O Princípio Básico e Estrutura da Torre de Resfriamento

Princípio e Estrutura Básica

1. O princípio básico da torre de resfriamento

Uma torre de resfriamento é um dispositivo que utiliza o contato (direto ou indireto) de ar e água para resfriar a água. Utiliza a água como refrigerante circulante, absorve o calor de um sistema e o descarrega na atmosfera, reduzindo assim a temperatura na torre e fabricando equipamentos que podem ser reciclados para resfriar a água.

A relação de dissipação de calor na torre de resfriamento:

Em uma torre de resfriamento úmida, a temperatura da água quente é alta e a temperatura do ar que flui sobre a superfície da água é baixa. A água transfere calor para o ar, que é levado pelo ar e dissipado na atmosfera. Existem três formas de dissipação de calor da água para o ar:

① Toque para dissipar o calor;

② Dissipação de calor por evaporação;

③ Dissipação de calor por radiação.

A torre de resfriamento depende principalmente dos dois primeiros tipos de dissipação de calor, e a dissipação de calor por radiação é muito pequena, portanto não deve ser ignorada.

Princípio de dissipação de calor evaporativo:

A dissipação de calor evaporativo é realizada através da troca de materiais, isto é, através da difusão contínua de moléculas de água no ar. As moléculas de água têm energias diferentes, e a energia média é determinada pela temperatura da água. Algumas moléculas de água com grande energia cinética perto da superfície da água superam a atração de moléculas de água adjacentes e escapam da superfície da água e se tornam vapor de água. À medida que as moléculas de água com grande energia escapam, a energia do corpo d'água próximo à superfície da água é reduzida.

Portanto, a temperatura da água diminui, que é a evaporação e a dissipação de calor. Acredita-se geralmente que as moléculas de água evaporadas primeiro formam uma fina camada de ar saturado na superfície da água, cuja temperatura é a mesma que a temperatura da superfície da água, e depois a velocidade de difusão do vapor d'água do meio saturado. A diferença entre a pressão de vapor d'água da camada saturada e a pressão de vapor d'água da atmosfera, ou seja, a lei de Dolton, pode ser representada pela figura a seguir.

2. A estrutura básica da torre de resfriamento

✦ Suportes e torres: suporte externo

✦ Embalagem: Fornecer a maior área de troca de calor possível para água e ar

✦ Tanque de água de resfriamento: localizado na parte inferior da torre de resfriamento, recebendo água de resfriamento

✦ Coletor de água: recupera as gotas de água levadas pelo fluxo de ar

✦ Entrada de ar: entrada de ar da torre de resfriamento

✦ Dispositivo de pulverização de água: pulverize a água de resfriamento para fora

✦ Ventilador: fornecer ar para a torre de resfriamento

✦ Ventiladores axiais são usados ​​em torres de resfriamento de tiragem induzida.

✦ Ventiladores axiais/centrífugos são usados ​​em torres de resfriamento de tiragem forçada.

✦ Estores da torre de arrefecimento: Caudal médio de entrada de ar; retém a umidade na torre.

Tipos e seus prós e contras

1. Torre de resfriamento de ventilação natural

O ar quente com menor densidade sai do topo da torre de resfriamento;

O ar frio mais denso entra na torre de resfriamento pela parte inferior da torre para encher;

Não é necessário ventilador;

Torre de concreto < 200 m;

Para resfriamento de grande calor.

3. Torre de resfriamento de ventilação mecânica

Ventiladores de alta potência forçam a troca de calor entre o ar e a água circulante;

A película de água na superfície da embalagem pode maximizar a troca de calor com o ar;

Existem muitos fatores que determinam a eficiência do resfriamento;

Uma variedade de opções de capacidade de refrigeração;

Várias torres de resfriamento podem funcionar ao mesmo tempo, como o 8-controle conjunto da torre.

