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[冷卻塔:工業(yè)與生活中的散熱神器]
發(fā)布日期:[2025/6/5] 共閱[58]次

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,我們常常能看到一些大型的桶狀或柱狀設備,它們看似平凡,卻承擔著至關重要的散熱任務,這就是冷卻塔。冷卻塔作為一種高效的散熱裝置,廣泛應用于各個領域,保障著各類系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

冷卻塔,顧名思義,其核心功能是降低水溫。它主要利用水與空氣流動接觸后進行冷熱交換產(chǎn)生蒸汽,通過蒸發(fā)散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理,將工業(yè)生產(chǎn)或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱排放至大氣中,從而降低水溫。簡單來說,就是讓熱水與空氣充分接觸,讓水的熱量傳遞給空氣,實現(xiàn)水的冷卻。

具體過程如下:干燥(低焓值)的空氣在風機的抽動下,從進風網(wǎng)進入冷卻塔內(nèi)。與此同時,飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動,濕熱(高焓值)的水從播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當水滴與空氣接觸時,一方面由于空氣與水的直接傳熱,另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象,帶走蒸發(fā)潛熱,進而將水中的熱量帶走,這就是蒸發(fā)傳熱,最終達到降溫的目的。熱水通過水泵以一定壓力,經(jīng)過管道等輸送至冷卻塔的播水系統(tǒng),均勻地播灑在填料上面。干燥的低晗值空氣在風機作用下由底部入風網(wǎng)進入塔內(nèi),熱水流經(jīng)填料表面形成水膜與空氣進行熱交換,高濕度高晗值的熱風從頂部抽出,冷卻后的水滴入底盆,經(jīng)出水管流入主機。

冷卻塔的類型多樣,按熱水和空氣的流動方向分類,可分為以下幾種:

逆流式冷卻塔:熱水從上往下流,空氣從下往上流動,兩者逆向而行,這種方式熱交換效率較高,能使水得到較好的冷卻效果,在工業(yè)和大型建筑的空調(diào)系統(tǒng)中應用廣泛。

橫流(直交流)式冷卻塔:熱水垂直落下,空氣水平流動穿過水幕,其結構相對簡單,通風阻力小,適用于對占地面積有一定要求且對噪音控制較嚴格的場所。

混流式冷卻塔:結合了逆流式和橫流式的特點,空氣流動方向較為復雜,兼具兩者的部分優(yōu)勢,可根據(jù)具體工程需求進行選擇。

按應用領域分類,冷卻塔又可分為工業(yè)型冷卻塔和空調(diào)型冷卻塔:

工業(yè)型冷卻塔:主要服務于工業(yè)生產(chǎn)過程,如發(fā)電、鋼鐵、化工、鋁型材加工等行業(yè)。這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱量,需要通過冷卻塔將熱量散發(fā)出去,以保證設備的正常運行和工藝的穩(wěn)定進行。例如,在發(fā)電站中,汽輪機產(chǎn)生的大量熱量需要冷卻塔來冷卻循環(huán)水,確保汽輪機的高效運行。

空調(diào)型冷卻塔:常見于商業(yè)建筑、寫字樓、酒店等場所的空調(diào)系統(tǒng)中??照{(diào)系統(tǒng)在運行過程中會產(chǎn)生熱量,冷卻塔能夠?qū)⑦@些熱量帶走,使空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器保持適宜的工作溫度,從而保證空調(diào)的制冷效果和運行效率。

冷卻塔的身影幾乎遍布各個需要散熱的領域:

空調(diào)冷卻系統(tǒng):無論是大型商場的中央空調(diào),還是寫字樓的集中式空調(diào)系統(tǒng),冷卻塔都是不可或缺的一部分。它能有效降低空調(diào)冷凝器的溫度,提高空調(diào)系統(tǒng)的能效比,降低能耗,為人們創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境。

冷凍系列:在冷庫、冷藏室等冷凍場所,冷卻塔用于冷卻制冷設備的循環(huán)水,保證制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,確保冷凍環(huán)境的低溫要求,延長食品等物品的保鮮期。

制造業(yè)及加工類:食品業(yè)、藥業(yè)、金屬鑄造、塑膠業(yè)、橡膠業(yè)、紡織業(yè)、鋼鐵廠、化學品業(yè)、石化制品類等行業(yè)在生產(chǎn)過程中,許多設備會產(chǎn)生大量熱量。冷卻塔可以及時將這些熱量散發(fā)出去,防止設備因過熱而損壞,保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。例如,在金屬鑄造過程中,高溫的金屬液需要冷卻,冷卻塔為冷卻系統(tǒng)提供低溫循環(huán)水,實現(xiàn)金屬的快速冷卻成型。

機械運轉(zhuǎn)降溫類:發(fā)電機、汽輪機、空壓機、油壓機、引擎等機械設備在運行時會產(chǎn)生大量的熱量,如果不及時散熱,會嚴重影響設備的性能和使用壽命。冷卻塔通過冷卻循環(huán)水,為這些設備提供良好的散熱條件,確保它們能夠持續(xù)穩(wěn)定運行。

冷卻塔在長期運行過程中,由于冷卻水大多數(shù)含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽等物質(zhì),當冷卻水流經(jīng)金屬表面時,會有碳酸鹽生成。同時,溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕,形成鐵銹。銹垢的產(chǎn)生會導致冷卻塔換熱效果下降,嚴重時甚至需要在殼體外噴淋冷卻水,結垢嚴重時會堵塞管子,使換熱效果完全喪失。研究表明,水垢沉積物對熱傳輸?shù)膿p失影響巨大,即使很薄的一層水垢,也會增加設備中結垢部分 40% 以上的運行費用。


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