Основната тајна на ладењето: Како испарувачката дисипација на топлина ги лади хабовите на опремата?

Кулата за ладење е уред за размена на топлина помеѓу водата и воздухот. Главно се состои од структурна рамка, странични панели за одржување, вентилатор, мотор, материјал за полнење, систем за дистрибуција на вода, тело на кула и слив за собирање вода. Размената на топлина првенствено се постигнува преку термичка интеракција помеѓу воздухот со релативно ниска-температура (придвижен од вентилаторот) и водата во материјалот за полнење, со што се намалува температурата на водата. За проектите на центрите за податоци, вкупното топлинско оптоварување на опремата и електричните уреди останува релативно стабилно. Системот за разладена вода, системот за вода за ладење и дизајнот на кулата за ладење се клучни за обезбедување континуирано ладење во компјутерската соба. Затоа, кулите за ладење треба да работат непрекинато-во текот на целата година (центрите за податоци во северните региони вообичаено користат водно-странично ладење за нивните системи за ладна вода, кои исто така работат во текот на годината).

Принцип на работа на кулите за ладење

Принципот на работа на кулите за ладење се заснова на испарувачка топлина и пренос на маса. Придвижена од вентилаторот, топла вода се прска на површината на материјалот за дисипација на топлина и доаѓа во контакт со воздухот што се движи што минува низ него. Во овој момент, се случува размена на топлина и влага помеѓу топла вода и ладен воздух. Истовремено, дел од топлата вода испарува, а латентната топлина на испарувањето се ослободува во воздухот. Конечно, изладената вода паѓа во резервоарот за вода, а потоа циркулира назад до потребната опрема за повторна употреба. Во влажните кули за ладење, топлата вода има висока температура додека воздухот што тече над површината на водата има ниска температура. Водата ја пренесува топлината во воздухот, кој ја носи и ја растера во атмосферата. Водата ја расфрла топлината во воздухот на три начини: (1) Разумен пренос на топлина; (2) Пренос на топлина со испарување; (3) Радијативен пренос на топлина. Кулите за ладење главно се потпираат на првите два методи за пренос на топлина. Радијативниот пренос на топлина е занемарлив поради неговата мала големина. Меѓу нив, испарувачкиот пренос на топлина се постигнува преку пренос на маса, конкретно со континуирана дифузија на молекулите на водата во воздухот. Молекулите на водата поседуваат различни нивоа на енергија, а просечната енергија е одредена од температурата на водата. Во близина на површината на водата, некои молекули на вода со висока кинетичка енергија ги надминуваат привлечните сили на соседните молекули, бегаат од површината на водата и стануваат водена пареа. Како што овие високо{16}}енергетски молекули излегуваат, енергијата на водата во близина на површината се намалува, што резултира со пад на температурата на водата. Ова е пренос на топлина со испарување. Општо се верува дека испарувачките молекули на водата прво формираат тенок слој на заситен воздух во близина на површината на водата, со температура еднаква на онаа на површината на водата. Стапката на дифузија на водената пареа од овој заситен слој во атмосферата зависи од разликата во притисокот помеѓу водената пареа во заситениот слој и онаа во атмосферата.

Основна структура на кулите за ладење

Рамка на кулата: Обезбедува надворешна поддршка.

Материјал за полнење со размена на топлина: Ја максимизира површината за размена на топлина помеѓу водата и воздухот.

Резервоар за складирање вода (слив за вода за ладење): Се наоѓа на дното на кулата за ладење за собирање на изладена вода.

Млазници за дистрибуција на вода: Обезбедете рамномерна дистрибуција на водата преку материјалот за полнење за размена на топлина.

Вентилатор со аксијален проток: Го забрзува протокот на воздух.

Класификација по насока на проток на вода и воздух

Кулите за ладење се категоризираат на кули за ладење противпроток и разладни кули со вкрстен проток врз основа на насоката на проток на вода и воздух.

Кули за ладење противпроток

Тело на кулата: Погодно за области со променливи насоки на ветерот.

Материјал за полнење за дистрибуција на вода: Идеален за средини со добар квалитет на вода.

Вентилатор: Кулите со контрапроток имаат малку поголем статички притисок, а некои модели бараат мотори со малку поголема моќност.

Ограничувања на животната средина: една кула со вкрстен проток од истиот модел зафаќа поголема површина од кулата противпроток. Меѓутоа, кога се користат повеќе столбови, кулите со вкрстен проток може да се поврзат паралелно, додека кулите противпроток бараат растојание од повеќе од половина дијаметар на кулата помеѓу две единици. Така, комбинираните кули со вкрстен проток може да го намалат просторот на подот. Кулите со контрапроток се поволни во области со околни високи-градби, оџаци или други извори на топлина, како и во сценарија за кои е потребен мал број кули за ладење, поради нивниот компактен отпечаток.

Нанос и бучава: Нудат добра вентилација, што ги прави погодни за области со помалку строга заштита на животната средина и барања за бучава.

Секојдневно одржување: Замената на филер е незгодна, затоа тие се погодни за употреба во области со квалитет на чиста вода и ниски нивоа на песок и прашина.

Кули за ладење со вкрстен проток

Тело на кулата: Кулите со вкрстено проток користат челична рамка како главна потпорна конструкција, што резултира со поголема потрошувачка на материјал и потешко тело на кулата во споредба со кружните кули противпроток. Тие можат да се поврзат паралелно и се погодни за отворени области.

Материјал за полнење за дистрибуција на вода: Волуменот на материјалот за полнење на кулите со вкрстен проток е приближно двапати поголем од кулите противпроточни, што доведува до повисоки трошоци. Тие се погодни за средини со слаб квалитет на водата.

Ограничувања на животната средина: Комбинираните или големите кули со вкрстен проток се погодни за отворени области со голема побарувачка за вода за ладење и ограничен простор, бидејќи се покомпатибилни со околните згради.

Наведнување и бучава: Кулите со вкрстен проток имаат помала брзина на влезниот воздух од кулите противпроток, што резултира со помали загуби на нанос (0,005% за кули со вкрстен проток наспроти 0,1% за кружни кули противпроток). Бучавата од кулите против проток главно доаѓа од паѓање на вода и работа на вентилаторот, додека кулите со вкрстен проток првенствено генерираат бучава од вентилаторот со минимален шум на вода. Така, целокупното ниво на бучава кај кулите со вкрстен проток е пониско од она на кулите противпроток, иако кулите со ултра-протек со ниска бучава исто така работат тивко. Накратко, кулите со вкрстен проток имаат подобри резултати во области со строги барања за бучава и заштита на животната средина.

Потрошувачка на енергија: Кулите со вкрстено проток имаат големи доводи за воздух, мала брзина на ветерот и мали загуби на отпор, така што некои модели имаат помала моќност на моторот од кулите противпроток. Споредувајќи ги трошоците, транспортните трошоци, трошоците за одржување и потрошувачката на моторна енергија од двата типа, нивните вкупни трошоци се приближно слични во рок од 2-4 години. Колку е подолг работниот век, толку е помала релативната цена на кулите со вкрстен проток.

Секојдневно одржување: Замената и одржувањето на различни компоненти во кулите со вкрстен проток е погодно, додека одржувањето на системот за дистрибуција на вода и замената на листовите за полнење во кулите противпроточни се незгодни. Кулите со вкрстен проток се поприлагодливи на проекти со слаб квалитет на вода и бараат поедноставно секојдневно одржување за корисниците.