Ventilação forçada:

O ar é soprado no respiradouro pelo ventilador centrífugo; Vantagens: Adequado para torres com grande resistência ao fluxo de ar; o ventilador centrífugo tem um ruído relativamente baixo.

Torre de resfriamento de contrafluxo:

A água de resfriamento é pulverizada sobre a gaxeta e flui para o tanque de água de resfriamento.

O ar é forçado a entrar pelo fundo e, na embalagem, entra em contato com a água para evaporar parte da água de resfriamento, reduzindo assim a temperatura da água.

3. Torre de resfriamento de tiragem induzida

Vantagem

O grau de refluxo é inferior ao das torres de resfriamento de tiragem forçada; o custo operacional dos ventiladores é menor do que o das torres de resfriamento de tiragem forçada.

desvantagem

A transmissão mecânica do ventilador e do motor requer um design à prova d'água.

A água quente entra na torre de resfriamento pelo topo

O ar é induzido por um ventilador e entra na torre de resfriamento pela parte inferior; use um ventilador de indução forçada.

Torre de resfriamento de tiragem induzida por fluxo cruzado

Torre de resfriamento de tiragem induzida por contrafluxo

A água de resfriamento entra pela parte superior e flui através da camada de embalagem; o ar entra de um ou ambos os lados, e o ventilador é induzido a fazer o ar fluir lateralmente através da camada de embalagem.

Devido ao sistema de distribuição de fluxo natural de água quente deste tipo de torre de resfriamento:

Vantagem:

Cabeça da bomba de água baixa;

Menor investimento inicial da bomba;

Menor consumo anual de energia e custos operacionais;

Grandes mudanças de vazão não afetarão adversamente o sistema de distribuição de água.

Desvantagem:

A cabeça baixa fará com que o bocal seja facilmente bloqueado e a água de resfriamento não possa ser bem dispersa em uma névoa fina quando for pulverizada;

A exposição direta de tanques de água quente ao ar pode levar ao crescimento de algas;

Abrange uma grande área.

Por causa dos aspersores de distribuição de água pressurizada em tais torres de resfriamento:

Vantagem:

Aumentando a altura da torre para obter um processo de troca de calor mais longo e uma largura de resfriamento menor;

Como o dispositivo de pulverização pressurizado pode pulverizar gotas de água menores, a eficiência da troca de calor é maior.

Desvantagem:

A cabeça da bomba de água do sistema aumenta;

Aumento da demanda de energia e aumento dos custos operacionais;

O bocal de água de resfriamento não é fácil de manter e limpar;

É necessário um sistema de distribuição de água e tubagens relacionadas, pelo que o investimento inicial aumenta.

Parâmetros operacionais e design de seleção

1. Diferença de temperatura da água de resfriamento

temperatura de entrada - temperatura de saída

Grande diferença de temperatura=alto desempenho

2. Largura fria

A diferença entre a temperatura da água de saída da torre de resfriamento e a temperatura do bulbo úmido do ar de entrada:

Pequena faixa de resfriamento=alto desempenho

4. Eficiência:

4. Capacidade da torre de resfriamento

A unidade de capacidade da torre de resfriamento é "kcal por hora" ou "tonelada de resfriamento";

Capacidade da torre de resfriamento=fluxo de massa de água de resfriamento× capacidade de calor específico da água× diferença de temperatura;

Grande capacidade=alto desempenho

5. Cálculo da água de reposição

Perda evaporativa de água (E)

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

E representa a quantidade de água evaporada (kg/h);

Q significa carga de calor (Kcal/h);

600 representa o calor latente de evaporação da água (Kcal/h);

T1 representa a temperatura da água (grauC);

T2 representa a temperatura da água (grauC);

L representa o volume de água circulante (kg/h).

Cálculo da água de reposição:

Perda de respingo (C)

A perda de respingo da torre de resfriamento é determinada pelo tipo de projeto da torre de resfriamento, velocidade do vento e outros fatores. Em circunstâncias normais, seu valor é de cerca de {{0}},1~0,2 por cento do volume de água circulante.

