El desenvolupament i l'estat actual de la tecnologia de torres de refrigeració tancades

En una torre de refrigeració oberta, l'aigua de refrigeració està en contacte directe amb l'aire, de manera que després d'un període d'ús, l'aigua de refrigeració s'embrutarà i serà difícil de netejar, cosa que farà que les canonades s'obstrueixin i l'efecte de transferència de calor del equipament per disminuir. Una torre de refrigeració tancada pot evitar aquesta situació. El fluid de treball de la canonada no entra en contacte directe amb l'aire, mantenint net el fluid de treball.
La torre de refrigeració tancada es va originar a partir del refrigerador per evaporació, que va començar a mitjans del segle passat. Amb el desenvolupament de les indústries química, metal·lúrgica i electrònica, s'ha començat a utilitzar gradualment. Ja l'any 250 aC, els antics egipcis sabien utilitzar l'evaporació de l'aigua per refredar-se. Durant el segle passat, països d'arreu del món també van dur a terme investigacions polifacètiques sobre la tecnologia de refrigeració evaporativa. A la dècada de 1970, l'aparició de la crisi energètica va fer que l'aplicació de la tecnologia de refrigeració evaporativa anés guanyant atenció. A la dècada de 1980, quan es va descobrir que el clima catastròfic que suposava una gran amenaça per a la supervivència humana estava relacionat amb la indústria de l'aire condicionat i la refrigeració, les tecnologies de refrigeració passiva com la tecnologia de refrigeració evaporativa que utilitzaven condicions naturals per obtenir capacitat de refrigeració es van desenvolupar ràpidament. Amb aquest propòsit, l'ASHRAE nord-americà va establir un comitè tècnic anomenat "Refrigeració evaporativa" per promoure l'aplicació de la tecnologia de refrigeració evaporativa, recopilar i publicar les dades d'aplicació, instal·lació, funcionament i manteniment dels sistemes de refrigeració per evaporació, publicar especificacions i estàndards i afirmar i premiar la investigació sobre refrigeració evaporativa, per tal de promoure l'aplicació d'equips de refrigeració evaporativa a tot el món.
Parker i Treyball, basant-se en ignorar la quantitat d'aigua evaporada a l'aire de refrigeració, van suposar que l'entalpia de l'aire saturat a temperatura ambient es considera una funció lineal de la temperatura i van explicar la transferència de calor i el mecanisme de transferència de massa del refrigerador evaporatiu a partir de la transferència de calor i el rendiment de la transferència de massa del medi al tub del refrigerador evaporatiu, i va obtenir la fórmula de correlació del coeficient de la pel·lícula de transferència de calor mitjançant experiments.
Mazushina va proposar un mètode de càlcul per al càlcul tèrmic del refrigerador evaporatiu que pot suposar que la temperatura de l'aigua de polvorització fora del tub és constant o que la temperatura de la pel·lícula d'aigua de polvorització canvia, i va introduir un conjunt de mètodes de càlcul de disseny per als intercanviadors de calor. amb detall al manual de l'intercanviador de calor que va compilar.
Webb va unificar els models teòrics de torres de refrigeració, condensadors evaporatius i refrigeradors evaporatius, i el coeficient de transferència de calor de la pel·lícula d'aigua i el coeficient de transferència de massa transferit a l'aire a través de la pel·lícula d'aigua es van expressar mitjançant diferents coeficients. Posteriorment, Webb i Villacres van utilitzar tres algorismes i models de càlcul per descriure i analitzar torres de refrigeració, refrigeradors de fluids i condensadors evaporatius.
Peterson va utilitzar la simulació numèrica per analitzar el refredament per evaporació indirecte, però la comparació entre la simulació numèrica i les dades de proves experimentals va mostrar que el model tenia certs defectes a l'hora de predir amb precisió l'estalvi d'energia del sistema i les característiques del sistema en algunes condicions de funcionament. En aquesta condició, Peterson va recomanar utilitzar el coeficient de correlació obtingut a partir de les dades de la prova per obtenir el disseny i la base característica necessària.
Wo Jciech Zalewski va proposar un model matemàtic perquè l'aigua i l'aire refredessin el fluid de la bobina en forma contracorrent, i va obtenir el coeficient de transferència de massa utilitzant l'analogia entre la transferència de calor i la transferència de massa. Jorge Facao va realitzar una prova de transferència de calor i massa en una petita torre de refrigeració tancada, va ajustar la correlació del procés de transferència de calor i la relació de transferència de calor i massa obtinguda va ser coherent amb el model teòric simplificat.
També s'han fet alguns treballs en la investigació de la tecnologia de refrigeració evaporativa a la Xina, inclòs l'estudi de la teoria de la refrigeració evaporativa i la prova de rendiment de torres de refrigeració tancades.
