Wie Kühltürme funktionieren

Ein Kühlturm ist eine Art Gerät, das den Kontakt zwischen Wasser und Luft nutzt, um die in der Industrie oder in der Kühlung und Klimatisierung entstehende Abwärme durch Verdunstung abzuleiten.

Das Grundprinzip ist: Trockene Luft (mit niedriger Enthalpie) gelangt über den Lufteinlass in den Kühlturm, nachdem sie vom Ventilator gepumpt wurde. Sattdampf und unter hohem Druck stehende Wassermoleküle mit hoher Temperatur strömen zur Luft mit niedrigem Druck, und aus dem Wasserverteilungssystem wird nasses und heißes Wasser (mit hoher Enthalpie) in den Turm gesprüht. Beim Kontakt von Wassertröpfchen mit Luft kommt es einerseits aufgrund der direkten Wärmeübertragung zwischen Luft und Wasser, andererseits aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Oberfläche von Wasserdampf und Luft zu einer Verdunstung unter Einwirkung von Druck, und die Wärme im Wasser wird durch Verdampfungswärmeübertragung abgeführt, wodurch der Zweck der Kühlung erreicht wird.

Der Arbeitsprozess des Kühlturms: Nehmen Sie den Arbeitsprozess des kreisförmigen Gegenstromkühlturms als Beispiel: Heißes Wasser wird mit einem bestimmten Druck aus dem Hauptraum durch das Rohr, den horizontalen Hals, den gebogenen Hals und den mittleren Hals gepumpt, um das zu drücken Das Wasser wird in das Wasserverteilungssystem des Kühlturms zirkuliert und das Wasser wird durch die kleinen Löcher im Wasserverteilungsrohr gleichmäßig auf dem Füller verteilt. Unter der Wirkung des Ventilators gelangt trockene Luft mit niedriger Feuchtkugeltemperatur durch das untere Lufteinlassnetz in den Turm. Wenn heißes Wasser durch die Oberfläche des Füllstoffs fließt, bildet dieser einen Wasserfilm und tauscht Wärme mit der Luft aus. Die heiße Luft mit hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Feuchtkugeltemperatur wird von oben abgesaugt. Die in den Turm eintretende Luft ist trockene Luft mit niedriger Feuchtkugeltemperatur. Es gibt offensichtlich einen Konzentrationsunterschied und einen Unterschied im kinetischen Druck zwischen Wassermolekülen und Luft. Wenn der Ventilator läuft, verdampfen unter der Wirkung des statischen Drucks im Turm weiterhin Wassermoleküle in die Luft und werden zu Wasserdampfmolekülen. Die durchschnittliche kinetische Energie der verbleibenden Wassermoleküle nimmt ab, wodurch die Temperatur des zirkulierenden Wassers sinkt. Aus der obigen Analyse geht hervor, dass Verdunstungskühlung nichts damit zu tun hat, dass die Lufttemperatur (normalerweise die Trockenkugeltemperatur) niedriger oder höher als die Wassertemperatur ist. Solange die Wassermoleküle weiterhin in die Luft verdunsten können, sinkt die Wassertemperatur. Allerdings wird die Verdunstung von Wasser in die Luft nicht endlos weitergehen. Wenn die mit Wasser in Kontakt stehende Luft nicht gesättigt ist, verdampfen weiterhin Wassermoleküle in die Luft. Wenn die Luft an der Kontaktfläche mit Wasserdampf jedoch gesättigt ist, können die Wassermoleküle nicht verdampfen, sondern befinden sich in einem dynamischen Gleichgewichtszustand. Die Anzahl der verdampften Wassermoleküle ist gleich der Anzahl der aus der Luft ins Wasser zurückgeführten Wassermoleküle und die Wassertemperatur bleibt unverändert. Daraus lässt sich erkennen, dass je trockener die Luft ist, die mit Wasser in Kontakt kommt, desto leichter kann die Verdunstung stattfinden und desto leichter sinkt die Wassertemperatur.