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。
液体冷却系统有六种基本类型：
- 液对液
- 闭环干燥系统
- 带微调冷却的闭环干燥系统
- 开环蒸发系统
- 闭环蒸发系统
- 冷水系统
液-液冷却系统
这些系统中最简单的是液-液冷却系统。在这种类型的系统中，您的工厂已经有大量的某种类型的冷却液可用，但您不希望向压缩机提供这种冷却液。例如：您有可用的井水，但您不想让井水通过新压缩机，因为水质非常差（大量溶解固体，如铁和钙等），而且您过去曾遇到井水污染换热器的问题。
液体冷却系统是这种情况的理想选择。它在中间热交换器的一侧和冷却剂在中间热交换器的另一侧使用井水和冷却剂，在中间热交换器的另一侧，以冷却压缩机。通过中间热交换器交换热量，而不会污染热交换器/ s。中间热交换器的污染可能发生在井水侧，然而，如果选择中间热交换器，可以容易地清洁中间热交换器。最常见的中间热交换器是板材和框架或壳体和管型。用液体到液体型系统可以使植物冷却“水上方5度的冷却剂温度。在上面的井水示例中，如果井水在55 f以55f可用于液体冷却系统，则能够向负载供应60 f冷却剂。
液-液冷却系统的优点是购买和安装成本相对较低。组件可以安装在内部或外部。该系统仅在使用任何附加能量的闭环泵的情况下运行，成本低廉。维护相对简单，只需要定期检查、润滑和清洗热交换器（如有必要）。
液-液冷却系统
液-液冷却系统的缺点包括定期停机清洗冷却系统。这可以通过安装备用中间热交换器来抵消，该热交换器在清洁主中间热交换器时投入使用。备用热交换器增加了额外的成本，但允许在完成清洁时连续运行冷却负荷。该系统需要有调节的工厂冷却液供应，如上述井水示例，以正确冷却负载。有时，冷却负荷不能以最大容量运行，必须调节电厂主冷却“水”，以确保负荷不会过度冷却或冷却不足。
闭环干燥冷却系统
闭环干式冷却系统非常像汽车的散热器。该系统使用风冷流体冷却器来传递闭环冷却液的热量，该冷却液通过一排排翅片管泵送，翅片管上的环境空气被吹过/吸入。闭环干式冷却系统的基本部件是流体冷却器，其中包括带风扇的空气-液体热交换器、泵和控制撬块、冷却液以及现场安装的系统管道。闭环干式冷却系统液体冷却器将位于外部，并利用环境空气排出热量。使用闭环干式冷却系统，冷却液温度可能高于环境干球温度5至10 F。仅使用冷却液泵和使用能量的油液冷却器风扇运行该系统相对便宜。风扇通过恒温控制来调节冷却液的温度，从而使负载不会过度冷却或冷却不足。由于现场环境污染，可能需要定期清洗流体冷却器。流体冷却器的污垢通常由污垢、树叶、棉籽等引起。
闭环干式冷却系统
闭环干式冷却系统的优点是该装置非常简单，安装相对容易。能源需求相对较低，易于控制。维护通常较低，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清洁的空气才能有效工作。这意味着液体冷却器必须放置在不受盛行风影响的位置，不要太靠近允许液体冷却器排出的热空气再循环回液体冷却器的建筑物，最后不要放置在灰尘、污垢、树叶、种子等浓度较高的位置。
多次流体冷却器的最佳位置位于屋顶上。由于流体冷却器位于冷却剂外，因此还必须具有某种类型的二醇的浓度，以防止冻结如果您的位置在冬天在冻结后浸入过冻结时的垂直。如果位置非常冷，则乙二醇的浓度可能需要很大以防止冻结。乙二醇浓度随着它们的增加开始降低传热速度。例如，如果需要50％乙二醇浓度，则热交换器设备和冷却剂的流量/压力需要增加以调节二醇浓度。较大的流体冷却器和泵将使系统的成本增加到甘黄/水较小浓度浓度的那些。在较冷的气候中，这不能阻止这种情况。
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，但增加了补充液冷却器。该系统通常用于夏季干球温度过高，无法为负载提供适当冷却液温度的位置。通过添加液对液微调冷却器，客户可以使用水源将温度微调至所需设定点。很多时候，使用带有微调冷却器的闭环干燥系统来减少对城市水作为冷却剂的依赖。城市水的购买和处理变得越来越昂贵。这些系统可用于完全消除一年中大多数月份的城市用水，从而降低电厂的运营成本。与液-液冷却系统一样，该系统必须提供免费的清洁空气和调节的工厂冷却液或城市水供应。
