הפיתוח והסטטוס הנוכחי של טכנולוגיית מגדל קירור סגור

במגדל קירור פתוח מי הקירור נמצאים במגע ישיר עם האוויר, כך שלאחר תקופת שימוש, מי הקירור יהיו מזוהמים וקשים לניקוי, מה שיגרום לסתימת הצינורות ולהשפעת העברת החום של ציוד כדי להקטין. מגדל קירור סגור יכול למנוע מצב זה. נוזל העבודה בצינור אינו בא במגע ישיר עם האוויר, שומר על נוזל העבודה נקי.
מקורו של מגדל הקירור הסגור במקרר האידוי, שהחל באמצע המאה הקודמת. עם התפתחות התעשייה הכימית, המתכות והאלקטרוניקה, החלו בהדרגה להשתמש בו. כבר בשנת 250 לפני הספירה ידעו המצרים הקדמונים להשתמש באידוי מים לצורך קירור. במאה הקודמת, מדינות ברחבי העולם ערכו גם מחקר רב-גוני על טכנולוגיית קירור באידוי. בשנות ה-70, הופעתו של משבר האנרגיה גרמה ליישום של טכנולוגיית קירור אידוי לזכות בהדרגה בתשומת לב. בשנות ה-80, כאשר התגלה כי האקלים הקטסטרופלי שהיווה איום עצום על הישרדות האדם קשור לתעשיית מיזוג האוויר והקירור, התפתחו במהירות טכנולוגיות קירור פסיבי כמו טכנולוגיית קירור באידוי שהשתמשה בתנאים טבעיים להשגת יכולת קירור. לצורך כך הקימה ה-ASHRAE האמריקנית ועדה טכנית בשם "קירור אידוי" על מנת לקדם את היישום של טכנולוגיית קירור אידוי, לאסוף ולפרסם את נתוני היישום, ההתקנה, התפעול והתחזוקה של מערכות קירור באידוי, פרסום מפרטים ותקנים, ואישר ו תגמל מחקר על קירור אידוי, כדי לקדם את היישום של ציוד קירור אידוי ברחבי העולם.
פרקר וטרייבול, בהתבסס על התעלמות מכמות המים המתאדה לאוויר הקירור, הניחו שהאנטלפיה של אוויר רווי בטמפרטורת החדר נתפסת כפונקציה לינארית של הטמפרטורה, והסבירו את מנגנון העברת החום והעברת המסה של מצנן האידוי מ. ביצועי העברת החום והעברת המסה של המדיום בצינור של מצנן האידוי, והשיג את נוסחת המתאם של מקדם סרט העברת החום באמצעות ניסויים.
מזושינה הציעה שיטת חישוב לחישוב תרמי של מצנן האידוי שיכולה להניח שטמפרטורת מי הריסוס מחוץ לצינור קבועה או שהטמפרטורה של סרט מי הריסוס משתנה, והציגה סט של שיטות חישוב תכנון עבור מחליפי חום. בפירוט במדריך מחליף החום שהוא חיבר.
ווב איחד את המודלים התיאורטיים של מגדלי קירור, מעבי אידוי ומקררי אידוי, ומקדם העברת החום של סרט המים ומקדם העברת המסה שהועבר לאוויר דרך סרט המים באו לידי ביטוי במקדמים שונים. לאחר מכן, Webb ו-Villacres השתמשו בשלושה אלגוריתמים ומודלים חישובים כדי לתאר ולנתח מגדלי קירור, מקררי נוזלים וקבלי אידוי.
פיטרסון השתמש בסימולציה מספרית כדי לנתח קירור אידוי עקיף, אך ההשוואה בין סימולציה מספרית לנתוני בדיקה ניסיוניים הראתה שלמודל היו פגמים מסוימים בחיזוי מדויק של חיסכון באנרגיה ומאפייני המערכת בתנאי הפעלה מסוימים. בתנאי זה, פיטרסון המליץ ​​להשתמש במקדם המתאם המתקבל מנתוני הבדיקה כדי לקבל את הבסיס התכנון והמאפיינים הדרושים.
Wo Jciech Zalewski הציע מודל מתמטי למים ואוויר כדי לקרר את הנוזל בסליל בצורת זרם נגדי, והשיג את מקדם העברת המסה באמצעות האנלוגיה בין העברת חום להעברת מסה. Jorge Facao ערך מבחן העברת חום ומסה על מגדל קירור קטן סגור, התאים את מתאם תהליך העברת החום, ויחסי העברת החום והמסה שהתקבלו היו עקביים עם המודל התיאורטי הפשוט.
חלק מהעבודה נעשתה גם במחקר של טכנולוגיית קירור באידוי בסין, כולל חקר תורת הקירור האידוי ומבחן הביצועים של מגדלי קירור סגורים.
ליו ניילינג ואחרים. חקר את האופטימיזציה המבנית של מצנן האידוי הצינורי של מגדל הקירור הסגור עם שטח חילופי החום המינימלי וההתנגדות המינימלית כתנאי האילוץ, וניתח את ההשפעה של פרמטרים מבניים על שטח מצנן האידוי הצינורי וצריכת האנרגיה של המאוורר ומשאבת המים.
Li Zijun et al. לקח מודולי חילופי חום של מגדל קירור סגור בזרם נגדי כאובייקט המחקר, ניתח את חלוקת טמפרטורת המים בתנאים שונים, והציע קבוצה של שיטות חישוב תרמיות.
ליו ג'ינג ניתח את מנגנון חילופי החום של תהליך הקירור של מגדל הקירור הסגור, הקים מודל חילופי חום במצב יציב, והרכיב תוכנית הדמיית חילופי חום במצב יציב המבוססת על תוצאות הפתרון האנליטיות. התוכנית שימשה כדי לדמות את חלוקת הטמפרטורה והאנטלפיה של הנוזל בתוך מגדל הקירור הסגור. תוצאות החישוב התיאורטיות של פרמטרי היציאה של הנוזל במגדל הושוו עם הנתונים הנמדדים. השגיאה המקסימלית הייתה בטווח של 9%, מה שהוכיח את מהימנות התוצאה.
Zhao Fangping חקר את הניקוי וטיפול באיכות המים של מערכת מי הקירור המרכזית של מיזוג האוויר במגדל הקירור הסגור כדי לשפר את יעילות חילופי החום, למנוע ולהפחית קורוזיה ולהאריך את חיי השירות של המזגן.
Niu Runping ואחרים חקרו בעיקר את התפלגות האנטלפיה של האוויר, תכולת הלחות, טמפרטורת מי הקירור וכו', ובאמצעות חקר מנגנון חילופי החום הפנימי של מגדל הקירור הסגור, הקימו מודל מתמטי והשיגו פתרון אנליטי לחקור את השפעה של ביצועי מגדל הקירור הסגור. לי יונגן ואחרים השתמשו בספסל הבדיקה הקטן שבנו כדי לבדוק את מדדי הביצועים השונים של מגדל הקירור הסגור עבור מערכת מיזוג האוויר. באמצעות הדמיית הביצועים התרמיים של מגדל הקירור הסגור והשפעת פרמטרים כגון פרמטרים של כניסת אוויר, זרימת מסת אוויר ונפח מים בהתזה על ביצועי מגדל הקירור, התקבלה נוסחת חישוב התנגדות האוויר של סליל הקירור. .
ליו דונג-שינג ואחרים ניתחו את תהליך חילופי החום והמסה בין אוויר למים, והקימו מודל מתמטי של חילופי חום ומסה של אריזה מתזת מים במגדל קירור סגור בזרם נגדי על בסיס חוק שימור האנרגיה והשימור. של חומר. המודל נפתר על ידי תוכנת מחשב בשיטת איטרציה ובוצע אימות ניסיוני. תוצאות המחקר מראות שהערכים המחושבים שהושגו במודל המתמטי מושווים לערכי המדידה הניסיוניים, והסטייה היא בטווח של 0.25%.
בהתבסס על תוכנת CFD והתיאוריה של מגדל קירור סגור בזרם נגדי, You Jiang et al. השתמשו במודל הטורבולנציה הסטנדרטי k-ε לתנועת זרימת אוויר, במודל השלב הבדיד לאזור האריזה, אזור הגשם ואזור הסליל, ובקירוב זרימת הטיפות עבור זרימת הסרט באזור האריזה. השפעת צפיפות המים ותנאי הסביבה על המאפיינים התרמיים של מגדל הקירור בוצעה הדמיה ונותחה, וניתח והתקבל ערכו של הפרמטר חסר הממדים יחס אוויר-מים שהופך את ביצועי מגדל הקירור לאופטימליים. המסקנות הבאות הוסקו: לצפיפות המים ולתנאי הסביבה יש השפעה רבה על השפעת העברת החום של מגדל הקירור הסגור בזרם נגדי. Zhou Wenyuan et al. הציע סוג חדש של מגדל קירור רטוב סגור. מי הקירור ומי הריסוס מחליפים חום דרך צינורות נחושת, וצינורות פלסטיק מסודרים במגדל הקירור כדי להגדיל את שטח העברת המסה של אוויר ומים ריסוס. תרסיס המים והאוויר מחליפים חום ומסה על פני צינור הנחושת וצינור הפלסטיק. בהתבסס על המודל המתמטי החולף החד-ממדי, נחקרו הביצועים של מגדל הקירור בתנאי הפעלה שונים והשוו למגדל הקירור הסגור המסורתי, והוסכם על היתכנותו של מגדל קירור רטוב סגור זה.