Perda de água de descarga periódica (D)

A perda de água de descarga regular é determinada por fatores como qualidade da água ou concentração de sólidos na água. Geralmente, é cerca de 0,3 por cento do volume de água circulante.

M=E mais C mais D

Perda de água por evaporação (E); perda de respingos de água (C); perda de água de descarga periódica (D).

Quando a torre de resfriamento é usada para ar condicionado, a diferença de temperatura é projetada para ser de 5grauC. Neste momento, o suprimento de água exigido pela torre de resfriamento é de cerca de 2% da água circulante.

6. Fluxo de água de resfriamento

K·Q=C·M·ΔT

K: Coeficiente de estimativa

P: A capacidade máxima de refrigeração da unidade

C: capacidade calorífica específica da água

ΔT: diferença de temperatura entre a água de entrada e de retorno

M: Fluxo de massa de água de resfriamento

1,3 vezes a capacidade máxima de refrigeração da unidade de refrigeração por compressão;

2,5 vezes a capacidade de refrigeração das unidades de refrigeração por absorção (brometo de lítio).

1. Exemplo de seleção

Exemplo: Um projeto com vazão e make-up da torre de resfriamento da unidade 640RT.

Q=640RT=2251KW

K=1.3

C=4.2KJ/(kg· grau)

ΔT=5grau

Reabastecimento de água m=M·2 por cento =140kg/s·2 por cento =2,8kg/s

2. Problemas comuns de projeto na seleção da torre de resfriamento

(1) Quais são os determinantes do consumo de energia da torre de resfriamento?

A: Potência do ventilador, fluxo de água de resfriamento, quantidade de reabastecimento de água de resfriamento?

(2) As condições de temperatura da torre de resfriamento, a que temperatura a eficiência e a economia são boas?

Resposta: A temperatura da água de entrada da torre de resfriamento varia de acordo com o uso. Por exemplo, a temperatura da água de saída do condensador do ar condicionado central é geralmente 30-40grauC, e a temperatura da água de saída de Guo Pengxue HVAC e torre de resfriamento é geralmente 30grauC. A temperatura de resfriamento ideal (temperatura da água de retorno) da torre de resfriamento é 2-3grauC superior à temperatura de bulbo úmido. Esse valor é chamado de "grau de aproximação" (conta pública: governanta da bomba). Quanto menor o grau de aproximação, melhor o efeito de resfriamento. Economia tailandesa-vietnamita.

(3) Comparação de aberto e fechado

Tipo aberto: O investimento na primeira fase é relativamente pequeno, mas o custo operacional é relativamente alto (consumo de água, consumo de energia).

Fechado: Este equipamento é adequado para uso em ambientes agressivos como seca, escassez de água e frequentes tempestades de areia. O meio de resfriamento pode ser multimídia, como água, óleo, álcool, líquido de têmpera, água salgada e líquido químico. O meio não tem perda e composição estável. Baixo consumo de energia.

Desvantagens: O custo de uma torre de resfriamento fechada é três vezes maior que o de uma torre aberta.

Instalação, tubulação, operação e falhas comuns

1. A fonte do ruído da torre de resfriamento

As torres de resfriamento usadas acima são todas torres de resfriamento de ventilação mecânica. Quando estão em funcionamento, as principais fontes de ruído da caixa d'água são as seguintes:

(1) Ruído do ventilador:

Seu ruído é composto principalmente de ruído mecânico e ruído de fluido;

(2) Ruído do motor:

Som eletromagnético quando seu motor principal está funcionando;

(3) Ruído de ventilação:

Inclui principalmente ruído de fluido de ar dentro e fora da torre e ruído de ressonância da torre.

