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液体冷却系统的六种基本类型

有六种基本类型的冷却系统可供选择,以满足负载的冷却需求。每个人都有自己的长处和短处。本文旨在确定不同类型的冷却系统,并确定它们的优缺点,以便您可以根据需要做出明智的选择。

液冷系统有六种基本类型:

  1. Liquid-to-liquid
  2. 闭环干燥系统
  3. 带微调冷却的闭环干燥系统
  4. 开环蒸发系统
  5. 闭环蒸发系统
  6. 冷冻水系统

液-液冷却系统

这些系统中最简单的是液对液冷却系统。在这种类型的系统中,你的工厂已经有大量的某种类型的冷却液,但你不想给压缩机提供这种冷却液。例如:你有水可用但你不想把井水通过你的新压缩机由于水质很差(大量的溶解固体铁和钙等),并与井水污染你有麻烦你过去换热器/ s。

液到液冷却系统是这种情况的理想选择。它利用中间热交换器一侧的井水和中间热交换器另一侧的乙二醇等冷却剂和水进行闭环冷却。热量通过中间热交换器进行交换而不污染热交换器/s。中间热交换器在井水侧容易结垢,但如果中间热交换器选择得当,拆卸和清洗容易。最常见的中间换热器是板框式或壳管式。在液体到液体的系统中,冷却剂的温度可以高于工厂冷却“水”5度。在上面的井水例子中,如果井水的温度为55华氏度,那么液对液冷却系统能够为负载提供60华氏度的冷却剂。

液体到液体冷却系统的优点在于购买和安装相对便宜。组件可以安装在内部,也可以安装在外部。该系统成本低廉,只需使用闭环泵即可使用额外的能量。维护相对简单,只需要定期检查、润滑和必要的清洗热交换器。

Hyrothrift冷却系统

Hyrothrift冷却系统2

2 . Hyrothrift冷却系统

液-液冷却系统

液到液冷却系统的弱点包括冷却系统定期停机进行清洗。这可以通过安装备用中间热交换器来抵消,备用中间热交换器在初级中间热交换器清洗时投入使用。备用的热交换器增加了额外的成本,但允许在清洗完成时冷却负荷的连续运行。这个系统需要像上面井水的例子一样,有规律地供应植物冷却剂,以适当地冷却负荷。有时,冷却负荷没有以最大能力运行,电站的一次冷却“水”必须进行调节,以确保负荷没有过冷或过冷。

闭环干式冷却系统

闭环干式冷却系统很像你车里的散热器。该系统使用一个风冷流体冷却器来传输闭环冷却液的热量,冷却液通过排翅片管泵送,周围的空气吹/拉穿过它们。闭环干式冷却系统的基本部件是流体冷却器,其中包括带风扇/s的空气到液体的热交换器、泵和控制橇、冷却剂和现场安装的系统管道。闭环干式冷却系统的流体冷却器将位于室外,并使用周围的空气来排除热量。冷却剂温度高于环境干球温度5到10华氏度,可以使用闭环干冷却系统。该系统相对便宜,只使用冷却剂泵和流体冷却器风扇/s使用能源。风扇/秒是恒温控制,以调节冷却流体的温度,使负载不会过冷或过冷。由于现场大气条件肮脏,可能需要定期清洗流体冷却器。流体冷却器的污垢通常是由污垢、树叶、棉籽等引起的。

水力节俭器闭环冷却系统

闭式循环冷却系统2

闭环干式冷却系统

闭环干式冷却系统的优点在于机组非常简单,而且相对容易安装。能量需求相对较低,易于控制。维护通常很低,只需要定期检查、润滑和测试流体。

闭环干式冷却系统的弱点在于它依赖于大气干球。例如,如果您所在位置的夏季设计干球温度为100华氏度,并且您的设备需要90华氏度的冷却液;该系统最多只能向负载提供约105至110 F的冷却液。在这种情况下,您需要补充冷却以使冷却液温度降至90华氏度。

