Das Grundprinzip und die Struktur des Kühlturms

Prinzip und Grundstruktur

1. Das Grundprinzip des Kühlturms

Ein Kühlturm ist ein Gerät, das den (direkten oder indirekten) Kontakt von Luft und Wasser nutzt, um Wasser zu kühlen. Es verwendet Wasser als zirkulierendes Kühlmittel, nimmt Wärme aus einem System auf und gibt sie an die Atmosphäre ab, wodurch die Temperatur im Turm gesenkt und Geräte hergestellt werden, die für Kühlwasser recycelt werden können.

Das Wärmeableitungsverhältnis im Kühlturm:

In einem Nasskühlturm ist die Temperatur des heißen Wassers hoch und die Temperatur der über die Wasseroberfläche strömenden Luft niedrig. Das Wasser überträgt Wärme an die Luft, die von der Luft abgeführt und an die Atmosphäre abgegeben wird. Es gibt drei Formen von Wasser, das Wärme an die Luft abgibt:

① Berühren, um Wärme abzuleiten;

② Verdunstungswärmeableitung;

③ Strahlungswärmeableitung.

Der Kühlturm ist hauptsächlich auf die ersten beiden Arten der Wärmeableitung angewiesen, und die Strahlungswärmeableitung ist sehr gering und sollte daher nicht ignoriert werden.

Prinzip der Verdunstungswärmeableitung:

Die Wärmeabfuhr durch Verdunstung erfolgt durch Stoffaustausch, dh durch die kontinuierliche Diffusion von Wassermolekülen in die Luft. Wassermoleküle haben unterschiedliche Energien, und die durchschnittliche Energie wird durch die Wassertemperatur bestimmt. Einige Wassermoleküle mit großer kinetischer Energie in der Nähe der Wasseroberfläche überwinden die Anziehungskraft benachbarter Wassermoleküle und entweichen von der Wasseroberfläche und werden zu Wasserdampf. Wenn die Wassermoleküle mit großer Energie entweichen, wird die Energie des Wasserkörpers nahe der Wasseroberfläche reduziert.

Daher sinkt die Wassertemperatur, was Verdunstung und Wärmeableitung ist. Es wird allgemein angenommen, dass die verdunsteten Wassermoleküle zuerst eine dünne Schicht gesättigter Luft auf der Wasseroberfläche bilden, deren Temperatur die gleiche ist wie die Temperatur der Wasseroberfläche, und dann die Geschwindigkeit der Diffusion von Wasserdampf von der gesättigten Schicht zur Atmosphäre hängt ab von Die Differenz zwischen dem Wasserdampfdruck der gesättigten Schicht und dem Wasserdampfdruck der Atmosphäre, also das Doltonsche Gesetz, kann durch die folgende Abbildung dargestellt werden.

2. Die Grundstruktur des Kühlturms

✦ Halterungen und Türme: externe Unterstützung

✦ Packung: Größtmögliche Wärmeaustauschfläche für Wasser und Luft vorsehen

✦ Kühlwassertank: befindet sich am Boden des Kühlturms und nimmt Kühlwasser auf

✦ Wassersammler: sammelt die vom Luftstrom mitgerissenen Wassertröpfchen

✦ Lufteinlass: Lufteinlass des Kühlturms

✦ Wassersprüheinrichtung: Kühlwasser aussprühen

✦ Ventilator: Zuluft zum Kühlturm

✦ Axialventilatoren werden in Saugzugkühltürmen eingesetzt.

✦ Axial-/Radialventilatoren werden in Zwangszug-Kühltürmen eingesetzt.

✦ Kühlturmklappen: Durchschnittlicher Ansaugluftstrom; hält die Feuchtigkeit im Turm.

Typen und ihre Vor- und Nachteile

1. Kühlturm mit natürlicher Belüftung

An der Spitze des Kühlturms strömt heiße Luft mit geringerer Dichte aus;

Die dichtere kalte Luft tritt zum Füllen in den Kühlturm von der Unterseite des Turms ein;

Kein Lüfter erforderlich;

Betonturm < 200 m;

Zum Kühlen großer Hitze.