Para obter soluções, consulte "Comprehensive Understanding of "Noise" e os Métodos de Tratamento de Redução de Ruído e Vibração de Equipamentos em Sistemas HVAC" no material didático relevante da Nanshe Encyclopedia.

2. Precauções para instalação e tubulação

O rolamento de aterramento deve se referir ao peso operacional da torre de resfriamento e ao fator de instalação do projeto para verificar a capacidade de suporte da fundação da instalação.

Condições ambientais

1. A distância mais curta entre a extremidade de entrada de ar da torre de resfriamento e os edifícios adjacentes não deve ser inferior a 1,5 vezes a altura da torre.

2. Não deve ser instalado em locais com fontes de calor como subestações e caldeiras. Mantenha o topo da torre longe de chamas.

3. Não deve ser instalado em locais onde existam gases corrosivos, como ao lado de chaminés e fontes termais.

instruções de instalação

1. A fundação da torre de resfriamento deve ser pré-enterrada com chapas horizontais de aço conforme o tamanho especificado. A altura de cada superfície de fundação deve estar no mesmo plano horizontal, o erro de elevação deve estar dentro de 1mm e o erro do centro de desvio deve estar dentro de 2mm.

2. O corpo da torre deve ser colocado horizontalmente e deve ser baseado na condição geral.

3. Ao instalar a caixa d'água, o instalador deve pisar nas nervuras de reforço do chassi para evitar o esmagamento do chassi. Além disso, ao instalar a carcaça da placa, chassi e outras peças de fibra, os parafusos devem ser usados ​​primeiro e, em seguida, apertados gradualmente para evitar a deformação da carcaça e do chassi. Depois de confirmar que o chassi não está deformado e que a área de contato e suas proximidades estão limpas. Quando estiver seco, a manta de fibra e a resina de fricção podem ser complementadas nas juntas para evitar vazamento de água durante o uso.

Preparação antes do início

1. Abra a válvula de drenagem do reservatório de água para limpar o pó de lama e sujeira no reservatório de água. Lave as partes do corpo da torre.

2. Ajuste o ventilador de modo que o ângulo das pás do ventilador seja o mesmo e a folga entre o ventilador e a carcaça da torre seja uniforme.

3. Verifique se as peças de rolamento são flexíveis.

4. Ajuste a válvula de bóia de forma que o nível de água da bacia fique 20 cm abaixo do transbordamento. 

Sapimentar

Ligue a bomba de água de forma intermitente para descarregar completamente o ar no tubo de circulação de água e, em seguida, ligue o ventilador.

1. Ao abrir, verifique se o ambiente de entrada e saída de ar está normal. Verifique se a direção do vento é ascendente quando o ventilador está funcionando.

2. Ajuste o fluxo de água para o fluxo de água normal da torre de água.

3. Verifique se a tensão e a corrente de operação de cada fase do motor não podem exceder a indicada na placa de identificação do motor.

4. O circuito de alimentação do usuário deve ter proteção contra perda de fase e medidas de proteção contra sobrecarga.

Run check

O interior da torre deve ser mantido limpo para evitar incrustações e sua formação de algas. Mantenha o volume de água circulante para garantir a carga de resfriamento da torre de resfriamento. Verifique regularmente o nível de água operacional, temperatura da água de resfriamento, tensão do motor, corrente do motor, vibração e valor de ruído da torre de resfriamento no tanque de água.

Soutra coisa

1. Quando a instalação estiver concluída, verifique se existem ferramentas e outros itens colocados na torre ou na porta do exaustor a tempo.

2. Preste atenção para verificar se há vazamento de água na tubulação e no recipiente de água ao iniciar.

3. Quando a fonte de abastecimento de água for inferior à da torre de resfriamento ou a pressão da água não for suficiente para o abastecimento de água, uma bomba de água adicional ou um tanque de abastecimento de água mais alto deve ser instalado para fornecer água para enchimento.

