Utvecklingen och nuvarande status för teknologin för stängt kyltorn

I ett öppet kyltorn är kylvattnet i direkt kontakt med luften, så efter en tids användning kommer kylvattnet att vara smutsigt och svårt att rengöra, vilket gör att rören blir igensatta och värmeöverföringseffekten av utrustning att minska. Ett stängt kyltorn kan undvika denna situation. Arbetsvätskan i röret kommer inte i direkt kontakt med luften, vilket håller arbetsvätskan ren.
Det slutna kyltornet härstammar från evaporativ kylare, som började i mitten av förra seklet. Med utvecklingen av den kemiska, metallurgiska och elektroniska industrin har den gradvis börjat användas. Redan 250 f.Kr. visste de gamla egyptierna hur man använder vattenavdunstning för att kyla. Under det senaste århundradet bedrev länder runt om i världen också mångfacetterad forskning om evaporativ kylningsteknik. På 1970-talet gjorde uppkomsten av energikrisen att tillämpningen av evaporativ kylningsteknik gradvis fick uppmärksamhet. På 1980-talet, när det upptäcktes att det katastrofala klimatet som utgjorde ett enormt hot mot människans överlevnad var relaterat till luftkonditionerings- och kylindustrin, utvecklades passiv kylningsteknik som evaporativ kylningsteknik som använde naturliga förhållanden för att få kylkapacitet snabbt. För detta ändamål inrättade amerikanska ASHRAE en teknisk kommitté kallad "Evaporative Cooling" för att främja tillämpningen av evaporativ kylningsteknik, samla in och publicera applikations-, installations-, drift- och underhållsdata för evaporativa kylsystem, publicera specifikationer och standarder och bekräfta och belöna forskning om evaporativ kylning, för att främja tillämpningen av evaporativ kylutrustning runt om i världen.
Parker och Treyball, baserat på att ignorera mängden vatten som avdunstats i kylluften, antog att entalpin för mättad luft vid rumstemperatur betraktas som en linjär funktion av temperaturen, och förklarade värmeöverförings- och massöverföringsmekanismen för evaporativ kylare från värmeöverförings- och massöverföringsprestanda för mediet i röret till evaporativ kylare, och erhöll korrelationsformeln för värmeöverföringsfilmskoefficienten genom experiment.
Mazushina föreslog en beräkningsmetod för termisk beräkning av evaporativ kylare som kan anta att temperaturen på sprayvattnet utanför röret är konstant eller att temperaturen på sprayvattenfilmen ändras, och introducerade en uppsättning designberäkningsmetoder för värmeväxlare i detalj i värmeväxlarmanualen han sammanställde.
Webb förenade de teoretiska modellerna av kyltorn, evaporativa kondensorer och evaporativa kylare, och värmeöverföringskoefficienten för vattenfilmen och massöverföringskoefficienten som överfördes till luften genom vattenfilmen uttrycktes med olika koefficienter. Därefter använde Webb och Villacres tre algoritmer och beräkningsmodeller för att beskriva och analysera kyltorn, vätskekylare och evaporativa kondensorer.
Peterson använde numerisk simulering för att analysera indirekt evaporativ kylning, men jämförelsen mellan numerisk simulering och experimentella testdata visade att modellen hade vissa defekter i att noggrant förutsäga systemets energibesparingar och systemegenskaper under vissa driftsförhållanden. Under detta villkor rekommenderade Peterson att man använder korrelationskoefficienten som erhålls från testdata för att erhålla den nödvändiga designen och karakteristiska basen.
Wo Jciech Zalewski föreslog en matematisk modell för vatten och luft för att kyla vätskan i spolen i motströmsform, och erhöll massöverföringskoefficienten genom att använda analogin mellan värmeöverföring och massöverföring. Jorge Facao genomförde ett värme- och massöverföringstest på ett litet slutet kyltorn, monterade värmeöverföringsprocessens korrelation, och det erhållna värme- och massöverföringsförhållandet överensstämde med den förenklade teoretiska modellen.
En del arbete har också gjorts i forskningen om evaporativ kylningsteknik i Kina, inklusive studiet av evaporativ kylningsteori och prestandatest av slutna kyltorn.
