冷却塔(The cooling tower)是工业领域重要的散热设备
冷却塔是一种用水作为循环冷却剂,从一系统中吸收热量排放至大气中,以降低水温的装置。它利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量,达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热,从而降低水温,保证系统的正常运行。装置一般为桶状,故名为冷却塔。常和浅层砂过滤器配合过滤
冷却塔可以根据不同的设计、工作原理和应用场景进行分类,主要包括以下几种:
按通风方式分:
自然通风冷却塔:利用塔内外空气密度差产生的自然风进行通风,无需额外的能源消耗,适用于环境温度较低、湿度不大的地区。
机械通风冷却塔:通过风机强制空气流动,提高热交换效率,适用于高温高湿地区或对冷却效率要求较高的场合。
按水和空气的接触方式分:
湿式冷却塔:热水直接与空气接触,通过蒸发散热,热交换效率高,但会有水蒸发损失。
干式冷却塔(也称空气冷却式或干冷塔):通过热传导和对流的方式将热量传递给空气,无需水蒸发,适用于缺水地区或对水质要求高的场合,但热交换效率较低。
干湿式冷却塔(也称混合式冷却塔):结合了湿式和干式的特点,上部为干式部分,下部为湿式部分,具有更高的适应性和灵活性。
按热水和空气的流动方向分:
逆流式冷却塔:热水从上向下流动,空气从下向上流动,两者在塔内逆流接触,热交换效率高。
横流式冷却塔(也称横逆式冷却塔):热水水平流动,空气垂直通过填料层,两者在塔内横向交叉流动,适用于大型冷却塔。
混流式冷却塔:结合了逆流式和横流式的特点,具有更高的热交换效率和灵活性。
按形状分:
圆形冷却塔:结构紧凑,占地面积小,但风阻较大。
方形冷却塔和矩形冷却塔:风阻较小,但占地面积相对较大。
按应用领域分:
工业型冷却塔:用于工业生产中的冷却过程,如钢铁、化工、电力等行业。
商业型冷却塔:用于商业建筑、医院、学校等场所的空调系统冷却。
按噪声级别分:
普通型冷却塔:噪声较大,适用于对噪声要求不高的场合。
低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔和超静音型冷却塔:通过优化设计和采用降噪措施,降低噪声水平,适用于对噪声要求较高的场合。
其他分类:
如喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等。
在湿式冷却塔中,热水的温度高,流过水表面的空气的温度低,水将热量传给空气,由空气带走,散到大气中去。水向空气散热有三种形式:接触散热、蒸发散热和辐射散热。冷却塔主要靠前两种散热,辐射散热量很小,可忽略不计。
不同类型的冷却塔有各自的优缺点。以开式冷却塔和闭式冷却塔为例:
开式冷却塔:
优点:结构简单、造价低、维护检修方便。
缺点:由于风机马达和叶片都是暴露在空气中的,因此运行时的噪音比较大;由于是开式系统,冷却塔在运行的时候,会产生漂水现象,造成水量损失,要开挖一个水池;经常补水,同时一定程度上也会污染冷却水,使其水质下降,而且外界的杂物也会进入冷却水中,造成水质污染,开式冷却塔的冷却水压力损失要高于闭式冷却塔。
闭式冷却塔:
优点:由于是全封闭式循环冷却,因此不存在杂物进入冷却管路系统,从而发生管路堵塞的现象;为软水循环冷却,在高温时也绝无水垢生成,引起冷却管路系统结垢;占地面积小,不需开挖水池,易址方便,节约用水,降低能耗。
缺点:造价成本高,冷却效率低,冷却极限为空气的干球温度。