很多人都见过楼顶那些大大的塔,为什么它能把水降到比空气温度还低?逆流塔和横流塔到底有什么区别?密闭塔好在哪?冷却塔的型号怎么看?为什么夏天有时候它就是降不下温? 今天我整理成了这份保姆级的冷却塔基础知识指南,从工作原理、分类选型到参数解读,所有的要点都给你讲透,不管你是刚入行的新手,还是机房的管理员,或是想了解设备的业主,看完都能直接搞懂。 一、冷却塔到底是怎么把水降温的?原理其实很简单很多人都好奇,为什么冷却塔能把热水降温,甚至有时候能降到比空气的温度还低?其实原理特别简单,就和我们夏天出汗一样:你出一身汗,风一吹,汗蒸发了,你就凉快了,冷却塔就是用的这个蒸发吸热的道理。 我们来看看它的工作流程: 从冷凝器出来的热水,进到冷却塔的顶部,通过布水器,均匀的淋洒到下面的填料上。 填料就是那种带很多波纹的塑料片,它的作用就是把水打散,让水变成薄薄的水膜,增大水和空气的接触面积。 同时,风机把空气从塔的底部吸进来,空气自下而上的流过填料,和水迎面接触。 这时候,水里面的一部分水就会蒸发,蒸发的时候会吸收大量的热量,剩下的水温度就降下来了,流到下面的水槽里,再送回冷凝器循环使用,而带着热量的湿空气,就从塔的顶部排到大气里了。 核心:蒸发吸热,才是降温的关键 很多人以为是空气把水吹凉了,其实不对,真正的降温主力,是蒸发吸热。我们来算一下:30℃的时候,1kg的水蒸发,能带走2430kJ的热量,而水的比热是4.2kJ/(kg・℃),也就是说,蒸发1kg的水,就能让580kg的水温度降1℃!所以别看只有不到10%的水蒸发了,它带走了绝大部分的热量,剩下的显热交换其实很少。 那这个热湿交换到底是怎么回事呢?其实就是: 水的表面有一层饱和的空气边界层,这里面的水蒸气压力很高。 如果周围的空气没饱和,水蒸气就会从边界层跑到空气里,也就是蒸发,蒸发的时候就会带走热量。 温差是显热交换的动力,而水蒸气的压力差,就是蒸发(潜热交换)的动力,这两个加起来,就是冷却塔的总换热量。 你必须知道的:冷却塔的降温极限 很多人都问,冷却塔的出水温度最低能降到多少?这里有个极限:冷却塔的出水温度,最低只能降到当地空气的湿球温度,实际运行中,一般比湿球温度高3~8℃。 什么意思呢?比如今天的湿球温度是28℃,那你的冷却塔出水,最低也只能降到31~36℃,不可能更低了,这是物理极限,不管你用多好的冷却塔,都突破不了。 这也就是为什么夏天有时候冷却塔降不下温的原因:夏天空气太湿了,湿球温度很高,比如南方的夏天,湿球温度能到28℃,那冷却塔的出水最低也就31℃,不可能再低了,不是冷却塔坏了,是天气的原因,很多人都搞错了,以为是设备的问题,其实是天气太湿,蒸发不了那么多水了。 二、冷却塔的分类:逆流、横流、密闭,到底怎么选?冷却塔的种类很多,很多人搞不懂它们的区别,我们一个个来讲,看完你就知道怎么选了: 1.逆流式冷却塔:效率最高的经典款逆流塔,就是空气和水是逆向流动的:水从上往下流,空气从下往上流,迎面接触,这样的换热效率是最高的,因为最热的水,刚好遇到最热的空气,最冷的水,刚好遇到最冷的空气,换热的温差最大。 它的优点是: 换热效率高,同样的流量,塔的体积更小,占地少 造价相对便宜,是最常用的类型 适合大流量的项目,比如大型商业楼的中央空调 缺点是: 塔的高度比较高,因为要让空气和水逆流,所以需要足够的高度 噪音相对大一点,因为风机的位置更高 2.横流式冷却塔:矮一点,噪音小一点横流塔,就是空气是水平流动的,水是从上往下流,空气从侧面水平的流过填料,和水是垂直交叉的,所以进出风口的高差小,塔的高度就比逆流塔矮很多。 它的优点是: 塔的高度低,对建筑的荷载要求低,很多楼顶的项目都用这个 噪音小,因为风机的位置低,而且填料的风阻小,风机的转速可以更低 维护方便,填料可以从侧面抽出来,不用爬到塔顶 布水器是重力式的,没有转动部件,不容易坏 缺点是: 换热效率比逆流塔低一点,同样的流量,占地会大一点 造价比逆流塔稍高 3.密闭式冷却塔:水不接触空气,最干净的款密闭塔和前面两种不一样,它的冷却水是在盘管里面的,不直接和空气接触,外面有另一套循环水,淋在盘管上蒸发降温,间接的给盘管里的水降温。 它的优点是: 冷却水全封闭,不会和空气接触,所以水不会被污染,也不会有结垢、菌藻的问题 水质干净,适合那些对水质要求高的设备,比如精密机床、水环热泵、注塑机这些 冬天的时候,还可以用来做免费制冷,不用开主机,直接用冷却塔给冷水降温,省很多电 缺点是: 造价很高,比普通的开式塔贵很多 体积大,占地也大 维护的成本也高 三、冷却塔的型号怎么看?参数都代表什么?很多人拿到冷却塔的型号,比如BNC-50,都看不懂是什么意思,今天我给你讲清楚,看完你就能自己读型号了: 冷却塔的型号,一般是这么排的: [材质][塔型][噪声等级]-[流量] 我们来拆解一下: 材质:B一般代表玻璃钢,也就是我们最常用的玻璃钢冷却塔 塔型:N代表逆流式,H代表横流式 噪声等级:P是普通型,D是低噪声型,C是超低噪声型,G是工业型 流量:就是名义冷却水流量,单位是m³/h 比如: BNC-50:就是玻璃钢材质,逆流式,超低噪声型,流量50m³/h的冷却塔 BHG-1000:就是玻璃钢材质,横流式,工业型,流量1000m³/h的冷却塔 是不是很简单?以后看到型号,你就能直接知道这个塔是什么样的了。 标准工况是什么意思? 很多人买冷却塔的时候,都会看到标准工况,这个是什么意思呢?就是厂家测试冷却塔性能的标准条件,一般是:
也就是说,厂家标的流量,都是在这个条件下测出来的,如果你的工况不一样,比如进水温度更高,或者湿球温度更高,那实际的流量就会不一样,买的时候一定要换算过来,不然买小了就不够用了。 选冷却塔,你不能只看流量,还要确认这些参数: 总热负荷:就是你的设备需要散掉的热量,这个是最核心的,决定了冷却塔的大小 冷却水量:就是你需要的循环水流量,单位m³/h 进出水温度:你的热水进塔的温度,和需要的出水温度,比如常规的空调就是37进32出 当地的湿球温度:这个太重要了,就是你当地夏天的平均湿球温度,决定了冷却塔能不能降到你要的温度 噪声要求:如果是居民区附近,就要选低噪声或者超低噪声的塔,不然会扰民 四、日常维护的几个要点,很多人都忽略了讲完了基础知识,再给大家补充几个日常维护的要点,这些是课件里没讲的,但是非常实用: 定期清理填料:填料用久了,会堵上灰尘、泥沙、菌藻,堵了之后,水和空气的接触面积就小了,换热效率就会下降,出水温度就会升高,一般每年都要清理一次,3-5年就要换一次填料 处理菌藻:开式塔的水和空气接触,很容易长菌藻,菌藻不仅会堵填料,还会腐蚀管道,所以要定期加药,或者用紫外线杀菌,不然时间长了,管道都锈穿了 清理水槽:水槽里会沉很多泥沙、杂物,定期清理,不然会被水泵吸到系统里,堵了换热器就麻烦了 检查风机和布水器:定期检查风机的轴承,加油,还有布水器有没有堵,转的顺不顺,布水不均匀的话,换热效率也会下降 冬天防冻:冬天如果停用的话,要把塔里面的水全部放干净,不然结冰会把填料、管道都冻裂,北方的项目一定要注意 总结冷却塔看起来就是个大铁盒子,但是里面的门道真的不少,搞懂了它的原理,你就知道为什么夏天有时候降不下温,搞懂了分类,你就知道项目里该选哪种塔,搞懂了参数,你就不会买错设备。 希望这份指南能帮到你,如果你还有其他的问题,欢迎在评论区留言。 中央空调运维 往期回顾: 搞懂四种主流空气处理设备:从结构原理到选型配置的全攻略(上) 搞懂四种主流空气处理设备:从结构原理到选型配置的全攻略(下) |