Iedereen heeft dit soort constructie vast wel eens gezien en je weet dat dit helemaal geen pijp is en er komt geen rook uit.
Maar laten we nog steeds kijken naar het werkingsprincipe en de interne structuur van de koeltoren.
Koeltorens zijn speciale apparaten om grote hoeveelheden water door een gerichte luchtstroom te koelen. Ze worden ook wel koeltorens genoemd - dit klinkt begrijpelijker.
Dit is een van de meest effectieve apparaten voor koelwater bij het recyclen van watervoorzieningssystemen van industriële ondernemingen. De hoge toren zorgt voor de luchtstroom die nodig is om het circulerende water effectief te koelen. Afzuigtorens worden gebruikt om natuurlijke trek te creëren vanwege het verschil in soortelijk gewicht van de lucht die de koeltoren binnenkomt en de verwarmde lucht die de koeltoren verlaat. Onder de sproeier bevindt zich een afwatertank. Water wordt aan het waterdistributieapparaat geleverd via stijgbuizen in het midden van de koeltoren. Dankzij de hoge toren wordt een deel van de damp gerecycled, terwijl het andere door de wind wordt meegevoerd. Hierdoor ontstaat er in de winter geen vocht, mist en ijsvorming in het gebied, hoewel er wel ijs kan ontstaan rond irrigatieapparatuur.
Koeltorens werden gebruikt om zout te winnen door verdamping. Momenteel worden deze constructies gebruikt voor kleine koeling van warm water. "Minor" betekent dat het water na de koeltoren niet ijskoud wordt zoals in de chiller (+7 graden). De temperatuur van het water dat de koeltoren binnenkomt is ongeveer 40-50 graden, na de koeltoren - 25-30 graden (op zijn best).
De noodzaak om warm water te koelen ontstaat als dit vereist is door het technologische proces tijdens de productie of in het geval van koelwater voor een chiller met een watercondensor.
Promotie video:
Er zijn twee soorten koeltorens: echte koeltorens en droge koeltorens ("drycooler").
Thermische centrales, kerncentrales, industriële ondernemingen verbruiken een enorme hoeveelheid industrieel water, voornamelijk voor het koelen van componenten en assemblages. Natuurlijk warmt het water op. Omdat water vaak in een gesloten lus beweegt (dat wil zeggen, het loopt niet weg in de rivier, maar gaat terug om de eenheden te koelen), moet het worden gekoeld. Dit is allereerst nodig om de koelefficiëntie te verhogen - hoe kouder het water, hoe beter het de apparatuur zal koelen.
Voor het gedeeltelijk koelen van water worden koeltorens gebruikt.
Het principe van de koeltoren is vrij eenvoudig
Het koelproces in koeltorens vindt plaats door gedeeltelijke verdamping van water en warmte-uitwisseling met lucht. Het water in de koeltoren stroomt langs de sproeier naar beneden en ontsnapt in druppels of een dunne film. Op dit moment stroomt er lucht langs de sproeier. er is zo'n regelmaat: in koeltorens, wanneer 1% water verdampt, daalt de temperatuur van het resterende water met 6 ° C. Bovendien wordt, indien nodig, vers water verwerkt (gefilterd).
Het meest complexe element van een koeltoren is een afzuigtoren, waarvan het ontwerp voornamelijk wordt bepaald door het materiaal waaruit deze is opgebouwd.
Warm water komt de koeltoren binnen, waar het, afhankelijk van het type en ontwerp van de koeltoren, wordt gekoeld tot de gewenste temperatuur. Het koelen van water kan worden uitgevoerd:
- omgekeerde stroming van atmosferische lucht (koeltorens met ventilatoren);
- door het sproeien van heet water door sproeiers op een speciaal vulmiddel met een ontwikkeld gebied, waarover het water zich in een dunne film verspreidt en door zijn langzame stroming - het wordt gekoeld (toren, atmosferische koeltorens);
- door het sproeien van water in speciale kanalen en het natuurlijk meevoeren van atmosferische lucht (uitstoot koeltorens).
Water komt in ieder geval in contact met lucht, waaraan het een deel van zijn warmte afgeeft en daardoor zijn temperatuur verlaagt. Nadat het de vereiste temperatuur heeft bereikt, stroomt het water terug naar koude warmtewisselaars of andere apparaten waarin het nodig is om de temperatuur te verlagen.
Soorten koeltorens
Door het type irrigatiesysteem kunnen koeltorens worden onderverdeeld in:
- film;
- druppelen;
- sproeien;
- droog.
