ปรับขนาดหอระบายความร้อนเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

หอคอยทำความเย็นเป็นอุปกรณ์ปฏิเสธความร้อนที่จำเป็นที่ใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมระบบ HVAC และการใช้งานเครื่องทำความเย็นเพื่อกำจัดความร้อนจากน้ำทำให้สามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ การปรับขนาดที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ว่าหอระบายความร้อนสามารถจัดการกับภาระความร้อนภายใต้สภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจงส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นและประสิทธิภาพของระบบโดยรวม การเน้นย้ำสามารถนำไปสู่การระบายความร้อนไม่เพียงพอความล้มเหลวของระบบและค่าใช้จ่ายพลังงานที่เพิ่มขึ้นในขณะที่ขนาดใหญ่อาจส่งผลให้ค่าใช้จ่ายเงินทุนที่ไม่จำเป็นและความไร้ประสิทธิภาพในการดำเนินงาน คู่มือนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้วิธีการปฏิบัติสำหรับการปรับขนาดหอคอยทำความเย็นโดยพิจารณาจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นภาระความร้อนอัตราการไหลและอุณหภูมิหลอดไฟเปียก

แนวคิดหลักในการปรับขนาดหอระบายความร้อน

ก่อนที่จะดำน้ำในกระบวนการปรับขนาดสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจคำสำคัญ:

• โหลดความร้อน (q): ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่ต้องถูกปฏิเสธโดยทั่วไปจะวัดใน BTU/HR หรือตัน (1 ตัน = 12,000 btu/ชม. สำหรับความสามารถในการทำความเย็นของเครื่องทำความเย็น แต่หอระบายความร้อนมักใช้“ หอคอยตัน” 15,000 btu/ชม.
• อัตราการไหล (GPM): ปริมาตรของน้ำไหลเวียนผ่านหอระบายความร้อนซึ่งวัดเป็นแกลลอนต่อนาทีซึ่งส่งผลต่อความสามารถของหอคอยในการปฏิเสธความร้อน
• พิสัย: ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำร้อนที่เข้าสู่หอคอย (HWT) และน้ำเย็นทิ้งไว้ (CWT) โดยทั่วไป 8 ° F ถึง 12 ° F ในการออกแบบมาตรฐาน
• เข้าใกล้: ความแตกต่างระหว่าง CWT และอุณหภูมิหลอดไฟเปียกโดยรอบ (WBT) แสดงให้เห็นว่าหอคอยสามารถทำให้น้ำเย็นลงได้อย่างไรกับศักยภาพในการระบายความร้อนของอากาศ วิธีที่เล็กกว่านั้นต้องใช้หอคอยขนาดใหญ่
• อุณหภูมิหลอดไฟเปียก (WBT): การวัดความชื้นและอุณหภูมิซึ่งสำคัญสำหรับการกำหนดประสิทธิภาพของหอระบายความร้อนเนื่องจากกำหนดขีด จำกัด ที่ต่ำกว่าสำหรับการระบายความร้อนด้วยน้ำ

เงื่อนไขการออกแบบมาตรฐานมักจะรวมถึง HWT ที่ 95 ° F, CWT ของ 85 ° F (ช่วง 10 ° F) และ WBT 78 ° F ด้วยวิธีการ 7 ° F ตามที่ระบุไว้ใน Chardon Labs- อย่างไรก็ตามเงื่อนไขที่เกิดขึ้นจริงอาจแตกต่างกันไปต้องมีการปรับเปลี่ยน

ขั้นตอนสำหรับการปรับขนาดหอระบายความร้อน

หากต้องการปรับขนาดหอระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพให้ทำตามขั้นตอนโดยละเอียดเหล่านี้วาดจากหลายแหล่งที่เชื่อถือได้เช่น หอระบายความร้อนเดลต้า และ วิศวกรรมความได้เปรียบ.