3. Kühlturm mit mechanischer Belüftung

Hochleistungsventilatoren forcieren den Wärmeaustausch zwischen Luft und zirkulierendem Wasser;

Der Wasserfilm auf der Oberfläche der Packung kann den Wärmeaustausch mit der Luft maximieren;

Es gibt viele Faktoren, die die Kühleffizienz bestimmen;

Eine Vielzahl von Kühlleistungsoptionen;

Mehrere Kühltürme können gleichzeitig arbeiten, z. B. 8-Turmverbindungssteuerung.

Zwangsbelüftung:

Die Luft wird durch den Zentrifugalventilator in die Entlüftung geblasen; Vorteile: Es ist für Türme mit großem Luftströmungswiderstand geeignet; der Zentrifugalventilator ist relativ geräuscharm.

Gegenstromkühlturm:

Kühlwasser wird über die Packung gesprüht und fließt nach unten in den Kühlwasserbehälter.

Luft wird von unten eingepresst und kommt in der Packung mit Wasser in Kontakt, um einen Teil des Kühlwassers zu verdampfen, wodurch die Wassertemperatur gesenkt wird.

3. Saugzug-Kühlturm

Vorteil

Der Grad der Rückströmung ist geringer als bei Gebläsekühltürmen; Die Betriebskosten von Ventilatoren sind geringer als die von Zwangszugkühltürmen.

Nachteil

Die mechanische Übertragung von Lüfter und Motor erfordert eine wasserdichte Ausführung.

Heißes Wasser tritt von oben in den Kühlturm ein

Die Luft wird durch einen Ventilator zwangsweise angesaugt und tritt von unten in den Kühlturm ein; Verwenden Sie einen Zwangsinduktionslüfter.

Querstrom-induzierter Zugkühlturm

Gegenstrom-Saugzug-Kühlturm

Das Kühlwasser tritt von oben ein und durchströmt die Packungslage; die Luft tritt von einer oder beiden Seiten ein, und der Ventilator wird veranlasst, die Luft seitlich durch die Packungsschicht strömen zu lassen.

Aufgrund des natürlichen Warmwasserverteilungssystems dieses Kühlturmtyps:

Vorteil:

Niedriger Wasserpumpenkopf;

Niedrigere anfängliche Pumpeninvestition;

Niedrigerer jährlicher Betriebsenergieverbrauch und -kosten;

Große Durchflussänderungen wirken sich nicht nachteilig auf das Wasserverteilungssystem aus.

Nachteil:

Die niedrige Förderhöhe führt dazu, dass die Düse leicht verstopft und das Kühlwasser beim Aussprühen nicht gut zu einem feinen Nebel zerstäubt werden kann;

Die direkte Luftbeaufschlagung von Warmwasserspeichern kann zu Algenwachstum führen;

Deckt eine große Fläche ab.

Aufgrund der Druckwasserverteilungssprinkler in solchen Kühltürmen gilt:

Vorteil:

Durch Erhöhen der Höhe des Turms erhält man einen längeren Wärmeaustauschprozess und eine kleinere Kühlbreite;

Da die Drucksprühvorrichtung kleinere Wassertröpfchen versprühen kann, ist die Wärmeaustauscheffizienz höher.

Nachteil:

Die Förderhöhe der Systemwasserpumpe steigt;

Erhöhter Energiebedarf und erhöhte Betriebskosten;

Die Kühlwasserdüse ist nicht einfach zu warten und zu reinigen;

Ein Wasserverteilungssystem und zugehörige Rohrleitungen sind erforderlich, sodass die Anfangsinvestition steigt.

Betriebsparameter und Auswahldesign

1. Kühlwassertemperaturdifferenz

Eintrittstemperatur - Austrittstemperatur

Großer Temperaturunterschied=hohe Leistung

2. Kalte Breite

Der Unterschied zwischen der Wassertemperatur am Kühlturmauslass und der Feuchtkugeltemperatur der Einlassluft:

Kleiner Kühlbereich=hohe Leistung

4. Effizienz:

4. Kühlturmkapazität

Die Einheit der Kühlturmkapazität ist „kcal pro Stunde“ oder „Kühltonne“;

Kühlturmkapazität=Kühlwassermassenstrom× wasserspezifische wärmekapazität× Temperaturunterschied;

Große Kapazität=hohe Leistung

5. Berechnung des Zusatzwassers

Verdunstungsverlust von Wasser (E)

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

E stellt die Menge an verdunstetem Wasser dar (kg/h);

Q steht für Wärmebelastung (Kcal/h);

600 stellt die latente Verdampfungswärme von Wasser (kcal/h) dar;

T1 repräsentiert die Wassertemperatur (GradC);

T2 repräsentiert die Wassertemperatur (GradC);

L steht für die zirkulierende Wassermenge (kg/h).

Berechnung des Zusatzwassers:

Spritzverlust (C)

Der Spritzverlust des Kühlturms wird durch die Bauart des Kühlturms, die Windgeschwindigkeit und andere Faktoren bestimmt. Unter normalen Umständen beträgt sein Wert etwa {{0}},1~0,2 Prozent des zirkulierenden Wasservolumens.

Periodischer Ablaufwasserverlust (D)

Der Verlust des regulären Abwassers wird durch Faktoren wie Wasserqualität oder Feststoffkonzentration im Wasser bestimmt. Im Allgemeinen sind es etwa 0,3 Prozent des zirkulierenden Wasservolumens.

M=E plus C plus D

Wasserverlust durch Verdunstung (E); Spritzwasserverlust (C); periodischer Wasserverlust (D).

Wenn der Kühlturm zur Klimatisierung verwendet wird, ist die Temperaturdifferenz auf 5 ausgelegtGradC. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die vom Kühlturm benötigte Wasserversorgung etwa 2 Prozent des zirkulierenden Wassers.

6. Kühlwasserfluss

K·Q=C·M·ΔT

K: Schätzkoeffizient

F: Die maximale Kühlleistung des Geräts

C: spezifische Wärmekapazität von Wasser

ΔT: Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklaufwasser

M: Kühlwassermassenstrom

1,3-fache maximale Kälteleistung der Kompressionskältemaschine;

2,5-fache Kühlleistung von Absorptionskältemaschinen (Lithiumbromid).

1. Auswahlbeispiel

Beispiel: Ein Projekt mit einem 640RT Kühlturm Wasserdurchfluss und Nachspeise.

Q=640RT=2251KW

K=1.3

C=4.2KJ/(kg· Grad)

ΔT=5Grad

Wassernachschub m=M·2 Prozent =140kg/s·2 Prozent =2,8 kg/s

2. Häufige Konstruktionsprobleme bei der Auswahl von Kühltürmen

(1) Was sind die Determinanten des Energieverbrauchs von Kühltürmen?

A: Lüfterleistung, Kühlwasserdurchfluss, Kühlwassernachfüllmenge?

(2) Die Temperaturbedingungen des Kühlturms, bei welcher Temperatur ist die Effizienz und Wirtschaftlichkeit gut?

Antwort: Die Einlasswassertemperatur des Kühlturms variiert je nach Nutzung. Beispielsweise beträgt die Wasserauslasstemperatur des Kondensators der zentralen Klimaanlage im Allgemeinen 30-40GradC, und die Auslasswassertemperatur von Guo Pengxue HVAC und Kühlturm beträgt im Allgemeinen 30GradC. Die ideale Kühltemperatur (Rücklaufwassertemperatur) des Kühlturms ist 2-3GradC höher als die Feuchtkugeltemperatur. Dieser Wert wird „Näherungsgrad“ genannt (öffentliche Rechnung: Pumpenhaushälterin). Je kleiner der Annäherungsgrad, desto besser die Kühlwirkung. Thailändisch-vietnamesische Wirtschaft.