Op basis van het principe van atmosferische luchttoevoer zijn koeltorens onderverdeeld in:
- ventilator, wanneer lucht wordt aangevoerd door ventilatoren.
Voordelen: hoogwaardige, snelle waterkoeling
Nadelen: hoog energieverbruik
- toren, wanneer de doorvaarthoogte wordt gecreëerd met behulp van een speciaal torenontwerp en de hoogte ervan
Voordelen: laag energieverbruik
Nadelen: langzame waterkoeling
- open of atmosferische koeltorens die de kracht van de wind en de natuurlijke beweging van luchtmassa's gebruiken terwijl ze door de toren bewegen
Voordelen: vrijwel geen energieverbruik
Nadelen: langzame waterkoeling, groot formaat
- uitwerpen, waarbij gebruik wordt gemaakt van de methode om water in speciale kanalen te sproeien met natuurlijke luchtinsluiting
Voordelen: snelle afkoeling van water door vacuüm te creëren
Nadelen: hoog energieverbruik.
In de bewegingsrichting van water en lucht:
- tegenstroom
Voordelen: in dergelijke koeltorens wordt het grootste temperatuurverschil gecreëerd en daarmee warmteoverdracht door een hoge aerodynamische weerstand.
Nadelen: het meesleuren van grote druppels, wat vooral merkbaar is wanneer er geen vervanging van het retourwater is en in dichtbevolkte gebieden;
- kruis
Voordelen: minder drift.
Nadelen: lage aerodynamische weerstand;
- gemengd
Zowel tegenstroom als kruisstroom worden gebruikt.
Bij grote industriële ondernemingen is het aan te raden om een torenkoeltoren te gebruiken. Het dwarsdoorsnedegebied van de toren moet ten minste 30-40% van het oppervlak van de sprinkler beslaan. Koeltorens met een gemiddelde en kleine capaciteit kunnen een heel andere vorm hebben: cilindrische, afgeknotte kegel of in de vorm van een afgeknotte veelvlakkige piramide. Koeltorens worden meestal gemaakt in de vorm van hyperbolische schalen, die optimaal zijn in termen van interne aerodynamica en stabiliteit.
Afzuigtorens werken onder zeer moeilijke omstandigheden: de schaal van de torens wordt blootgesteld aan vochtige warme lucht in de koeltoren en koude lucht buiten in de winter, condensatie vormt zich op de interne oppervlakken. De materiaalkeuze is dus belangrijk.
In koeltorens wordt luchtconvectie uitgevoerd door natuurlijke trek of wind. De hoogte van de betonnen koeltorens kan oplopen tot 100 meter. In dit geval zal het geïrrigeerde gebied 3500 m² bereiken. In feite worden torenkoeltorens gebruikt om grote hoeveelheden water uit thermische centrales of kerncentrales te koelen.
Voordelen van torenkoeltorens:
- winstgevendheid (geen elektriciteit nodig);
- makkelijk te gebruiken;
- locatie dicht bij een industriële faciliteit.
Minpuntjes:
- groot bouwgebied;
- grote waarde.
Schema's van torenkoeltorens met verschillende patronen van luchtbeweging in de sprinkler worden getoond in Fig. Irrigatie-inrichtingen in alle bovengenoemde koeltorens zijn van het druppel-, druppelfilm- of filmtype. Momenteel worden koeltorens voornamelijk gebouwd met film- en lekfolie-sproeiers met tegenstroom-luchtstroom, die de grootste koelcapaciteit hebben.
Figuur: Regelingen van torenkoeltorens met verschillende patronen van luchtbeweging en - met dwars; b - met kruistegenstroom; in - met tegenstroom.
De ervaring met het gebruik van gewapend beton in koeltorens leert dat de schalen van de torens intensief worden vernietigd door de verzadiging van beton van binnenuit met vocht en herhaaldelijk invriezen en ontdooien onder invloed van buitentemperaturen in de winter. Metalen gevelbekledingstorens worden gebouwd in gebieden met een hard winterklimaat. Ze zijn piramidaal met een veelhoek of vierkante basis.
Het houtskelet wordt gebruikt in koeltorens met een klein oppervlak.
de vorm van het oppervlak dat de buis in de driedimensionale ruimte beschrijft, wordt een parabolische hyperboloïde genoemd - een oppervlak van de tweede orde! Water wordt geloosd in de focus van de figuur en de effectiviteit van deze vorm wordt wiskundig berekend - dat wil zeggen, het zeer unieke geval waarin er eerst een wiskundige theorie was en vervolgens de praktijk
De formule is elementair:
Nou, zo ziet alles er van binnen uit:
