盘管式闭式冷却塔设计新理念和及效果分析

主题要点
一、传统盘管式闭塔的几种形态
二、传统盘管式闭塔的问题
三、设计理念的更新
四、新的盘管闭塔带来的新效果

一、传统盘管闭塔的几种代表性形态
1、逆流式闭塔

2、横流式闭塔


3、复合流闭塔

二、传统盘管式闭塔的问题
1、换热与冷却

我们知道，闭式冷却塔基本的原理其实就是一个开式冷却塔把水冷却后，再与管式换热器进行换热，从而降低管内介质温度的设备。简单朴素的解释就是，一个开式冷却塔加一个列管式换热器。因此任何闭式冷却塔都要考虑冷却和换热两个过程。及时两个过程同步。

对于传统的闭式冷却塔，冷却与换热混合，都不能达到最佳效果，横流和复合流，大约40%冷风自盘管区进入，与盘管进行热交换，但因气水换热效果太差，因此浪费了风量，没有取得应有的结果，而冷却段因为被换热区分走了40%冷风，所以想要达到同样的效果，必须补偿足够的风量，以保证冷却段的降温，热补偿的这40%左右的风量是要靠增加40%能耗来实现的，这就是人为浪费的能耗。

对于逆流，有两种情况，一种是有填料的形式，填料冷却，盘管换热，盘管也起到一部分填料的分水作用，但因为盘管材料昂贵，所以用以分水，大材小用，因此设计的时候只需考虑换热面积需求即可。但是因为结构限制，通风的过程中，冷却水难以完全包覆盘管，热量很难实现充分交换，而盘管却可以加大风阻，提高静雅，同样的风量，能耗增加。对于没有填料的逆流闭塔，那就更明显了，首先要保证闭式塔的冷效，冷却段需要足够的散水面积和风量，其次，换热端需要足够的换热面积，而闭式塔的换热材料一般是不锈钢，碳钢镀锌，紫铜，其实最廉价的碳钢镀锌材料成本也远远高于填料成本，如果足够量的散水面积，闭塔的成本将是天价，所以各厂家均采用了无限加大风量的办法，以减少散水面积。而加大风量的代价就是能耗的提高。事实上，100%性能的逆流闭塔，盘管换热面积几乎接近填料的散水面积，按此成本，比冷却换热分段式逆流闭塔高出一倍左右。

2、综述
综合起来看，传统闭塔本身最大的问题就是能效低，设计理念有问题，没有细究冷却塔的实质，没有细究冷却与换热的基本要素。
3、维护与清洗
传统闭塔的另外的问题是结冰与结垢的问题，因为现有的技术设计出来的闭式冷却塔，结构已经固化，无法解决结冰与结垢问题，甚至无法进行有效的文虎，遇到问题只能是拆解设备。
三、设计理念的更新
1、冷却塔换热分段式，效率最大化
其实要解决上述分体很简单，第一，冷却与换热分段实施，每一个段落做到充分的能效利用，最后二者结合，冷却段就用开式塔的思路解决，换热段就用换热器的思路解决，而这两个过程目前已有非常成熟的技术与手段，所以没有任何实现难度，并且可以做好能耗比最低，效能最大。
2、新理念下的新设计
A、横流闭塔

B、逆流闭塔

四、新设计的运行新效果
1、闭塔能耗只等于开塔能耗加喷淋泵能耗，这是闭塔的极限最低能耗
2、效能：首先，冷却段完全保证冷却效果，不打折扣，其次，换热段按照列管式换热器的设计理念，保证管内外流速，温差，保证冷流介质完全充分包覆换热管，实现热量充分交换。如此可以用较低能耗和换热面积实现闭式系统冷却需求。
3、效额外的果：我们将冷却和换热分设后，惊喜的发现，我们基本解决了目前盘管结垢难清洗的问题，同时也解决了冬季突发停机，盘管结冰爆裂的问题。更为重要的是，为今后机械化清洗盘管打开了通道。盘管设置于集水盘（水池）之上，进风区之下，需要清洗时，停机，进风区之下形成一个大水池，也是一个清洗装置，无需拆解盘管，另外设置清洗区和设备。如此方便，可以做到微成本维护，每年，甚至每半年或者更短周期进行清洗，盘管表面无固定结垢，如佛家所言，日日勤拂拭，不使惹尘埃。另一个结冰问题，当冬季遇到突发停机，盘管内介质如果是水，结冰爆管是很常见的现象，本次新的设计，可避免结冰爆管的现象发生。当停机，管内循环水无法立即排放时，可向水盘注水，提升页面，完全浸没盘管，-20℃以上，可保证24小时管内不结冰（该数值目前仅是经验值）。至于机械化清洗盘管，这是我们新的一个课题，择机另做介绍。

论坛对冷却塔感兴趣的好像很少，我们会持续发布我们的新技术核心产品，以供大家探讨，并给出指正意见

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