Liu Nailing et al. va estudiar l'optimització estructural del refrigerador evaporatiu tubular de la torre de refrigeració tancada amb l'àrea mínima d'intercanvi de calor i la resistència mínima com a condicions de restricció, i va analitzar la influència dels paràmetres estructurals en l'àrea del refrigerador evaporatiu tubular i el consum d'energia. del ventilador i la bomba d'aigua.
Li Zijun et al. va prendre com a objecte d'investigació diversos mòduls d'intercanvi de calor de torre de refrigeració tancada a contracorrent, va analitzar la distribució de la temperatura de l'aigua en diferents condicions i va proposar un conjunt de mètodes de càlcul tèrmic.
Liu Jing va analitzar el mecanisme d'intercanvi de calor del procés de refrigeració de la torre de refrigeració tancada, va establir un model d'intercanvi de calor en estat estacionari i va compilar un programa de simulació d'intercanvi de calor en estat estacionari basat en els resultats de la solució analítica. El programa es va utilitzar per simular la distribució de temperatura i entalpia del fluid dins de la torre de refrigeració tancada. Els resultats del càlcul teòric dels paràmetres de sortida del fluid a la torre es van comparar amb les dades mesurades. L'error màxim es trobava dins del 9%, la qual cosa va demostrar la fiabilitat del resultat.
Zhao Fangping va estudiar la neteja i el tractament de la qualitat de l'aigua del sistema d'aigua de refrigeració de l'aire condicionat central a la torre de refrigeració tancada per millorar l'eficiència de l'intercanvi de calor, prevenir i reduir la corrosió i allargar la vida útil de l'aire condicionat.
Niu Runping i altres van estudiar principalment la distribució de l'entalpia de l'aire, el contingut d'humitat, la temperatura de l'aigua de refrigeració, etc., i mitjançant l'estudi del mecanisme d'intercanvi de calor intern de la torre de refrigeració tancada, van establir un model matemàtic i van obtenir una solució analítica per explorar el influència del rendiment de la torre de refrigeració tancada. Li Yongan i altres van utilitzar el petit banc de proves que van construir per provar els diferents indicadors de rendiment de la torre de refrigeració tancada per al sistema d'aire condicionat. Mitjançant la simulació del rendiment tèrmic de la torre de refrigeració tancada i la influència de paràmetres com els paràmetres d'entrada d'aire, el flux de massa d'aire i el volum d'aigua de polvorització en el rendiment de la torre de refrigeració, es va obtenir la fórmula de càlcul de la resistència de l'aire de la bobina de refrigeració. .
Liu Dongxing i altres van analitzar el procés d'intercanvi de calor i massa entre l'aire i l'aigua i van establir un model matemàtic d'intercanvi de calor i massa de l'embalatge de polvorització d'aigua en una torre de refrigeració tancada a contracorrent a partir de la llei de conservació i conservació de l'energia. de la matèria. El model es va resoldre mitjançant un programa informàtic mitjançant el mètode d'iteració i es va realitzar una verificació experimental. Els resultats de la investigació mostren que els valors calculats obtinguts pel model matemàtic es comparen amb els valors de mesura experimental, i la desviació es troba dins del 0,25%.
Basat en el programari CFD i la teoria de la torre de refrigeració tancada a contracorrent, You Jiang et al. va utilitzar el model estàndard de turbulència k-ε per al moviment del flux d'aire, el model de fase discreta per a l'àrea d'embalatge, l'àrea de pluja i l'àrea de la bobina i l'aproximació del flux de gotes per al flux de pel·lícula a la zona d'embalatge. Es va simular i analitzar la influència de la densitat de l'aigua i les condicions ambientals sobre les característiques tèrmiques de la torre de refrigeració i es va analitzar i obtenir el valor del paràmetre adimensional de la relació aire-aigua que fa que el rendiment de la torre de refrigeració sigui òptim. Es van extreure les següents conclusions: la densitat de l'aigua i les condicions ambientals tenen una gran influència en l'efecte de transferència de calor de la torre de refrigeració tancada a contracorrent. Zhou Wenyuan et al. va proposar un nou tipus de torre de refrigeració humida tancada. L'aigua de refrigeració i l'aigua de polvorització intercanvien calor a través de canonades de coure, i les canonades de plàstic es disposen a la torre de refrigeració per augmentar l'àrea de transferència de massa d'aire i aigua de polvorització. L'aigua de polvorització i l'aire intercanvien calor i massa a la superfície de la canonada de coure i la canonada de plàstic. A partir del model matemàtic transitori unidimensional, es va investigar el rendiment de la torre de refrigeració en diferents condicions de funcionament i es va comparar amb la torre de refrigeració tancada tradicional i es va concloure la viabilitat d'aquesta nova torre de refrigeració humida tancada.