确保水以适当且连续的方式流入系统。如果补给水受阻或堵塞,低水流会迅速导致冷却介质结垢和损坏。
 
2、污染
由于其高湿度和矿物质浓度,冷却水塔可能成为有害细菌的滋生地,这些细菌可能会损坏或降低设备的效率。在您的冷水盆中,您有时可能会发现一层薄薄的细菌。这种“生物膜”会抑制传热过程,从而降低塔的效率。发生这种情况时,您需要请专家采集水样,然后用氯冲洗水以清除供水中的细菌。你会重复这个过程,直到所有的细菌都消失了,否则它就会回来。
 
3、结垢
当水和外部空气通过您的冷却水塔时,它可能会将污垢、碎屑和灰尘带入您的填料中。随着它的积聚,它会堵塞您的填料材料并阻止水按照其设计方式流动。这会产生沟流,导致在低温下结冰,但至少会降低冷却水塔的效率。
 
4、冷冻
在极冷天气下运行的冷却水塔有结冰的风险。随着冰的形成,它会增加塔的重量。过多的冰会损坏塔的结构完整性,甚至导致其完全倒塌。为了防止结冰,重要的是要不断监测塔的热量,使用变速电机,并按照设计保持水流过填料。尽管您的冷却水塔旨在冷却水,但拥有一个盆式加热器对于防止冷水结冰很重要。
 
5、腐蚀
当钠和其他矿物质通过您的管道时,它们会逐渐分解金属。这在闭路冷却水塔(例如闭式冷却水塔)中是一个更大的问题,在那里更难及早发现腐蚀。管道腐蚀会导致冷却水塔或供水的其他部分泄漏。管道上的保护衬里将通过防止腐蚀来延长其使用寿命,但您也可以在水处理中添加化学品或增加水的 pH 值平衡。
 
6、泄漏
泄漏通常很难发现,这意味着它们可能非常昂贵。想象一下,在一天的运行中会泄漏多少水,以及您的冷却水塔可能需要抽多少水才能补偿泄漏。您应该定期检查您的水池浮子水位和系统阀门——不要等到您每月的水费账单才知道由于泄漏您已经损失了数千加仑的水! (看看这家公司一次泄漏要花多少钱。)
 
7、水流损失
结垢、腐蚀、冻结和其他问题会导致水流损失,其中水不会按照设计方式泵入或流经冷却水塔。水流损失会导致重大灾难,例如设备紧急关闭、碳氢化合物泄漏,甚至在机器没有足够的冷水循环时引起火灾。如果您没有及时发现,水流损失可能会对您的一些最昂贵的设备造成无法修复的损坏。这也不可避免地会扰乱您的常规工业运营,因为您必须执行计划外维护或彻底更换主要设备。
 
东莞冷却水塔厂家的水管理系统不仅可以检测泄漏,还可以在发生泄漏时通知您水没有正常流动。这些早期警报中的一个可以为您节省数千美元,防止损坏和损失时间。
 
八、如何降低冷却水塔的维护成本
冷却水塔是大多数建筑、工业流程和主要 HVAC 系统的关键组成部分。它们效率很高,但随着它们经过的水量增加,它们的维护成本也很高。有些配置的成本效益低于其他配置——例如,强制通风和加压配水系统需要更多的电力——但所有这些都需要定期维护才能有效运行。
 
但是,如果您有湿式冷却水塔或闭式冷却水塔,则可以通过跟踪冷却水塔的用水量来降低公司的水费。您的水费账单的一部分是下水道费,它假设您的设施使用的所有水都排入下水道。但是对于使用蒸发冷却的冷却水塔,您的冷却水塔使用的大量水从未进入下水道,而是被释放到大气中。
 
只要您定期记录通过冷却水塔的补水和排水管线的水量,您的供应商就可能会报销部分下水道费用。您可以派人到附近手动记录水表的数字。但是通过 东莞冷却水塔厂家的智能水管理平台,我们的技术会从您的水表上传实时数据,因此您可以自动读取每条线路中的水量,您可以在我们的分析软件中方便地访问这些数据。