冷却塔与冷水机组冷凝器同为冷却系统的组成部件,以水作为循环冷却介质,冷却水从冷凝器侧吸收热量,经由动力源冷却泵输送至冷却塔,完成降温后返回冷凝侧,完成一个冷却水工作循环。
冷却塔组成基本组成部件有冷却塔塔身、布水器、风扇、电动机、填料、泄水阀、补水浮球、阀电加热棒以及液位/温度传感器。
1.冷却塔工作原理
干燥低焓值的空气经过风机的抽动后,自进风网处进入冷却塔内;饱和蒸汽压力大的高温水分子向压力低的空气流动,湿热高焓值的水自播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时,一方面由于空气与水的直接传热,另一方面由于水蒸气表面和空气之间存在压力差,在压力的作用下产生蒸发现象,蒸发吸热带走热量,从而达到降温之目的。
2.冷却塔的分类
(1)按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔和混合通风冷却塔。
(2)按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔和干湿式冷却塔。
(3)按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流(交流)式冷却塔、混流式冷却塔,是数据中心常见的分类方式,如图3-1,图3-2所示。
(4)按系统结构形式分为开式冷却塔和闭式冷却塔,也是数据中心常见分类方式,如图3-3,图3-4所示。
图3-1 横流式冷却塔
图3-2 逆流式冷却塔
1)开式冷却塔与闭式冷却塔的区别
开式冷却塔的冷却原理就是,通过将循环水以喷雾方式,喷淋到玻璃纤维的填料上,通过水与空气的接触,达到换热;再有风机带动塔内气流循环,将与水换热后的热气流带出,从而达到冷却。此种冷却方式,前期的投入比较的少,但是运营成本较高(水耗、电耗)。
闭式冷却塔的冷却原理简单来说是两个循环:一个内循环、一个外循环。没有填料,主核心部分为紫铜管表冷器。
①内循环:与对象设备对接,构成一个封闭式的循环系统(循环介质为软水)。为对象设备进行冷却,将对象设备中的热量带出到冷却机组。
②外循环:在冷却塔中,为冷却塔本身进行降温。不与内循环水相接触,只是通过冷却塔内的紫铜管表冷器进行换热散热。在此种冷却方式下,通过自动控制,根据水温设置电动机的运行。两个循环,在春夏两季环境温度高的情况下,需要两个循环同时运行。秋冬两季环境温度不高,大部分情况下只需一个内循环。
图3-3 开式冷却塔
图3-4 闭式冷却塔
2)开式冷却塔与闭式冷却塔的性能比较(www.xing528.com)
①开式冷却塔:被冷却介质在开式系统中循环,循环介质因蒸发而浓缩,须常年加药、补水,而且由于被冷却介质直接接触空气,容易被污染,当遇到硫化物时,流体发生酸性反应,造成相连设备损坏。须经常停机保养维护,不适合需要连续运转的系统。被冷却介质开式运行,受太阳光照射,容易产生藻类和盐类结晶,从而影响系统的使用性能。无法进行干式运行。当流体为挥发性、毒性、刺激性溶液时,使用开放式冷却塔运行模式存在安全隐患。被冷却介质在开式中循环,系统管道以及被冷却设备换热器易结垢,降低被冷却设备的换热效率,增加系统的运行费用。
②闭式冷却塔:被冷却介质在密闭的管道内流动不与外界空气相接触,热量通过换热器管壁与外部的空气、喷淋水等进行热质换热,最终实现冷却介质降温的设备。所以被冷却介质不会被污染、蒸发、浓缩,无须补水加药,因而保障了相连设备的使用性能和寿命,日常管理也很方便。无须经常停机保养维护,运行稳定安全、可减低相连设备的故障率,适合需要连续运转的系统。被冷却介质因无阳光照射且不与空气接触,所以不会产生藻类和盐类结晶,“无须除藻、除盐”,从而保障系统高性能运行。可以进行干式运行,不会滋生各类病菌,所以特别适用于有空气净化需求的场合,也经常应用于缺水干燥的地区。当流体为挥发性或毒性、刺激性溶液时,使用密闭式循环系统,不会污染环境,所以广泛适用于对流体有严格要求的系统。被冷却介质在密闭的管道内流动,被冷却介质一般为软化水,系统管道以及被冷却设备换热器内不会结垢,被冷却设备运行效率高,整个系统运行节能。
开式冷却塔与闭式冷却塔的对比如表3-1所示。
表3-1 开式冷却塔与闭式冷却塔的对比
(5)按噪声级别分为普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔。
(6)其他类型还有喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等。
3.冷却塔防冻防柳絮
冷却塔一般设置于建筑物屋顶等室外空间,受环境影响比较大,在气温低的时候要考虑到冷却塔防冻工作,局部地区的数据中心在春季也会增加防柳絮的工作。
(1)冷却塔防柳絮
由于冷却塔风机工作,导致冷却塔周围形成固定的气流组织,飘荡在此区域的柳絮会随着气流组织进出冷却塔,附着于填料、风机或者进入冷却水系统,影响冷却系统设备的正常运行,并且增加运行风险与设备维护成本。防止柳絮需购买防絮棉,紧密贴与冷却塔进风口,并定期清理堆积柳絮,以防影响散热效率。(防絮棉不仅适用于冷却塔,空调室外机也可以采用)
(2)冷却塔防冻措施
①冷却塔积水盘设置电加热棒,一般的控制模式为积水盘冷却水温度低至4℃,电加热棒开始工作,当积水盘冷却水温度升至8℃,电加热棒停止工作;
②管道电伴热,所有室外水管道都铺设缠绕电伴热,防止管道结冰冻裂;
③冷却塔风机反转除冰,部分冷却塔会设计此项功能。
4.附图(图3-5、图3-6)
图3-5 逆流式冷却塔结构原理简图
图3-6 横流式冷却塔
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