(3) Vergleich von offen und geschlossen

Offener Typ: Die Investition in der ersten Phase ist relativ gering, aber die Betriebskosten sind relativ hoch (Wasserverbrauch, Stromverbrauch).

Geschlossen: Dieses Gerät ist für den Einsatz in rauen Umgebungen wie Dürre, Wasserknappheit und häufigen Sandstürmen geeignet. Das Kühlmedium kann ein Medium wie Wasser, Öl, Alkohol, Abschreckflüssigkeit, Salzwasser und chemische Flüssigkeit sein. Das Medium hat keinen Verlust und eine stabile Zusammensetzung. Niedriger Energieverbrauch.

Nachteile: Die Kosten eines geschlossenen Kühlturms sind dreimal so hoch wie die eines offenen Turms.

Installation, Verrohrung, Betrieb und allgemeine Störungen

1. Die Quelle von Kühlturmgeräuschen

Die oben verwendeten Kühltürme sind alle Kühltürme mit mechanischer Belüftung. Wenn sie in Betrieb sind, sind die Hauptquellen für Wasserturmgeräusche die folgenden:

(1) Lüftergeräusch:

Sein Rauschen setzt sich hauptsächlich aus mechanischem Rauschen und Flüssigkeitsrauschen zusammen;

(2) Motorgeräusch:

Elektromagnetisches Geräusch, wenn der Hauptmotor läuft;

(3) Lüftungsgeräusch:

Es umfasst hauptsächlich Luftströmungsgeräusche innerhalb und außerhalb des Turms und Turmresonanzgeräusche.

Lösungen finden Sie unter „Comprehensive Understanding of „Noise“ and the Noise and Vibration Reduction Treatment Methods of Equipment in HVAC Systems“ in der entsprechenden Kursunterlage der Nanshe Encyclopedia.

2. Vorsichtsmaßnahmen für Installation und Verrohrung

Das Bodenlager sollte sich auf das Betriebsgewicht des Kühlturms und den Auslegungsinstallationsfaktor beziehen, um die Tragfähigkeit des Installationsfundaments zu überprüfen.

Umweltbedingungen

1. Der kürzeste Abstand zwischen dem Lufteintrittsende des Kühlturms und den angrenzenden Gebäuden sollte das 1,5-fache der Turmhöhe nicht unterschreiten.

2. Es sollte nicht an Orten mit Wärmequellen wie Umspannwerken und Boilern installiert werden. Halten Sie die Spitze des Turms von offenen Flammen fern.

3. Es sollte nicht an Orten installiert werden, an denen korrosive Gase vorhanden sind, wie z. B. neben Schornsteinen und heißen Quellen.

Installationsanleitung

1. Das Fundament des Kühlturms sollte mit horizontalen Stahlplatten entsprechend der angegebenen Größe vorvergraben werden. Die Höhe jeder Fundamentoberfläche sollte auf derselben horizontalen Ebene liegen, der Höhenfehler sollte innerhalb von 1 mm liegen und der Abweichungsmittenfehler sollte innerhalb von 2 mm liegen.

2. Der Turmkörper sollte horizontal aufgestellt werden und sich nach dem Gesamtzustand richten.

3. Bei der Installation des Wasserturms sollte der Installateur auf die Verstärkungsrippen des Chassis treten, um ein Quetschen des Chassis zu vermeiden. Darüber hinaus sollten bei der Installation der Kartenhülle, des Gehäuses und anderer Faserteile die Schrauben zuerst abgenutzt und dann allmählich angezogen werden, um eine Verformung der Hülle und des Gehäuses zu vermeiden. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass das Chassis nicht verformt ist und dass der Kontaktbereich und seine Umgebung sauber sind. Wenn es trocken ist, können die Faserdecke und das Reibharz an den Verbindungsstellen ergänzt werden, um ein Austreten von Wasser während des Gebrauchs zu vermeiden.

