为您的应用选择冷却塔-交叉流动还是逆流?

由于有效的热交换是HVAC系统设计的重要要求，您为支持项目独特的冷却目标而指定的冷却塔类型需要仔细考虑。确定应用程序所需的工艺参数(吨位、范围和方法)后，可以分析冷却塔的性能。

在应用程序中选择交叉流(左)和逆流流(右)冷却塔取决于项目规格中最重要的因素。

由于诱导通风横流和逆流冷却塔都有明显的优点，设计要求和特定于您的应用程序的条件决定了适合您的项目的冷却塔。横流冷却塔和逆流冷却塔的根本区别在于通过冷却塔的空气是如何与被冷却的水相互作用的。在横流塔中，空气沿着下落的水的方向水平流动。在逆流塔中，空气垂直向上流动，与水下落的方向相反。

虽然横流和逆流冷却塔的结构和机械部件相似，但应根据具体应用的设计要求确定冷却塔的类型。

横流冷却塔和逆流冷却塔之间的根本区别是通过冷却塔的空气如何与被冷却的过程水相互作用。在横流塔中，空气沿落水方向水平流动。在逆流塔中，空气以与落水相反的方向垂直向上流动。

物理大小-足迹

每个冷却塔都需要一定体积的空气来有效地交换工艺水中的热量。因此，冷却塔的平面面积和高度必须考虑到您的具体应用。

当制冷量高达750吨(3295kW)时，带有垂直堆叠组件的逆流冷却塔所需的平面面积可能小于横流冷却塔。超过750吨，由于横流塔模块垂直堆叠的吨数更高，逆流塔在占地面积上几乎没有比横流塔更大的优势，有时可能会占用更多的平面面积。

这取决于应用程序,一个横向气流冷却塔可能需要更少的总面积比逆流塔甚至在热负荷低于750吨的位置和数量的空气入口——横向气流塔有两个进气道相比,四个空气逆流塔的入口。

根据不同的应用情况，由于进风口的位置和数量的不同，横流冷却塔所需的总面积可能比逆流冷却塔要小;横流塔有两个空气入口，而逆流塔有四个空气入口。

维护

为了延长冷却塔的使用寿命，需要进行例行维护，因此需要考虑维护的方便性。空气与每一种塔式的工艺水相互作用的方法创建了两种不同风格的静压区。这个空间对维护的可访问性有直接影响。

在横流冷却塔中，气流由水平进风口方向转向填充介质后的垂直排出方向。这就在冷却塔内部形成了一个易于接近的高大的静压室，用于检查和维修冷却塔顶部的冷水池、漂移消除器、电机、驱动系统和风扇。

逆流式冷却塔使填充介质下面的空气从水平流向垂直流动。虽然这样可以很好地进入冷水池，但塔的其余部分更紧凑，总体高度更低。这就限制了喷雾系统、消除器、电机、驱动系统和风扇的使用。

横流冷却塔的大静压区便于维护。

逆流冷却塔的堆叠组件不易使用。

整机重量

交叉流冷却塔的总运输和操作重量可能比逆流冷却塔更重，这是因为交叉流冷却塔占地面积更大，额外的结构支撑和钢外壳便于维护，以及额外的配水管道。然而，通常需要较轻的起重机来吊起单个模块，这些模块以更高的吨位垂直堆叠。必须权衡潜在的起重机和后勤节省与每个单元额外的选择的需要。

重力供水和加压供水

横流冷却塔和逆流冷却塔在设计上的一个显著区别是水分布在填充介质上的方法。

在横流冷却塔中，工艺水被泵到塔顶进入热水分配池。配流池不受气流的影响，是重力补给的。喷嘴后面唯一的驱动力是喷嘴上方的水压头。重力式横流配水的一个优点是，它可以在运行时清洗，因为它很容易从冷却塔的外部顶部进入。

在逆流式冷却塔中，工艺水被泵入密封的集箱。然后，集箱将水分配到分支臂和喷嘴，形成一个加压的水分配系统。与重力供水系统不同，逆流塔的配水系统需要关闭水泵来清洗喷嘴和冷水池。为了检查和清洁喷嘴，必须进入塔内的一个爬行空间。

变流量和寒冷天气操作

如果冷却塔能够在可变流量条件下运行，就有显著的节能机会。当条件允许时(减少热负荷或冷却环境条件)，减少冷却塔上的流速而不是使过程以最有效的方式运行。变流量，或“调节”，是一种方法，以最大限度地提高冷却塔容量的有效性，任何工艺流程。

