Quạt tháp giải nhiệt của bạn có hiệu quả nhất có thể không?

Trong thế giới tháp giải nhiệt công nghiệp, nhiều bộ phận của tháp là cần thiết để đảm bảo rằng tháp giảm nhiệt hiệu quả nhất có thể. Lưu lượng nước thích hợp rất quan trọng trong việc đảm bảo rằng vật liệu lấp đầy được bão hòa đúng cách và có thể cản trở nhiệt tăng lên, cần phải có bề mặt sạch sẽ để đảm bảo rằng cặn không ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi của nước và cần có luồng không khí thích hợp để đảm bảo để nhiệt không bị ứ đọng trong thân tháp giải nhiệt. Mặc dù tất cả các thành phần này đều đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất tổng thể của tháp giải nhiệt, nhưng cụm quạt, nếu không được tối ưu hóa hợp lý, có thể vô hiệu hóa các thành phần tích cực bằng cách làm giảm đáng kể lượng nhiệt có thể trao đổi. Trong phần đầu tiên của loạt blog gồm nhiều phần, tại đây, Giải pháp làm mát công nghiệp muốn xem xét hiệu quả của quạt tháp giải nhiệt so với cả tháp giải nhiệt khô và tháp giải nhiệt ướt. Mặc dù khác nhau về cách trao đổi nhiệt, cả hai tháp giải nhiệt đều có một số điểm chung khiến chúng đáng được đánh giá. Tiếp tục đọc phần dưới đây để tìm hiểu thêm.

Hiệu suất của hệ thống quạt là điều quan trọng nhất

Mặc dù tháp giải nhiệt khô và tháp giải nhiệt ướt khác nhau về cách giảm nhiệt nhưng chúng cũng có một số điểm chung. Cả hai loại tháp giải nhiệt công nghiệp đều có quạt hướng trục để di chuyển không khí bên trong tháp, cả hai loại đều có tấm che hoặc lớp che phủ khác để chứa đồng thời quạt và phễu không khí vào quạt, và cả hai đều có hệ thống thông gió dẫn không khí để có thể truyền nhiệt bằng cách tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp. Khi thiết kế hệ thống quạt cho các loại tháp giải nhiệt này, bước đầu tiên là phát triển đường cong hiệu suất của quạt. Sử dụng đường cong này, các kỹ sư có thể xác định điểm vận hành tại đó hiệu suất của quạt khớp chính xác với yêu cầu hệ thống của chính tháp giải nhiệt. Thông thường, các đường cong hiệu suất liên quan đến quạt tháp giải nhiệt được thu được trong các điều kiện lý tưởng, có thể tái tạo. Chúng được tạo ra theo cách này để các kỹ sư có thể chắc chắn rằng họ có thể tái tạo mức hiệu suất trong thế giới thực chứ không chỉ trong phòng thí nghiệm nghiên cứu. Để minh họa điểm này, hãy xem xét ví dụ sau: Các điều kiện thử nghiệm đối với quạt tháp giải nhiệt thường yêu cầu khoảng hở đầu cánh trên cánh quạt dài 5 feet khoảng 0,040 inch với chuông đầu vào lớn. Trong những điều kiện lý tưởng này, tổng hiệu suất của quạt thường nằm trong khoảng 75% đến 85%. Tuy nhiên, như hầu hết những người có kinh nghiệm với tháp giải nhiệt đều biết, trong hầu hết các thử nghiệm quạt quy mô đầy đủ, hiệu suất “đời thực” có xu hướng giảm trong khoảng 55% đến 75%. Điều gì đã xảy ra với mức độ hiệu quả? Câu trả lời khá đơn giản là trong khi hiệu suất của quạt hoàn toàn giống nhau (hiệu suất từ 75 đến 85 phần trăm) thì hiệu suất của hệ thống lại thấp hơn rất nhiều.

Làm thế nào Quạt có thể hoạt động hiệu quả trong khi Hệ thống thì không?

Trả lời câu hỏi này, một lần nữa, cần một ví dụ. Giả sử rằng chúng ta phải thiết kế một bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí cưỡng bức có chức năng đảm bảo rằng nhà máy có thể loại bỏ nhiệt một cách hợp lý. Tòa tháp được thiết kế để di chuyển 200.000 feet khối mỗi phút (CFM) không khí trong khi hoạt động với áp suất tĩnh của hệ thống là 0,42 inch nước. Đường cong hiệu suất ban đầu của quạt cho thấy một quạt tháp giải nhiệt có đường kính 14 feet kết hợp với động cơ 21 mã lực sẽ đủ cho công việc. Sử dụng một phép tính nhỏ, các kỹ sư nhận thấy rằng Tổng hiệu suất của quạt tại thời điểm vận hành này là 87%, một con số nằm trong phạm vi có thể chấp nhận được. Thật không may, khi hệ thống được kích hoạt, người ta phát hiện ra rằng nó không đủ khả năng làm mát và không thể đáp ứng tiêu chuẩn hiệu suất 87% mà toán học cho thấy nó có khả năng làm được. Khi cố gắng xác định nguyên nhân gây ra sự sụt giảm mạnh về hiệu suất, người ta phát hiện ra rằng tổn thất tuần hoàn, tổn thất đỉnh và dòng chảy ngược tại trục đều dẫn đến giảm hiệu suất hệ thống.

Tất cả những tổn thất này, khi kết hợp lại, làm giảm hiệu suất của hệ thống quạt xuống 20%, nghĩa là hiệu suất thực của quạt gần bằng 67%. Ngoài ra, một số phép toán đơn giản cho thấy rằng thiết kế đáng lẽ phải yêu cầu một động cơ có công suất gần 27 mã lực thay vì đơn vị 21 mã lực được yêu cầu bởi đường cong quạt lý tưởng ban đầu. Như bạn có thể thấy, việc không xem xét toàn bộ hệ thống quạt khi cố gắng xác định mức hiệu suất có thể gây khó chịu khi kết quả cuối cùng thấp hơn danh nghĩa.

Hãy tham gia lại với chúng tôi vào lần tới khi chúng tôi giải thích sâu hơn về chủ đề hiệu quả của quạt tháp giải nhiệt và điểm qua một số yếu tố nhỏ có thể tăng hiệu quả trong các hệ thống này.