冷卻塔(The cooling tower)是工業領域重要的散熱設備
冷卻塔是一種用水作為循環冷卻劑,從一系統中吸收熱量排放至大氣中,以降低水溫的裝置。它利用水與空氣流動接觸后進行冷熱交換產生蒸汽,蒸汽揮發帶走熱量,達到蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或制冷空調中產生的余熱,從而降低水溫,保證系統的正常運行。裝置一般為桶狀,故名為冷卻塔。常和淺層砂過濾器配合過濾
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冷卻塔可以根據不同的設計、工作原理和應用場景進行分類,主要包括以下幾種:
按通風方式分:
自然通風冷卻塔:利用塔內外空氣密度差產生的自然風進行通風,無需額外的能源消耗,適用于環境溫度較低、濕度不大的地區。
機械通風冷卻塔:通過風機強制空氣流動,提高熱交換效率,適用于高溫高濕地區或對冷卻效率要求較高的場合。
按水和空氣的接觸方式分:
濕式冷卻塔:熱水直接與空氣接觸,通過蒸發散熱,熱交換效率高,但會有水蒸發損失。
干式冷卻塔(也稱空氣冷卻式或干冷塔):通過熱傳導和對流的方式將熱量傳遞給空氣,無需水蒸發,適用于缺水地區或對水質要求高的場合,但熱交換效率較低。
干濕式冷卻塔(也稱混合式冷卻塔):結合了濕式和干式的特點,上部為干式部分,下部為濕式部分,具有更高的適應性和靈活性。
按熱水和空氣的流動方向分:
逆流式冷卻塔:熱水從上向下流動,空氣從下向上流動,兩者在塔內逆流接觸,熱交換效率高。
橫流式冷卻塔(也稱橫逆式冷卻塔):熱水水平流動,空氣垂直通過填料層,兩者在塔內橫向交叉流動,適用于大型冷卻塔。
混流式冷卻塔:結合了逆流式和橫流式的特點,具有更高的熱交換效率和靈活性。
按形狀分:
圓形冷卻塔:結構緊湊,占地面積小,但風阻較大。
方形冷卻塔和矩形冷卻塔:風阻較小,但占地面積相對較大。
按應用領域分:
工業型冷卻塔:用于工業生產中的冷卻過程,如鋼鐵、化工、電力等行業。
商業型冷卻塔:用于商業建筑、醫院、學校等場所的空調系統冷卻。
按噪聲級別分:
普通型冷卻塔:噪聲較大,適用于對噪聲要求不高的場合。
低噪型冷卻塔、超低噪型冷卻塔和超靜音型冷卻塔:通過優化設計和采用降噪措施,降低噪聲水平,適用于對噪聲要求較高的場合。
其他分類:
如噴流式冷卻塔、無風機冷卻塔、雙曲線冷卻塔等。
在濕式冷卻塔中,熱水的溫度高,流過水表面的空氣的溫度低,水將熱量傳給空氣,由空氣帶走,散到大氣中去。水向空氣散熱有三種形式:接觸散熱、蒸發散熱和輻射散熱。冷卻塔主要靠前兩種散熱,輻射散熱量很小,可忽略不計。
不同類型的冷卻塔有各自的優缺點。以開式冷卻塔和閉式冷卻塔為例:
開式冷卻塔:
優點:結構簡單、造價低、維護檢修方便。
缺點:由于風機馬達和葉片都是暴露在空氣中的,因此運行時的噪音比較大;由于是開式系統,冷卻塔在運行的時候,會產生漂水現象,造成水量損失,要開挖一個水池;經常補水,同時一定程度上也會污染冷卻水,使其水質下降,而且外界的雜物也會進入冷卻水中,造成水質污染,開式冷卻塔的冷卻水壓力損失要高于閉式冷卻塔。
閉式冷卻塔:
優點:由于是全封閉式循環冷卻,因此不存在雜物進入冷卻管路系統,從而發生管路堵塞的現象;為軟水循環冷卻,在高溫時也絕無水垢生成,引起冷卻管路系統結垢;占地面積小,不需開挖水池,易址方便,節約用水,降低能耗。
缺點:造價成本高,冷卻效率低,冷卻極限為空氣的干球溫度。
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