横流冷却塔与舷外水进口和整体进口百叶窗处理非常高的下降率(高达70%或更多)。逆流式冷却塔配电系统不易改造;可以达到高达50%的压降，但可能需要额外的泵扬程。

当选择冷却塔在低于冰点的条件下运行时，寒冷天气的运行是至关重要的。冰的形成是一个永远存在的危险，可以损坏塔的组件，包括高效传热填充介质。冰的破坏会导致冷凝器回水温度升高，并增加制冷高峰季节的制冷机能耗。

横流冷却塔在寒冷的天气中性能特别好。它的重力供水分配系统-即使调低到设计流量的30% -水仍然可以均匀地分布在填充物上。均匀分布可以防止水的窜流、冰的形成、不可预测的性能、水垢的积聚以及对塔的潜在损害。在寒冷天气运行时，在热水盆中使用杯子或水坝等设备可以将热负荷保持在填充物暴露的表面，减轻冰的堆积。

在低流量运行时，逆流冷却塔具有更小的压头和更少的喷嘴来将水分配到整个填充截面，从而允许不均匀分布。不均匀的分布导致水通道，冰的发展，不可预测的性能，结垢，并对塔的潜在损害。

最小流量是塔式和特定型号的。确保冷却塔制造商了解最小预期流量，并确认冷却塔能够处理所需的液压范围。

百叶窗的设计是为了将水保持在冷却塔内。它们可以防止溅出的水在零下的环境条件下变成冰。整体的百叶纳入到一些交叉流塔的填充物，有助于保持水在填充物中。这就没有为冰的形成提供外部表面。逆流塔的百叶窗与冷水池附近的填料分离。在寒冷的天气里，湍流飞溅在冷水盆里会导致冰在百叶表面堆积。

可变流量杯——当在寒冷的天气中操作交叉流量冷却塔时，在热水盆中的杯子或水坝等设备使填料一侧的热负荷暴露在元素中。

传热填补

逆流和横流填料的形状和大小都不同。冷却塔的适当填充应该主要基于水的化学性质。必须在设计过程的早期确定悬浮物、生物生长潜力和工艺水中可能导致结垢的成分信息。

在为您的项目选择合适的填料和冷却塔类型时，重要的因素是平衡特定填料材料所需的性能和工艺水的化学性质。最适合您的应用的填充类型，无论是薄膜填充或飞溅填充，取决于生物生长潜力和悬浮固体在您的水源水的水平。冷却塔制造商发布的指导方针可用于帮助确定您的工艺水源的质量。

高效PVC薄膜填料通常用于有清洁水的冷却塔。这种填充物是在交叉波纹板中制造的，它将下降的水拉伸成PVC板表面的薄膜。然后水与通过塔的气流相互作用，以促进热传递。由于空气-水接触的表面积更大，膜填充类型比飞溅填充更有效。

由于膜填料具有较高的堵塞和污垢倾向，因此并不适用于所有应用场合。喷溅填料对脏水的容忍度更高，但热效率较低，需要更大的结构。在给定负载下，这通常会使它比薄膜填充式塔的成本更高。

防堵塞膜填料提供了高效膜填料和飞溅填料在热工性能和抗堵塞性能之间的良好介质。

总结

为您的应用程序选择交叉流和逆流冷却塔取决于对您的项目规格最重要的因素。这两种类型都是支持冷水机和实现高效蒸发冷却的有效手段，具有一些明显的设计差异。

横流冷却塔和逆流冷却塔的区别

• 横流式的优势
• 可高达70%的转换率
• 在寒冷天气应用中表现良好
• 配水系统可在塔运行时进行清洗
• 更方便日常维护
• 采用高效传热填料

逆流的优势

• 占地面积更小，可达~750吨(带薄膜填充)
• 可能更低的操作重量
• 可能更容易安装
• 可容纳多种类型的填料，以解决水源水质问题

关于作者

Eric Rasmussen是SPX Cooling Technologies, Inc.， Overland Park, KS的高级产品经理和注册工程师。

关于SPX冷却技术公司

SPX Cooling Technologies, Inc.是全球领先的冷却塔、蒸发流体冷却器、蒸发冷凝器、工业蒸发器和风冷热交换器制造商，为采暖、通风和空调(HVAC)、制冷、制冷、空调、空调系统提供冷却解决方案、组件和技术支持。以及近一个世纪的工业过程冷却应用。SPX冷却技术及其产品品牌是SPX公司的一部分。如需更多信息，请访问www.spxcooling.com．

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