工业实用效率

为您的应用选择冷却塔-横流还是逆流?

高效的热交换是HVAC系统设计中的一个重要要求,为支持项目独特的冷却目标,您指定的冷却塔类型需要仔细考虑。在确定了您的应用所需的工艺参数后——吨位、范围和接近——冷却塔能力可以进行分析。

Crossflow(左)和逆流(右)

为您的应用选择横流(左)和逆流(右)冷却塔取决于您的项目规格最重要的因素。

因为引风横流和逆流冷却塔都有明显的优势,设计要求和条件特定于您的应用决定了合适的冷却塔为您的项目。横流和逆流冷却塔之间的根本区别是空气如何通过冷却塔与被冷却的过程水相互作用。在横流塔中,空气水平地穿过落下的水的方向。在逆流塔中,空气以与下落的水相反的方向垂直向上流动。

组件图形

虽然交叉流和逆流塔的结构和机械部件相似,但特定于应用的设计要求应确定塔式。
Crossflow和逆流原理图
横流和逆流冷却塔之间的根本区别是空气如何通过冷却塔与被冷却的过程水相互作用。在横流塔中,空气沿水流下落的方向水平流动。在逆流塔中,空气以与下落的水相反的方向垂直向上流动。

物理大小-占用空间

每个冷却塔都需要一定体积的空气来有效地在工艺水中交换热量。因此,必须考虑到冷却塔的平面和高度记住。

在冷却能力高达750吨(3295kW)时,具有垂直堆叠组件的逆流冷却塔可能比横流冷却塔需要更少的平面面积。超过750吨的标志,因为横流塔模块是在较高的吨位上垂直堆叠的,与横流塔相比,逆流塔在占地面积上几乎没有优势,有时还会占用更多的平面面积。

根据应用,甚至在小于750吨的热负荷下,交叉流冷却塔可能需要较少的总面积,因为空气入口的位置和数量 - 与四个空气入口相比,十字流塔有两个空气入口逆流塔。

横流和逆流足迹

根据应用情况,由于进气口的位置和数量,横流冷却塔可能比逆流冷却塔需要更少的总面积;一个横流塔有两个空气进口相比,一个逆流塔有四个空气进口。

维护

为了延长冷却塔的使用寿命,常规维护是必不可少的,因此维护的便利性是一个考虑因素。空气与工艺水相互作用的方法在每个塔类型创建两种不同风格的静压区。这个空间对维护的可达性有直接的影响。

在横流冷却塔中,气流由水平进风方向转向填充介质后的垂直出风方向。这在塔内创造了一个高的,容易接近的静压室,用于检查和维修冷水盆,漂移消除器,电机,驱动系统,和冷却塔顶部的风扇。

逆流冷却塔将空气从水平旋转到填充介质下方的垂直流动。虽然这促进了冷水盆地的良好进入,但塔架的其余部分更紧凑,整体高度较低。这会对喷涂系统,消除器,电机,驱动系统和风扇产生有限的访问。

横流式的冷却塔

一个横流冷却塔的大静压区允许易于维护。

逆流冷却塔

逆流冷却塔的堆叠组件不易使用。

整机重量

由于交叉流动塔的较大的占地面积,额外的结构支撑和钢壳,额外的结构支撑和钢壳,额外的结构支撑和钢壳,但额外的结构支架和钢壳,而易于维护进入和用于水分布的额外管道,其总运输和运行权重比逆流塔更重。然而,较轻的容量起皱通常需要提升到升高的单个模块,其在较高的吨位处垂直堆叠。必须将潜在的起重机和后勤储蓄免受每种细胞额外选择的需求。

重力给水和压力给水分配

横流和逆流冷却塔之间一个显著的设计差异是水在填充介质上分布的方法。

在横流冷却塔中,工艺用水被泵到塔顶进入热水分配池。分配盆地远离气流,是重力输送的。喷嘴背后唯一的驱动力是喷嘴上方的水静水头。重力给水的一个优点是它可以在运行时清洗,因为它很容易从冷却塔的外部顶部接近。

在逆流冷却塔中,工艺水被泵入一个密封的集箱。然后,集箱将水分配到分支臂和喷嘴中,形成一个加压水分配系统。与重力给水系统不同,逆流塔的配水系统需要关闭水泵来清洗喷嘴和冷水盆。要检查和清洁喷嘴,必须进入塔内的一个爬行空间。

可变流量和冷天气操作

如果冷却塔能在变流量条件下运行,就有显著的节能机会。当条件允许时(减少热负荷或凉爽的环境条件),减少冷却塔上的流量而不是过程,使过程以最有效的方式运行。可变流量,或“降压”,是一种方式,以最大限度的有效性安装冷却塔能力的任何工艺流程。

