Како функционира кулата за ладење со затворено-коло?

Внатрешна затворена средна циркулација: пренесување на јадрото на носачот на топлина

Основната карактеристика на затворената кула за ладење е тоа што медиумот за ладење (обично мека вода, раствор од етилен гликол или специјална течност за пренос на топлина) циркулира во запечатена јамка на намотка, без директен контакт со надворешен воздух или вода за прскање-што е суштината на „затворањето“.

За време на работата, топлата средина што треба да се лади (на пр., висока-температурна средина од чилери или индустриски реактори) се доставува до калемите за размена на топлина на затворената кула за ладење со циркулациона пумпа. Медиумот непрекинато тече внатре во намотките, пренесувајќи ја топлината што ја носи на ѕидовите на серпентина.

Калемите обично се направени од нерѓосувачки челик, легура на титаниум или легура на бакар, кои имаат одлична топлинска спроводливост и отпорност на корозија, овозможувајќи брза спроводливост на топлина од медиумот до ѕидовите на серпентина. По преносот на топлина, медиумот со ниска-температура се враќа во оладената опрема преку излезот на намотката за да продолжи да ја апсорбира топлината, формирајќи континуирана затворена циркулација.

Клучот за оваа врска е одржување на затегнатоста на јамката за да се спречи средно истекување или навлегување на воздух, што може да предизвика средно влошување и корозија на цевководот. Затоа, системот обично е опремен со експанзионен резервоар (за балансирање на флуктуациите на притисокот), пумпа за надополнување (за дополнување на средната загуба) и прецизен филтер (за отстранување на нечистотии).

Надворешен спреј и размена на топлина со испарување: пренос на топлина во атмосферата

Надворешноста на затворената кула за ладење прифаќа отворена структура, исфрлајќи ја топлината од намотките преку испарување на водата со прскање и конвекција на воздухот-ова е врската за дисипација на јадрото на топлина, поделена во два чекори: „циркулација на вода со прскање“ и „испарување + размена на топлина со конвекција“.

Циркулација на вода со прскање

На дното на кулата е инсталиран картер. Пумпата за прскање ја притиска водата за ладење во шахтата и ја прска рамномерно на надворешната површина на намотките за размена на топлина преку горниот уред за прскање, формирајќи униформа водена фолија. Водата за прскање целосно контактира со надворешните ѕидови на намотките, ја апсорбира топлината пренесена од ѕидовите, а потоа повторно паѓа во шахтата по зголемувањето на температурата, завршувајќи ја внатрешната циркулација на водата за прскање. Јамата обично е опремена со уред за дозирање на стабилизатор на квалитетот на водата за да се спречи лупење и раст на микроорганизми во водата за прскање, што инаку може да влијае на ефикасноста на размена на топлина.

Испарување + Конвекција Размена на топлина

На дното или на страната на затворената кула за ладење е инсталиран вентилатор со аксијален проток. Кога работи вентилаторот, тој вовлекува воздух со температура на околината надвор од кулата, а воздухот поминува нагоре низ јазот помеѓу намотките и водениот филм. Во тоа време се случуваат два вида размена на топлина: прво,разумна размена на топлина-воздухот директно контактира со водениот филм со висока-температура, пренесувајќи ја топлината преку температурната разлика; второ,латентна размена на топлина-дел од прскачката вода испарува под проток на воздух, апсорбирајќи голема количина на латентна топлина на испарување (која претставува 70%-80% од вкупната дисипација на топлина), што брзо ја намалува температурата на надворешните ѕидови на серпентина.

Загреаниот и навлажнет воздух се испушта од врвот на кулата, одземајќи го најголемиот дел од топлината, додека неиспарената прскачка вода паѓа назад во шахтата за рециклирање. Мала количина на загуба на испарување се компензира со дополнување на свежа вода.

Регулација на волуменот на воздухот и помошни системи: оптимизација на оперативната ефикасност

За да се прилагодат на различни оптоварувања и услови на животната средина, затворените кули за ладење се опремени со регулација на волуменот на воздухот и помошни системи за да се обезбеди оперативна стабилност и енергетска ефикасност:

Контрола на вентилаторот со променлива фреквенција: Автоматски ја прилагодува брзината на вентилаторот (или бројот на работни вентилатори) врз основа на температурата на медиумот на излезот од намотките за размена на топлина. Кога оптоварувањето за ладење е мало, брзината на вентилаторот се намалува за да се заштеди енергија; кога температурата на околината е превисока (на пример, во лето), брзината се зголемува за да се зголеми волуменот на воздухот и да се обезбеди ефект на дисипација на топлина.

Уреди против-замрзнување: во ладни региони или при работа со ниско-оптоварување во зима, медиумот во намотките може да замрзне поради ниската температура. Системот е опремен со електрично следење, следење на пареа или уред за циркулациона бајпас за одржување на средната температура над точката на замрзнување; во меѓувреме, системот за прскање може да се префрли на „суво работење“ (запирање на прскањето, потпирајќи се само на воздушната конвекција за размена на топлина) за да се избегне оштетување на кулата предизвикано од замрзната вода за прскање.

Демистер дизајн: На врвот на кулата е инсталиран демистер, кој може да фати ситни капки вода во водата за прскање (со стапка на зафаќање од над 99%). Ова не само што го намалува отпадот од вода, туку и го спречува испуштањето на капките вода со воздухот, што може да предизвика влажност или корозија во околината.

Резиме на целокупниот работен процес

Работата на кулата за ладење со затворено-коло може да се сумира како: топла средина влегува во калеми → спроводливост на топлина низ ѕидовите на серпентина → вода со прскање ја апсорбира топлината → воздухот испарува и ја носи топлината → оладениот медиум се враќа.

Топлата средина тече во запечатени калеми, а топлината се пренесува преку ѕидовите на намотката до надворешниот филм за прскање вода; воздухот внесен од вентилаторот контактира со водената фолија, пренесувајќи ја топлината од кулата преку испарување и конвекција; оладениот медиум се враќа во опремата за рециклирање, додека водата од прскање постојано циркулира внатре во кулата со само мала количина на загуба на испарување надополнета.

Овој дизајн ја задржува предноста на високо-ефикасното испарување на топлината на отворените кули за ладење, притоа избегнувајќи контаминација и проблеми со скалирање предизвикани од директен контакт помеѓу медиумот за ладење и надворешниот свет, постигнувајќи ги двојните цели на „висока-ефикасна дисипација на топлина + средна заштита“.