带微调冷却器的闭环干燥系统的优势在于，它可以提供低于单独闭环干燥系统的冷却液温度。该系统将减少寒冷月份的工厂/城市用水量。
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，开环蒸发冷却系统完全不同于上述前三个。该系统能够使用设计湿灯泡作为冷却水出口温度的基础。例如，如果该位置的设计干灯泡是95f并且设计湿灯泡为75 f，则系统可以向负载提供大约82°F的水。
开环蒸发冷却系统通过塔中的蜂窝状PVC填充材料将水与通过填充物吹入或吸入的环境空气级联，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。蒸发水被某种类型的补充水系统（如浮阀）所取代。剩余水和补充水收集在水池中，然后泵送至负载，循环重复。平均而言，开环蒸发冷却系统每排出1000000 Btu/hr的热量需要4 GPM的补给水和排污水。
开环蒸发冷却系统
该系统的优点是设备通常比较便宜。该系统可以简单地在温暖的气候下使用，但在寒冷的气候下可能需要更多的控制。
这种类型的系统的弱点是它们通常需要广泛的水处理系统。水处理系统使用消耗化的化学物质将钙和溶解的矿物保持在悬浮液中。化学处理是确保冷却塔，管道和热交换器的必要条件。开放塔蒸发系统的固有问题是流过塔的水也是通过负载泵送的传热流体。这种水与脏气氛接触。它拾取了污染物，如灰尘，植被等。这些污染物最终在热交换器和管道中最终造成了显着的维护问题。
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
闭环蒸发系统是混合系统。闭环蒸发系统是一座开放式塔，靠在塔中。塔水留在塔内，不会通过冷却剂管道循环。冷却剂管道是闭环，用从塔流向载荷和背部流动的二醇/水溶液。将单独的塔水从盆地泵送到塔顶上，并喷洒在热交换器上（通常是一系列管），空气吹过或通过塔穿过热交换器，在热交换器上蒸发水从中转移热量关闭冷却液环到环境空气。剩下的塔水落到盆地，在那里再次泵入塔顶并重复该过程。闭环蒸发系统塔水需要化妆水，化学处理，排水管，冷气阀加热器，并类似于上面讨论的开环蒸发系统。
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，系统的塔水侧需要水处理、排污和补充水。对于寒冷天气应用，该系统需要排水管、伴热和隔热管道。需要一个洗脸盆加热器，以防止在寒冷天气停止工作时洗脸盆结冰。该系统需要一个额外的泵连接到塔上，使水池水循环。
冷冻水冷却系统
我们将讨论的最后一种冷却系统是冷冻水系统。制冷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成压缩制冷剂。压缩的制冷剂通过管道输送到冷凝器，冷凝器将制冷剂中的热量排出到大气或某种类型的液体冷却液中。压缩制冷剂在冷凝器中从气体变为液体，并通过管道输送至蒸发器，在蒸发器中计量或膨胀。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送，热量传递到制冷剂。低压蒸汽被带回压缩机，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到冷却液，然后返回蒸发器以重复该循环。
冷冻水冷却系统
冷却器的优点是它可以生产远低于设计湿灯泡或干灯泡的冷却剂温度。它不像出口冷却剂温度的环境温度一样。
制冷机的缺点是它是一个相当复杂的机械部件。冷却器的成本高于所有其他形式的冷却设备。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才能正常操作。冷却器本身从压缩机引入额外的热负荷，这些热负荷也必须在冷凝器中去除。运行冷却器所需的功率远高于上述其他类型的冷却系统。冷水机组的寒冷天气运行需要冷水机组上的特殊附加部件。负载变化可能需要特殊控制和/或多个冷却器电路，以实现高效运行，所有这些都会增加设备的总体成本。
结论
正如您所见，有许多类型的冷却系统可满足您的要求。最好让您的冷却系统专家尽早参与您的计划，以帮助您选择最适合您需要的系统。
有关更多信息联系布鲁斯·威廉姆斯,Hydrothrift公司，电话：330-264-7982
有更多冷却系统文章、访问airbestpractices.com/technology/cooling-systems.