Vorbereitung vor dem Start

1. Öffnen Sie das Ablassventil des Wasserbeckens, um Schlammstaub und Schmutz im Wasserbecken zu entfernen. Spülen Sie die Gehäuseteile des Turms.

2. Stellen Sie den Lüfter so ein, dass der Winkel der Lüfterblätter gleich ist und der Abstand zwischen dem Lüfter und dem Turmgehäuse gleichmäßig ist.

3. Prüfen Sie, ob die Laufteile flexibel sind.

4. Stellen Sie das Schwimmerventil so ein, dass der Wasserstand des Beckens garantiert 20 cm unter dem Überlauf liegt. 

Saufmachen

Starten Sie die Wasserpumpe intermittierend, um die Luft in der zirkulierenden Wasserleitung vollständig abzulassen, und starten Sie dann den Lüfter.

1. Überprüfen Sie beim Öffnen, ob die Lufteinlass- und -auslassumgebung normal ist. Prüfen Sie, ob die Windrichtung bei laufendem Ventilator aufwärts gerichtet ist.

2. Stellen Sie den Wasserfluss auf den normalen Wasserfluss des Wasserturms ein.

3. Prüfen Sie, ob die Betriebsspannung und der Strom jeder Phase des Motors die auf dem Typenschild des Motors angegebenen Werte nicht überschreiten können.

4. Der Stromversorgungskreis des Benutzers sollte über einen Phasenausfallschutz und Überlastschutzmaßnahmen verfügen.

RUncheck

Das Innere des Turms sollte sauber gehalten werden, um Fouling und Algenbildung zu vermeiden. Halten Sie die umlaufende Wassermenge ein, um die Kühllast des Kühlturms sicherzustellen. Kontrollieren Sie regelmäßig Betriebswasserstand, Kühlwassertemperatur, Motorspannung, Motorstrom, Vibrations- und Geräuschwert des Kühlturms im Wasserbecken.

Setwas anderes

1. Überprüfen Sie nach Abschluss der Installation, ob Werkzeuge und andere Gegenstände rechtzeitig im Turm oder in der Abluftöffnung platziert sind.

2. Achten Sie darauf, die Rohrleitungen und die Wasserwanne beim Starten auf Wasserlecks zu überprüfen.

3. Wenn die Wasserversorgungsquelle niedriger als die des Kühlturms ist oder der Wasserdruck für die Wasserversorgung nicht ausreicht, sollte eine zusätzliche Wasserpumpe oder ein höherer Wasserversorgungstank installiert werden, um Wasser zum Füllen zu liefern.

4. Beim Einstellen und Montieren darf der Füller nicht direkt betreten werden. Wenn Sie darauf treten müssen, sollten Sie die Spachtelmasse vorübergehend mit einem Holzbrett auspolstern.

3. Vorsichtsmaßnahmen beim Betrieb

Vorbereitung vor der Operation:

(1) Fremdkörper auf der Seite des Lufteinlasses oder um die Windkarkasse müssen entfernt werden;

(2) Stellen Sie sicher, dass genügend Abstand zwischen dem Heck der Windmühle und der Windkarkasse vorhanden ist, um Schäden während des Betriebs zu vermeiden;

(3) Prüfen Sie, ob der Keilriemen des Untersetzungsgetriebes richtig eingestellt ist;

(4) Die Position der Keilriemenscheiben muss auf gleicher Höhe zueinander gehalten werden;

(5) Nachdem die obige Inspektion abgeschlossen ist, starten Sie den Schalter intermittierend, um zu prüfen, ob die Windmühle richtig läuft. Und ob es anormale Geräusche und Vibrationen gibt?

