หอทำความเย็นวงจรปิด-ทำงานอย่างไร

การไหลเวียนปานกลางแบบปิดภายใน: การลำเลียงตัวพาความร้อนหลัก

ลักษณะหลักของหอทำความเย็นแบบปิดคือตัวกลางทำความเย็น (โดยปกติคือน้ำอ่อน สารละลายเอทิลีนไกลคอล หรือของเหลวถ่ายเทความร้อนแบบพิเศษ) ไหลเวียนในวงคอยล์ที่ปิดสนิท โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับอากาศภายนอกหรือน้ำสเปรย์-ซึ่งเป็นแก่นแท้ของการ "ปิด"

ในระหว่างการทำงาน ตัวกลางร้อนที่จะระบายความร้อน (เช่น ตัวกลางอุณหภูมิสูง-จากเครื่องทำความเย็นหรือเครื่องปฏิกรณ์ทางอุตสาหกรรม) จะถูกส่งไปยังคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อนของหอทำความเย็นแบบปิดโดยปั๊มหมุนเวียน ตัวกลางจะไหลอย่างต่อเนื่องภายในคอยล์ โดยถ่ายเทความร้อนที่ตัวกลางส่งไปยังผนังคอยล์

โดยทั่วไปคอยล์จะทำจากสแตนเลส โลหะผสมไททาเนียม หรือโลหะผสมทองแดง ซึ่งมีค่าการนำความร้อนและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ช่วยให้การนำความร้อนได้อย่างรวดเร็วจากตัวกลางไปยังผนังคอยล์ หลังจากการถ่ายเทความร้อน ตัวกลางอุณหภูมิต่ำ-จะกลับไปยังอุปกรณ์ระบายความร้อนผ่านทางช่องคอยล์เพื่อดูดซับความร้อนต่อไป ทำให้เกิดการไหลเวียนแบบปิดอย่างต่อเนื่อง

กุญแจสำคัญในการเชื่อมโยงนี้คือการรักษาความแน่นของห่วงเพื่อป้องกันการรั่วไหลของตัวกลางหรือการแทรกซึมของอากาศ ซึ่งอาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพปานกลางและการกัดกร่อนของท่อ ดังนั้น ระบบมักจะติดตั้งถังขยาย (เพื่อปรับสมดุลความผันผวนของแรงดัน) ปั๊มเสริม- (เพื่อเสริมการสูญเสียปานกลาง) และตัวกรองที่มีความแม่นยำ (เพื่อขจัดสิ่งสกปรก)

สเปรย์ภายนอกและการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระเหย: การถ่ายเทความร้อนสู่บรรยากาศ

ภายนอกของหอทำความเย็นแบบปิดใช้โครงสร้างแบบเปิด กระจายความร้อนจากคอยล์ผ่านการพ่นน้ำและการพาความร้อน-นี่คือจุดเชื่อมต่อการกระจายความร้อนหลัก ซึ่งแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: "การพ่นน้ำหมุนเวียน" และ "การระเหย + การแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อน"

สเปรย์หมุนเวียนน้ำ

มีการติดตั้งบ่อที่ด้านล่างของหอคอย ปั๊มสเปรย์จะเพิ่มแรงดันน้ำหล่อเย็นในบ่อและฉีดให้ทั่วพื้นผิวด้านนอกของคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อนผ่านอุปกรณ์สเปรย์ด้านบน ทำให้เกิดฟิล์มน้ำที่สม่ำเสมอ น้ำสเปรย์สัมผัสกับผนังด้านนอกของคอยล์จนสุด ดูดซับความร้อนที่ผนังถ่ายโอน และจากนั้นจะตกลงไปในบ่อหลังจากอุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งจะทำให้การไหลเวียนภายในของน้ำสเปรย์เสร็จสิ้น โดยทั่วไปบ่อจะติดตั้งอุปกรณ์จ่ายสารควบคุมคุณภาพน้ำเพื่อป้องกันตะกรันและการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในน้ำสเปรย์ ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน

การระเหย + การแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อน

พัดลมไหลตามแนวแกนได้รับการติดตั้งที่ด้านล่างหรือด้านข้างของหอทำความเย็นแบบปิด เมื่อพัดลมทำงาน พัดลมจะดึงอากาศอุณหภูมิแวดล้อมจากภายนอกทาวเวอร์ และอากาศจะไหลผ่านช่องว่างระหว่างคอยล์และฟิล์มน้ำขึ้นไปด้านบน การแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นในเวลานี้สองประเภท: ประการแรกการแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสม-อากาศสัมผัสกับฟิล์มน้ำอุณหภูมิสูง-โดยตรง โดยถ่ายเทความร้อนผ่านความแตกต่างของอุณหภูมิ ที่สอง,การแลกเปลี่ยนความร้อนแฝง-ส่วนหนึ่งของสเปรย์น้ำระเหยภายใต้การไหลของอากาศ โดยดูดซับความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอจำนวนมาก (คิดเป็น 70%-80% ของการกระจายความร้อนทั้งหมด) ซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิของผนังด้านนอกของคอยล์ได้อย่างรวดเร็ว