闭环干式冷却系统也需要自由清洁的空气来有效工作。这意味着流体冷却器必须放置在一个位置不受盛行风的影响,不太接近一个建筑,让温暖的液体冷却器的废气再循环回液冷却器,最后不是在一个位置,沉重的粉尘浓度,泥土、树叶、种子等。

很多时候,液体冷却器的最佳位置是在屋顶上。由于流体冷却器位于外部,冷却剂必须有某种类型的乙二醇浓度,以防止结冰,如果你所在的位置在冬季设计的干球温度低于冰点。如果位置很冷,乙二醇的浓度可能需要很大,以防止结冰。乙二醇浓度的增加开始降低传热速率。例如,如果您需要50%的乙二醇浓度与水,热交换器设备和冷却剂的流量/压力将需要增加,以调整乙二醇浓度。与乙二醇/水浓度较低的系统相比,较大的流体冷却器和泵会增加系统的成本。这在寒冷的气候中是无法避免的。

带微调冷却的闭环干燥系统

带有微调冷却器的闭环干燥系统与闭环干燥系统相同,但增加了一个补充的流体冷却器。该系统通常用于干燥灯泡在夏季过高的位置,以提供适当的冷却剂温度负荷。通过增加液-液微调冷却器,客户可以使用水源来微调温度到所需的设定点。许多时候,闭环干燥系统与微调冷却器,以减少对城市水作为冷却剂的依赖。城市水的购买和处理费用越来越昂贵。这些系统可用于完全消除城市用水在一年中大部分月,从而降低工厂的运行成本。该系统必须像液到液冷却系统一样有自由洁净的空气供应和有调节的工厂冷却剂或城市水供应。

带有微调冷却器的闭环干燥系统的强度在于它可以提供低于单独闭环干燥系统的冷却剂温度。该系统将减少工厂/城市在寒冷月份的用水量。

带微调冷却器的闭环干燥系统的缺点包括闭环干燥系统列出的所有缺点。此外,在一年中较温暖的时候,它现在需要一些辅助冷却剂。将需要额外的管道,以便将阀内件冷却液输送至/输送至撬块。配平冷却器和风冷液体冷却器都需要定期保养和清洁。

开环蒸发冷却系统

下一个系统,一个开环蒸发冷却系统完全不同于上面列出的前三个。该系统能够利用设计的湿球温度作为冷却水出口温度的基础。例如,如果该位置的设计干球温度为95华氏度,设计湿球温度为75华氏度,那么该系统可以为负载提供大约82华氏度的水。

开环蒸发冷却系统将水级联通过塔内的蜂房聚氯乙烯填充材料,同时将周围的空气吹入或抽入填充材料以蒸发水。在蒸发过程中,剩余的水被冷却到接近7华氏度或高于湿球温度。蒸发的水被替换为某种类型的补充水系统,如浮子阀。剩余的水和补充的水被收集在一个盆里,然后泵到负载,循环重复。平均而言,开环蒸发冷却系统每排出1,000,000 Btu/hr的热量,需要4加仑/分钟的补水和排污水。

液压节流开环冷却系统

开环蒸发冷却系统

这种系统的优点是设备通常很便宜。这种系统在温暖气候下使用起来很简单,但在寒冷气候下可能需要更多的控制。

这种系统的缺点是,它们通常需要一个广泛的水处理系统。水处理系统使用消耗性化学品使钙和溶解的矿物质保持悬浮状态。化学处理是必要的,以确保冷却塔、管道和热交换器不被污染。开塔蒸发系统的一个固有问题是,流经塔的水也是通过负载泵送的传热流体。这些水与肮脏的空气接触。它能吸附灰尘、植物等污染物。这些污染物最终会进入热交换器和管道,并可能导致严重的维护问题。