(6) Reinigen Sie die Heißwasserwanne und die Kleinteile im Inneren des Turmkörpers;

(7) Entfernen Sie Schmutz und Fremdkörper in der Heißwasserwanne und füllen Sie dann das Wasser bis zur Überlaufposition;

(8) Starten Sie die Umlaufwasserpumpe intermittierend, um die Luft in der Leitung zu entfernen, bis die Leitung und die Kaltwasserwanne mit zirkulierendem Wasser gefüllt sind;

(9) Wenn die Umwälzpumpe normal arbeitet, sinkt der Wasserstand in der Kaltwasserwanne leicht, zu diesem Zeitpunkt muss das Schwimmerventil auf einen bestimmten Wasserstand eingestellt werden;

(10) Stromkreissystem, bestätigen Sie erneut, ob der Stromkreisschalter, die Sicherung und die Verdrahtungsspezifikationen mit der Motorlast übereinstimmen.

Vorsichtsmaßnahmen zum Starten des Wasserturms:

(1) Starten Sie die Windmühle intermittierend und prüfen Sie, ob sie rückwärts läuft oder ungewöhnliche Geräusche und Vibrationen auftreten. Starten Sie dann die Wasserpumpe erneut;

(2) Prüfen Sie, ob der Laufstrom des Windmühlenmotors überlastet ist? Vermeiden Sie Motordurchbrennen oder Spannungsabfall;

(3) Verwenden Sie das Regelventil, um die Wassermenge einzustellen, um den Wasserstand der Heißwasserwanne zwischen 30 und 50 mm zu halten;

(4) Prüfen Sie, ob der Wasserstand in der Kaltwasserwanne normal bleibt.

Vorsichtsmaßnahmen während des Betriebs des Wasserturms:

(1) Überprüfen Sie nach 5 bis 6 Betriebstagen erneut, ob der Keilriemen des Windrad-Untersetzungsgetriebes normal ist. Wenn es locker ist, kann es mit der Einstellschraube wieder ordnungsgemäß arretiert werden;

(2) Nach einer Woche Betrieb des Kühlturms muss das zirkulierende Wasser ausgetauscht werden, um Ablagerungen und Schmutz in der Rohrleitung zu entfernen;

(3) Die Kühlleistung des Kühlturms wird durch den Wasserstand des zirkulierenden Wassers beeinflusst. Aus diesem Grund ist auf einen bestimmten Wasserstand in der Heißwasserwanne zu achten;

(4) Wenn der Wasserstand in der Kaltwasserwanne sinkt, wird die Leistung der Wasserumwälzpumpe und der Klimaanlage beeinträchtigt, daher muss der Wasserstand ebenfalls konstant gehalten werden;

Vorsichtsmaßnahmen für die routinemäßige Wartung des Wasserturms:

Das Umlaufwasser wird in der Regel einmal im Monat ausgetauscht bzw. muss bei Verschmutzung ausgetauscht werden. Der Austausch des Kreislaufwassers wird nach der Feststoffkonzentration im Wasser bestimmt. Reinigen Sie gleichzeitig die Heißwasserwanne und die Kaltwasserwanne. Wenn sich Schmutz in der Heißwasserwanne befindet, wird die Kühlleistung beeinträchtigt.

Vorsichtsmaßnahmen für die saisonale Abschaltung und Wartung des Wasserturms:

(1) Lösen Sie den Keilriemen im Untersetzungsgetriebe und füllen Sie das Lager mit Schmieröl;

(2) Das gesamte zirkulierende Wasser in der Rohrleitung muss entfernt werden, um Risse zu vermeiden, die durch Frost im Winter verursacht werden;

(3) Das Abflussrohr der Kaltwasserwanne sollte jederzeit geöffnet werden, damit Regenwasser und geschmolzener Schnee abfließen können;

(4) Der Kühlturm startet nach einer Zeit der Abschaltung neu. Zu diesem Zeitpunkt muss überprüft werden, ob die Motorisolierung normal ist. Beachten Sie dann die Anweisungen für die Vorbereitungen vor dem Betrieb.

3. Wartungsvorkehrungen

4. Anforderungen an die Kreislaufwasserqualität (mit Wasserqualitätsgrenzwert)