Liu Nailing et al. studerade den strukturella optimeringen av den rörformiga evaporativa kylaren i det slutna kyltornet med minsta värmeväxlingsarea och minsta motstånd som begränsningsvillkor, och analyserade inverkan av strukturella parametrar på området för den rörformiga evaporativa kylaren och energiförbrukningen av fläkten och vattenpumpen.
Li Zijun et al. tog olika motströms slutna kyltorns värmeväxlarmoduler som forskningsobjekt, analyserade vattentemperaturfördelningen under olika förhållanden och föreslog en uppsättning termiska beräkningsmetoder.
Liu Jing analyserade värmeväxlingsmekanismen för kylprocessen i det stängda kyltornet, etablerade en värmeväxlingsmodell för stationärt tillstånd och sammanställde ett simuleringsprogram för stationär värmeväxling baserat på analyslösningsresultaten. Programmet användes för att simulera temperatur- och entalpifördelningen av vätskan inuti det stängda kyltornet. De teoretiska beräkningsresultaten av utloppsparametrarna för vätskan i tornet jämfördes med de uppmätta data. Det maximala felet låg inom 9 %, vilket bevisade resultatets tillförlitlighet.
Zhao Fangping studerade rengöring och vattenkvalitetsbehandling av det centrala luftkonditioneringens kylvattensystem i det slutna kyltornet för att förbättra värmeväxlingseffektiviteten, förhindra och minska korrosion och förlänga livslängden för luftkonditioneringen.
Niu Runping och andra studerade huvudsakligen fördelningen av luftentalpi, fukthalt, kylvattentemperatur, etc., och genom studiet av den interna värmeväxlingsmekanismen i det slutna kyltornet, etablerade en matematisk modell och fick en analytisk lösning för att utforska påverkan av det slutna kyltornets prestanda. Li Yongan och andra använde den lilla testbänk de byggde för att testa de olika prestandaindikatorerna för det stängda kyltornet för luftkonditioneringssystemet. Genom simulering av det slutna kyltornets termiska prestanda och påverkan av parametrar som luftinloppsparametrar, luftmassflöde och sprayvattenvolym på kyltornets prestanda erhölls kylslingans luftmotståndsberäkningsformel .
Liu Dongxing och andra analyserade värme- och massutbytesprocessen mellan luft och vatten och etablerade en matematisk modell för värme- och massutbyte av vattensprutande packning i ett motströms slutet kyltorn på grundval av att följa lagen om bevarande av energi och bevarande av materia. Modellen löstes med datorprogram med iterationsmetoden och experimentell verifiering genomfördes. Forskningsresultaten visar att de beräknade värdena som den matematiska modellen erhåller jämförs med de experimentella mätvärdena och avvikelsen ligger inom 0,25 %.
Baserat på CFD-programvara och teorin om motströms slutet kyltorn, You Jiang et al. använde den vanliga k-ε-turbulensmodellen för luftflödesrörelse, den diskreta fasmodellen för packningsområde, regnområde och spolarea, och droppflödesapproximationen för filmflödet i packningsområdet. Vattendensitetens och miljöförhållandenas inverkan på kyltornets termiska egenskaper simulerades och analyserades, och värdet på den dimensionslösa parametern luft-vattenförhållande som gör kyltornets prestanda optimal analyserades och erhölls. Följande slutsatser drogs: vattentäthet och miljöförhållanden har stor inverkan på värmeöverföringseffekten av det motströms slutna kyltornet. Zhou Wenyuan et al. föreslagit en ny typ av slutet vått kyltorn. Kylvattnet och sprayvattnet utbyter värme genom kopparrör och plaströr är anordnade i kyltornet för att öka massöverföringsytan av luft och sprayvatten. Sprayvattnet och luften byter värme och massa på ytan av kopparröret och plaströret. Baserat på den endimensionella transient matematiska modellen, undersöktes kyltornets prestanda under olika driftsförhållanden och jämfördes med det traditionella slutna kyltornet, och genomförbarheten av detta nya slutna våta kyltorn slutfördes.