开放式塔楼在冬季可能会出现控制问题。它们设计为满负荷运行。在非常寒冷的气候条件下,它们在部分负载下并不总是表现良好。如果水池是塔的一部分,寒冷天气操作需要加热器,以防止水池水在负载不存在时结冰。在寒冷气候下,管道通常需要隔热和伴热,以防止冻结。排放水需要排水管,以防止溶解固体不断蒸发和浓缩,从而保持导电性。补充水持续需要来自外部来源,如城市水或经处理的井水等。细菌、粘液和霉菌的生物控制是开放式蒸发塔系统正常运行的主要问题。

闭环蒸发冷却系统

闭环蒸发系统是一种混合系统。闭环蒸发系统是一个开塔,塔内装有一个闭环热交换器。塔内的水停留在塔外,不通过冷却剂管道循环。冷却剂管道是一个闭环,乙二醇/水溶液从塔到负载再返回。分离塔盆地的水注入塔顶和喷雾式热交换器管的数组(通常)通过塔与空气吹或整个换热器的蒸发水转移的热量封闭环境空气冷却剂循环。剩下的塔水落在水池里,在那里它再次被泵到塔顶,重复这个过程。闭环蒸发系统的塔水需要补充水、化学处理、排水、冷天盆加热器和排污,就像上面讨论的开环蒸发系统一样。

水柱封闭循环冷却蒸发

闭环蒸发冷却系统

闭环蒸发系统的优点是,它可以在高于湿球温度约7至10 F时向负载输送闭环冷却液。闭环冷却液保持无污染物,并使设备热交换器和管道保持清洁。大气中的任何污染物都将留在塔外。将使用更少的水处理化学品,因为它们只处理塔中的开放水,而不处理管道和系统热交换器中的冷却液。

闭环蒸发系统的缺点是,你将需要水处理,排污和补充水的塔水侧的系统。该系统将需要一个排水和热跟踪和保温管道,以适应寒冷天气的应用。需要有一个盆加热器,以防止盆在寒冷的天气中冻结,关闭时间操作。该系统需要一个额外的泵连接到塔,以循环盆水。

冷冻水冷却系统

我们要讨论的最后一种冷却系统是冷冻水系统。冷水机通常有一个机械压缩装置,通过使用某种类型的压缩机将能量转换为压缩制冷剂。压缩制冷剂通过管道输送到冷凝器,冷凝器将制冷剂的热量排除到大气或某种液体冷却剂中。压缩制冷剂在冷凝器中从气体变为液体,并通过管道输送到蒸发器,在蒸发器中对其进行计量或膨胀。高压液体制冷的膨胀降低了蒸发器的温度。待冷却的液体通过蒸发器热交换器泵入,热量传递给制冷剂。低压蒸汽被带回到压缩机,制冷剂的循环再次开始。冷却液从蒸发器热交换器流向负载,热量在负载热交换器中传递给冷却液,然后返回到蒸发器,重复这个循环。

冷冻水冷却系统

冷冻水冷却系统

冷水机的优点在于它产生的冷却剂温度远低于设计的湿球型或干球型。对于出口冷却剂的温度,它不那么依赖于环境温度。

冷水机的缺点是它是一个相当复杂的机械部件。冷水机比所有其他形式的冷却设备更贵。它们需要专门的定期维护和经过培训的合格维修技术人员进行正确的操作。冷却器本身从压缩机引入额外的热负荷,也必须在冷凝器中移除。运行冷水机所需的功率比上面讨论的其他类型的冷却系统要高得多。冷水机组在寒冷天气运行时,需要在冷水机组上安装特殊的附加组件。负载变化可能需要特殊的控制和/或多个冷水机电路来有效运行,所有这些都增加了设备的总成本。

结论

如您所见,有许多类型的冷却系统可以满足您的要求。最好在您的规划中尽早让您的冷却系统专家参与进来,以帮助您选择适合您需求的最佳系统。

欲了解更多信息,请联系布鲁斯·威廉姆斯Hydrothrift公司,电话:330-264-7982


更多的冷却系统文章、访问airbestpractices.com/technology/cooling-systems

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