Dezvoltarea și starea actuală a tehnologiei turnului de răcire închis

Într-un turn de răcire deschis, apa de răcire este în contact direct cu aerul, astfel încât, după o perioadă de utilizare, apa de răcire va fi murdară și dificil de curățat, ceea ce va provoca înfundarea țevilor și efectul de transfer de căldură al echipament să scadă. Un turn de răcire închis poate evita această situație. Lichidul de lucru din conductă nu intră în contact direct cu aerul, păstrând fluidul de lucru curat.
Turnul de răcire închis provine din răcitorul cu evaporare, care a început la mijlocul secolului trecut. Odată cu dezvoltarea industriilor chimice, metalurgice și electronice, a început treptat să fie utilizat. Încă din anul 250 î.Hr., vechii egipteni știau să folosească evaporarea apei pentru răcire. În ultimul secol, țările din întreaga lume au efectuat, de asemenea, cercetări cu mai multe fațete privind tehnologia de răcire prin evaporare. În anii 1970, apariția crizei energetice a făcut ca aplicarea tehnologiei de răcire prin evaporare să capete treptat atenția. În anii 1980, când s-a descoperit că climatul catastrofal care reprezenta o amenințare uriașă pentru supraviețuirea umană era legat de industria de aer condiționat și refrigerare, tehnologiile de răcire pasivă precum tehnologia de răcire evaporativă care foloseau condiții naturale pentru a obține capacitatea de răcire s-au dezvoltat rapid. În acest scop, ASHRAE american a înființat un comitet tehnic numit „Răcire prin evaporare” pentru a promova aplicarea tehnologiei de răcire prin evaporare, pentru a colecta și a publica datele privind aplicarea, instalarea, operarea și întreținerea sistemelor de răcire prin evaporare, pentru a publica specificațiile și standardele și pentru a afirma și să recompenseze cercetările privind răcirea evaporativă, astfel încât să promoveze aplicarea echipamentelor de răcire prin evaporare în întreaga lume.
Parker și Treyball, pe baza ignorării cantității de apă evaporată în aerul de răcire, au presupus că entalpia aerului saturat la temperatura camerei este privită ca o funcție liniară a temperaturii și au explicat transferul de căldură și mecanismul de transfer de masă al răcitorului evaporativ din transferul de căldură și performanța de transfer de masă a mediului în tubul răcitorului evaporativ și a obținut formula de corelare a coeficientului filmului de transfer de căldură prin experimente.
Mazushina a propus o metodă de calcul pentru calculul termic al răcitorului evaporativ care poate presupune că temperatura apei pulverizate în afara tubului este constantă sau că temperatura peliculei de apă pulverizată se modifică și a introdus un set de metode de calcul de proiectare pentru schimbătoarele de căldură. în detaliu în manualul schimbătorului de căldură pe care l-a întocmit.
Webb a unificat modelele teoretice ale turnurilor de răcire, condensatoarelor evaporative și răcitoarelor evaporative, iar coeficientul de transfer de căldură al filmului de apă și coeficientul de transfer de masă transferat în aer prin filmul de apă au fost exprimați prin coeficienți diferiți. Ulterior, Webb și Villacres au folosit trei algoritmi și modele de calcul pentru a descrie și analiza turnurile de răcire, răcitoarele de fluide și condensatoarele evaporative.
Peterson a folosit simularea numerică pentru a analiza răcirea indirectă prin evaporare, dar comparația dintre simularea numerică și datele de testare experimentală a arătat că modelul a avut anumite defecte în prezicerea cu precizie a economiilor de energie a sistemului și a caracteristicilor sistemului în anumite condiții de funcționare. În această condiție, Peterson a recomandat utilizarea coeficientului de corelație obținut din datele de testare pentru a obține baza de proiectare și caracteristică necesară.
Wo Jciech Zalewski a propus un model matematic pentru apă și aer pentru a răci fluidul din bobină într-o formă în contracurent și a obținut coeficientul de transfer de masă folosind analogia dintre transferul de căldură și transferul de masă. Jorge Facao a efectuat un test de transfer de căldură și masă pe un mic turn de răcire închis, a montat corelația procesului de transfer de căldură, iar relația de transfer de căldură și masă obținută a fost în concordanță cu modelul teoretic simplificat.
S-au făcut, de asemenea, unele lucrări în cercetarea tehnologiei de răcire evaporativă în China, inclusiv studiul teoriei răcirii evaporative și testul de performanță al turnurilor de răcire închise.