อากาศร้อนและความชื้นจะถูกระบายออกจากด้านบนของหอคอย เพื่อขจัดความร้อนส่วนใหญ่ออกไป ในขณะที่น้ำสเปรย์ที่ไม่มีการระเหยจะตกลงสู่ถังเพื่อนำไปรีไซเคิล การสูญเสียการระเหยเล็กน้อยจะได้รับการชดเชยด้วยการเติมน้ำจืด

การควบคุมปริมาณอากาศและระบบเสริม: การเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานให้เหมาะสม

หอหล่อเย็นแบบปิดได้รับการติดตั้งระบบควบคุมปริมาณอากาศและระบบเสริมเพื่อปรับให้เข้ากับโหลดและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพในการทำงานและประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน:

การควบคุมพัดลมความถี่ตัวแปร: ปรับความเร็วพัดลมโดยอัตโนมัติ (หรือจำนวนพัดลมที่ทำงาน) ตามอุณหภูมิของตัวกลางที่ทางออกของคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อภาระการทำความเย็นต่ำ ความเร็วพัดลมจะลดลงเพื่อประหยัดพลังงาน เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงเกินไป (เช่น ในฤดูร้อน) ความเร็วจะเพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มปริมาณอากาศและรับประกันผลการกระจายความร้อน

อุปกรณ์ป้องกันการแช่แข็ง-: ในเขตหนาวหรือระหว่างการทำงานที่รับน้ำหนักต่ำ-ในฤดูหนาว ตัวกลางภายในคอยล์อาจแข็งตัวเนื่องจากอุณหภูมิต่ำ ระบบนี้มีการติดตั้งการติดตามด้วยไฟฟ้า การติดตามไอน้ำ หรืออุปกรณ์บายพาสการไหลเวียน เพื่อรักษาอุณหภูมิปานกลางให้อยู่เหนือจุดเยือกแข็ง ในขณะเดียวกัน ระบบสเปรย์สามารถเปลี่ยนเป็น "การทำงานแบบแห้ง" (หยุดการฉีดพ่นโดยอาศัยการพาความร้อนเพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนเท่านั้น) เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อทาวเวอร์ที่เกิดจากน้ำสเปรย์แช่แข็ง

การออกแบบระบบไล่ฝ้า: มีการติดตั้งระบบไล่ฝ้าที่ด้านบนของหอคอย ซึ่งสามารถดักจับหยดน้ำเล็กๆ ในน้ำสเปรย์ได้ (ด้วยอัตราการดักจับมากกว่า 99%) ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการสิ้นเปลืองน้ำ แต่ยังป้องกันไม่ให้หยดน้ำถูกระบายออกมาพร้อมกับอากาศ ซึ่งอาจทำให้เกิดความชื้นหรือการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมโดยรอบ

สรุปกระบวนการทำงานโดยรวม

การทำงานของ-หอทำความเย็นแบบวงจรปิดสรุปได้ดังนี้: ตัวกลางร้อนเข้าสู่ขดลวด → การนำความร้อนผ่านผนังคอยล์ → น้ำสเปรย์ดูดซับความร้อน → อากาศระเหยและพาความร้อนออกไป → ตัวกลางเย็นกลับคืนมา

ตัวกลางร้อนจะไหลในขดลวดที่ปิดสนิท และความร้อนจะถูกถ่ายโอนผ่านผนังคอยล์ไปยังฟิล์มน้ำสเปรย์ภายนอก อากาศที่พัดลมส่งเข้าไปสัมผัสกับฟิล์มน้ำ และนำความร้อนออกจากหอคอยผ่านการระเหยและการพาความร้อน สารหล่อเย็นจะกลับสู่อุปกรณ์สำหรับการรีไซเคิล ในขณะที่น้ำสเปรย์ไหลเวียนซ้ำๆ ภายในทาวเวอร์ โดยมีการสูญเสียการระเหยเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

การออกแบบนี้ยังคงรักษาข้อได้เปรียบของ-การกระจายความร้อนแบบระเหยประสิทธิภาพสูงของหอทำความเย็นแบบเปิด ในขณะที่หลีกเลี่ยงการปนเปื้อนและปัญหาขนาดที่เกิดจากการสัมผัสโดยตรงระหว่างตัวกลางทำความเย็นและโลกภายนอก ซึ่งบรรลุเป้าหมายสองประการคือ "การกระจายความร้อนประสิทธิภาพสูง- + การป้องกันระดับปานกลาง"