4. Ao ajustar e instalar, não é permitido pisar diretamente no enchimento. Se você precisar pisar nele, você deve preencher temporariamente o enchimento com uma tábua de madeira.

3. Precauções de operação

Preparação antes da operação:

(1) Objetos estranhos na lateral da entrada de ar ou ao redor da carcaça do vento devem ser removidos;

(2) Certifique-se de que há espaço suficiente entre a cauda do aerogerador e a carcaça do vento para evitar danos durante a operação;

(3) Verifique se a correia em V do redutor está devidamente ajustada;

(4) A posição da polia da correia em V deve ser mantida no mesmo nível uma da outra;

(5) Após a conclusão da inspeção acima, ligue o interruptor de forma intermitente para verificar se o moinho de vento está funcionando corretamente? E se há ruído e vibração anormais?

(6) Limpe a panela de água quente e os diversos dentro do corpo da torre;

(7) Remova a sujeira e materiais estranhos na panela de água quente e, em seguida, encha a água até a posição de transbordamento;

(8) Acione a bomba de circulação de água de forma intermitente para remover o ar da tubulação até que a tubulação e o tanque de água fria estejam cheios de água circulante;

(9) Quando a bomba de circulação de água estiver funcionando normalmente, o nível de água no tanque de água fria cairá ligeiramente, neste momento, a válvula de bóia deve ser ajustada para um determinado nível de água;

(10) Sistema de circuito, reconfirme se as especificações do interruptor do circuito, fusível e fiação correspondem à carga do motor.

Precauções para iniciar a torre de água:

(1) Ligue o moinho de vento de forma intermitente e verifique se ele está funcionando em marcha à ré ou se ocorrem ruídos e vibrações anormais? Em seguida, ligue a bomba de água novamente;

(2) Verifique se a corrente de funcionamento do motor do moinho de vento está sobrecarregada? Evite o desgaste do motor ou queda de tensão;

(3) Use a válvula de controle para ajustar o volume de água para manter o nível de água da panela de água quente entre 30 e 50 mm;

(4) Verifique se o nível de água corrente no recipiente de água fria permanece normal.

Precauções durante a operação da torre de água:

(1) Após 5 a 6 dias de operação, verifique novamente se a correia em V do redutor do moinho de vento está normal? Se estiver solto, pode ser travado corretamente novamente com o parafuso de ajuste;

(2) Após uma semana de operação da torre de resfriamento, a água circulante deve ser substituída para remover os detritos e sujeiras da tubulação;

(3) A eficiência de resfriamento da torre de resfriamento será afetada pelo nível de água circulante. Por esta razão, é necessário garantir um certo nível de água na panela de água quente;

(4) Se o nível de água no reservatório de água fria cair, o desempenho da bomba de circulação de água e do ar condicionado será afetado, portanto, o nível de água também deve ser mantido constante;

Precauções de manutenção de rotina da torre de água:

A água circulante é geralmente substituída uma vez por mês, ou deve ser substituída se estiver suja. A reposição da água circulante é determinada de acordo com a concentração de sólidos na água. Ao mesmo tempo, limpe o recipiente de água quente e o recipiente de água fria. Se houver sujeira na panela de água quente, afetará a eficiência do resfriamento.

Precauções para o desligamento e manutenção sazonal da torre de água:

(1) Solte a correia em V do redutor e encha o mancal com óleo lubrificante;

(2) Toda a água circulante na tubulação deve ser removida para evitar rachaduras causadas pelo congelamento no inverno;

(3) O tubo de drenagem da panela de água fria deve ser aberto a qualquer momento para que a água da chuva e a neve derretida possam escoar;

(4) A torre de resfriamento reinicia após um período de desligamento. Neste momento, é necessário verificar se o isolamento do motor está normal? Em seguida, consulte as instruções para os preparativos antes da operação para operar.

3. Precauções de manutenção

4. Requisitos para a qualidade da água circulante (com valor limite de qualidade da água)