Liu Nailing și colab. a studiat optimizarea structurală a răcitorului evaporativ tubular al turnului de răcire închis cu aria minimă de schimb de căldură și rezistența minimă ca condiții de constrângere și a analizat influența parametrilor structurali asupra zonei răcitorului evaporativ tubular și a consumului de energie a ventilatorului și a pompei de apă.
Li Zijun și colab. a luat ca obiect de cercetare diverse module de schimb de căldură în turnul de răcire închis în contracurent, a analizat distribuția temperaturii apei în diferite condiții și a propus un set de metode de calcul termic.
Liu Jing a analizat mecanismul de schimb de căldură al procesului de răcire al turnului de răcire închis, a stabilit un model de schimb de căldură în stare staționară și a compilat un program de simulare a schimbului de căldură în stare de echilibru bazat pe rezultatele soluției analitice. Programul a fost folosit pentru a simula temperatura și distribuția entalpiei fluidului în interiorul turnului de răcire închis. Rezultatele calculelor teoretice ale parametrilor de evacuare a fluidului din turn au fost comparate cu datele măsurate. Eroarea maximă a fost de 9%, ceea ce a dovedit fiabilitatea rezultatului.
Zhao Fangping a studiat curățarea și tratarea calității apei a sistemului central de apă de răcire a aerului condiționat din turnul de răcire închis pentru a îmbunătăți eficiența schimbului de căldură, a preveni și a reduce coroziunea și a prelungi durata de viață a aparatului de aer condiționat.
Niu Runping și alții au studiat în principal distribuția entalpiei aerului, conținutul de umiditate, temperatura apei de răcire etc. și, prin studiul mecanismului intern de schimb de căldură al turnului de răcire închis, au stabilit un model matematic și au obținut o soluție analitică pentru a explora influența performanței turnului de răcire închis. Li Yongan și alții au folosit micul banc de testare pe care l-au construit pentru a testa diferiții indicatori de performanță ai turnului de răcire închis pentru sistemul de aer condiționat. Prin simularea performanței termice a turnului de răcire închis și a influenței unor parametri precum parametrii de intrare a aerului, debitul masei de aer și volumul de apă pulverizată asupra performanței turnului de răcire, a fost obținută formula de calcul a rezistenței aerului a serpentinei de răcire. .
Liu Dongxing și alții au analizat procesul de schimb de căldură și masă dintre aer și apă și au stabilit un model matematic de schimb de căldură și masă al ambalajului de pulverizare cu apă într-un turn de răcire închis în contracurent, pe baza respectării legii conservării energiei și conservării energiei. de materie. Modelul a fost rezolvat prin program de calculator folosind metoda iterației și s-a efectuat verificarea experimentală. Rezultatele cercetării arată că valorile calculate obținute prin modelul matematic sunt comparate cu valorile măsurate experimentale, iar abaterea este în 0.25%.
Pe baza software-ului CFD și a teoriei turnului de răcire închis în contracurent, You Jiang et al. a folosit modelul standard de turbulență k-ε pentru mișcarea fluxului de aer, modelul de fază discretă pentru zona de împachetare, zona de ploaie și zona bobinei și aproximarea debitului de picături pentru debitul filmului în zona de împachetare. A fost simulată și analizată influența densității apei și a condițiilor de mediu asupra caracteristicilor termice ale turnului de răcire și a fost analizată și obținută valoarea parametrului adimensional raport aer-apă care face ca performanța turnului de răcire să fie optimă. S-au tras următoarele concluzii: densitatea apei și condițiile de mediu au o mare influență asupra efectului de transfer termic al turnului de răcire închis în contracurent. Zhou Wenyuan și colab. a propus un nou tip de turn de răcire umedă închis. Apa de răcire și apa de pulverizare schimbă căldură prin țevi de cupru, iar țevile de plastic sunt aranjate în turnul de răcire pentru a crește zona de transfer de masă a aerului și a apei pulverizate. Apa pulverizată și aerul schimbă căldură și masă pe suprafața țevii de cupru și a țevii de plastic. Pe baza modelului matematic tranzitoriu unidimensional, performanța turnului de răcire în diferite condiții de funcționare a fost investigată și comparată cu turnul de răcire închis tradițional și s-a încheiat fezabilitatea acestui nou turn de răcire umed închis.