带舷外水入口和整体入口百叶窗的交叉流冷却塔处理非常高的调节率(高达70%以上)。逆流冷却塔架分配系统不像易于修改;可以实现高达50%的调节,但可能需要额外的泵头。

选择冷却塔在冻结条件下操作时,冷天气操作至关重要。冰形成是一种危险的危险,可以损坏塔部件,包括高效传热填充介质。冰损伤的影响可能导致更高的冷凝器水返回温度和峰值冷却季节内的冷却器能量消耗。

横流冷却塔在寒冷天气中性能特别好。它的重力给水分配系统——即使降低到设计流量的30%——水仍然可以均匀地分布在填充物上。均匀的分配可以防止水的流动,冰的发展,不可预测的性能,水垢的积累,以及潜在的损害塔。在寒冷天气运行时,在热水池中使用杯或坝等设备可以保持热负荷朝向填方的天气暴露面,减轻冰堆积。

在低流动操作时,逆流冷却塔具有较少的头部压力和更少的喷嘴,以在填充的整个横截面上分配水,允许不均匀的分布。不均匀的分布导致水流,冰开发,不可预测的性能,规模累积和塔潜在损坏。

最小流量取决于塔型和模型。确保冷却塔制造商了解最小预期流量,并确认冷却塔可以处理所需的液压范围。

百叶窗的设计是为了将水保存在冷却塔内。它们可以防止溅出,从而在低于冰点的环境条件下变成冰。在一些横流塔的填充物中加入了集成百叶窗,有助于保持填充物中的水分。这没有提供冰形成的外部表面。逆流塔百叶窗与冷水盆附近的填充物分开。在寒冷的天气里,湍流在冷水盆中飞溅,会导致百叶窗表面结冰。

冷却塔可变流量

变流杯-当在寒冷的天气操作一个横流冷却塔,设备如杯或水坝在热水盆保持热负荷向侧面的填充物暴露到元素。

传热填补

逆流填充物和横流填充物的形状和大小都不同。你的冷却塔的适当填料应该主要基于水化学。悬浮物、生物生长潜能以及可能导致结垢的工艺水成分的信息必须在设计过程的早期确定。

平衡特定填料的性能要求和工艺水的水化学成分是选择正确的填料和冷却塔类型的重要因素。最好的填充物类型,无论是薄膜填充物还是飞溅填充物,取决于生物生长潜力和你的水源水中的悬浮物水平。冷却塔制造商发布的指导方针,可以用来帮助确定您的过程水源的质量。

高效PVC薄膜填料通常用于有洁净水的冷却塔。这种填充物是由交叉波纹板制造的,将下降的水拉伸成PVC板表面的薄膜。然后水与流经塔内的气流相互作用,以促进热传递。由于空气-水接触的表面积更大,薄膜填充类型比飞溅填充更有效。

由于其对堵塞和污垢的倾向倾向,电影填充不合适。Splash填充更容易耐脏水源,但具有较低的热效率,需要更大的结构。这通常使其比薄膜填充型塔更昂贵,用于给定负载。

抗冲击薄膜填充在高效薄膜填充和飞溅填充的效果之间提供了一种快乐的介质,填充了热性能和堵塞电阻。

总结

选择一个交叉流和逆流冷却塔为您的应用取决于您的项目规格最重要的因素。这两种类型都是支持冷水机和实现高效蒸发冷却的有效手段,但有一些明显的设计差异。

Crossflow和逆流冷却塔区别

  • 跨流量优势
  • 能够高达70%的翻转
  • 在寒冷天气的应用程序中表现良好
  • 配水系统可在塔运行时进行清洗
  • 更便于日常维护
  • 采用高效传热填料

逆流的优势

  • 较小的脚印高达约750吨(带薄膜填充)
  • 可能降低运行重量
  • 可能更容易安装
  • 适应各种填充类型,以解决源水质量

关于作者

Eric Rasmussen是SPX Cooling Technologies, Inc., Overland Park, KS的高级产品经理和注册工程师。

关于SPX Cooling Technologies, Inc.

SPX冷却技术,Inc。是一家领先的冷却塔,蒸发流体冷却器,蒸发器冷凝器,工业蒸发器和风冷热交换器的领先制造商,提供冷却解决方案,组件和技术支持,用于加热,通风和空调(HVAC),制冷,以及工业过程冷却应用近一个世纪。SPX冷却技术及其产品品牌是SPX Corporation的一部分。有关更多信息访问www.spxcooling.com

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