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一、冷卻系統的類型

1、直流系統

　　早期工廠的冷卻水系統採取直流系統。冷卻水從水源流經熱交換器後又回流到水源處。

　　優點：

• 快速有效：水源處的水溫較低；
• 靈活性：可在最小的傳熱麵條件下冷卻。表現為腐蝕、污垢和微生物繁殖，但相對較小；系統內由水引起的問題主要取決於原水的性質。由於水在系統內沒有濃縮，一般不會發生明顯的物理和化學變化，冷卻水系統內水的流量和溫度的變化、加上水的性質各不相同（河水、湖水常含有大量懸浮物和沉積物，且隨季節變化；水中常含鐵和結垢的鹽類），使得系統的管理工作更加複雜。

直流冷卻水系統

迴圈冷卻水系統

2、敞開式迴圈冷卻水系統

　　（1）定義

　　冷卻水通過熱交換器後，水溫提高成為熱水，熱水經冷卻塔曝氣與空氣接觸，由於水的蒸發散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻後的水再迴圈利用。又稱為冷卻塔系統。

敞開式迴圈冷卻水系統

1-補充水（M）；2-冷卻塔；3-冷水池；

4-迴圈水泵；5-滲漏水（F）；6-冷卻水；

7-冷卻用換熱器；8-熱水（R）；9-排污水（B）；

10-蒸發損失（E）；11-風吹損失（D）；12-空氣

　　（2）水冷卻原理

　　通過水與空氣接觸，由以下三個過程共同作用的結果。

　　ａ 水的蒸發散熱

　　水在冷卻設備中形成大小水滴或極薄水膜，擴大其與空氣的接觸面積和延長接觸時間，加強水的蒸發，使水汽從水中帶走汽化所需的熱量，從而使水冷卻。

　　為了加快蒸發散熱：一方面應增加熱水與濕空氣之間的接觸面積，以提供水分字逸出的機會；另一方面提高水氣介面上的空氣流動速度，以保持蒸發的推動力不變。

　　b 水的接觸傳熱

　　借傳導和對流傳熱，稱為接觸傳熱。水面與較低溫度的空氣接觸，由於溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。溫差愈大，傳熱效果愈好。

　　c 水的輻射傳熱

　　不需要傳熱介質的作用，而是由一種電磁波的形式來傳播熱能的現象。輻射傳熱只是在大面積的冷卻池內才起作用。在其它類型的冷卻設備中，輻射傳熱可以忽略不計。

　　（3）冷卻設備的種類與結構

　　在迴圈冷卻水系統中，用來降低水溫的構築物或設備成為冷卻構築物或冷卻設備。按其熱水與空氣接觸方式的不同，可分為：

　　ａ 水面冷卻構築物

　　工業上第一種迴圈冷卻方法，又稱涼水池。

　　過程：需要冷卻的水流入池內，通過自然蒸發、輻射和對流傳熱逐漸將水冷卻到適當再用的溫度。靠蒸發散熱約占總散熱量的55%，因而比冷卻塔要小些（蒸發散熱占80%）。冷卻過程緩慢，效率低，溫差小。且需要很大的貯水池。

　　ｂ 噴水池

　　池內裝有水管、噴嘴或電動噴水組件，由噴嘴把水噴到大氣中，從而增加了蒸發量，即使在較小的水池也能加速冷卻。設在建築場地開闊處的水池的冷卻效果要好些。水的消耗大，約為迴圈水量的1.0-5.0%。易帶入周圍的雜質。

　　ｃ 冷卻塔

　　是一個塔型建築，水氣熱交換在塔內進行，可以人工控制空氣流量來加強空氣與水的對流作用來提高冷卻效果。占地面積小、冷卻效果好。包括自然通風式和機械通風式。

機械通風式

1-配水系統；2-填料；3-百葉窗；

4-集水池；5-空氣分配區；6-風機；

7-風筒；8-熱空氣和水蒸汽；9-冷水

自然通風式

1-配水系統；2-填料；3-百葉窗；

4-集水池；5-空氣分配區；

6-風筒；7-熱空氣和水蒸汽；8-冷水

玻璃鋼冷卻塔

1-玻璃鋼塔體；2-淋水裝置；3-填料；

4-空氣；5-接水盤；6-冷卻水；7-熱水；

8-排風扇；9-熱空氣和水蒸汽

3、密閉式迴圈冷卻水系統

　　（1）定義

　　水密閉迴圈，並交替冷卻和加熱，而不與空氣接觸。在密閉系統中，冷卻水攜帶的熱量通常通過水-水換熱器傳給敞開式迴圈水系統中的迴圈水，熱量再從水中散發到大氣中去。

　　（2） 組成

　　完全密閉的迴圈水系統；用於對水冷卻或去除水中的熱量的冷卻器或熱交換器。

　　（3）密閉系統在工業上的應用

• 冷卻氣體管路的氣體來冷卻燃汽輪機或變壓器冷卻用的油冷卻器；
• 柴油發動機和氣體發動機；
• 製冷機；
• 以控制可靠的工藝過程的溫度為目的：原子反應堆的輔助冷卻器；煉鐵高爐的爐體、風口等的冷卻等。

密閉系統的優點

• 水溫易控制；
• 水質問題的控制簡單化：補充水量少；
• 補充水僅用於補償水泵填料的洩露水量或因檢修而排放的水量；
• 水的蒸發很少；
• 結垢程度較輕：一般用軟化水或去離子水。
• 腐蝕問題不嚴重：氧不是處於飽和狀態。閉式水系統

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