1. กำหนดภาระความร้อน (q)

ภาระความร้อนคือการปฏิเสธความร้อนทั้งหมดที่ระบบต้องการโดยทั่วไปโดยทั่วไปมาจากเครื่องทำความเย็นหรือกระบวนการอุตสาหกรรม สำหรับแอพพลิเคชั่น Chiller:

• รับอัตราการปฏิเสธความร้อนจากแผ่นข้อมูลจำเพาะของเครื่องทำความเย็นซึ่งรวมถึงทั้งโหลดความเย็นและความร้อนที่เพิ่มโดยคอมเพรสเซอร์

• หากไม่มีให้ประเมินโดยใช้ความสามารถในการระบายความร้อนของ Chiller ในตันและค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (COP) สูตรคือ:

  ถาม-BTU/ชม.)=ความสามารถในการทำความเย็น (ตัน)×12,000×-1-ตำรวจ1​)

  ตัวอย่างเช่นสำหรับเครื่องทำความเย็น 100 ตันที่มีตำรวจ 3:

  ถาม=100×12,000×-1-31​)=1,200,000×34​=1,600,000 BTU/ชม.

  อีกทางเลือกหนึ่งกฎง่ายๆคือการปฏิเสธความร้อนอยู่ที่ประมาณ 1.25 ถึง 1.3 เท่าของความสามารถในการระบายความร้อนตามที่กล่าวไว้ใน กล่องเครื่องมือวิศวกรรมโดยที่“ หอคอยตัน” ถูกกำหนดให้เป็น 15,000 btu/ชม. เมื่อเทียบกับ 12,000 btu/hr สำหรับตันชิลเลอร์

  ดังนั้นสำหรับความสามารถในการระบายความร้อน 100 ตันการปฏิเสธความร้อน≈ 125 ตัน× 12,000 = 1,500,000 Btu / ชม. หรือใน Tower ตัน, 1,500,000 / 15,000 ≈ 100 ตันตัน แต่ควรใช้การคำนวณที่แน่นอน

2. เลือกอุณหภูมิการออกแบบ

เลือกอุณหภูมิการทำงานตามข้อกำหนดของระบบและแนวทางปฏิบัติมาตรฐาน:

• อุณหภูมิน้ำร้อน (HWT): โดยทั่วไปแล้ว 95 ° F ถึง 100 ° F สำหรับคอนเดนเซอร์เย็นขึ้นอยู่กับการใช้งาน อุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจต้องใช้หอคอยขนาดใหญ่
• อุณหภูมิน้ำเย็น (CWT): มักจะตั้งค่าที่ 85 ° F สำหรับการออกแบบมาตรฐาน แต่อาจแตกต่างกันไป ความแตกต่าง (HWT - CWT) คือช่วงโดยทั่วไปคือ 8 ° F ถึง 12 ° F
• อุณหภูมิหลอดไฟเปียก (WBT): รับการออกแบบ WBT สำหรับตำแหน่งการติดตั้งจากข้อมูลอุตุนิยมวิทยาหรือมาตรฐานเช่น ASHRAE ตัวอย่างเช่น WBT ของ 78 ° F เป็นมาตรฐาน แต่สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 70 ° F ถึง 85 ° F ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

วิธีการ (CWT - WBT) มีความสำคัญ วิธีที่เล็กกว่า (เช่น 5 ° F) หมายถึงหอคอยจะต้องทำให้น้ำเย็นลงใกล้กับ WBT ซึ่งต้องใช้หน่วยที่ใหญ่กว่า วิธีการทั่วไปมีตั้งแต่ 5 ° F ถึง 10 ° F ตามที่ระบุไว้ใน Cooling Tower LLC.

3. คำนวณอัตราการไหลที่ต้องการ (gpm)

ใช้โหลดความร้อนและช่วงเพื่อคำนวณอัตราการไหลของน้ำที่ต้องการโดยใช้สูตร:

จัดเรียงใหม่เพื่อค้นหา gpm:

ตัวอย่างเช่นด้วย q = 1,500,000 btu/hr และ range = 10 ° F:

อีกทางเลือกหนึ่งใช้ค่ากฎของหัวแม่มือ: สำหรับช่วง 10 ° F ประมาณ 3 gpm ต่อชิลเลอร์ตันตาม วิศวกรรมความได้เปรียบซึ่งสอดคล้องกับการคำนวณของเราข้างต้นสำหรับเครื่องทำความเย็น 100 ตัน (300 gpm เป็นเวลา 100 ตันหรือ 3 gpm/ตัน)

สำหรับช่วงที่แตกต่างกันให้ปรับตาม สำหรับช่วง 8 ° F GPM จะสูงขึ้นดังแสดงในตารางด้านล่าง:

ตารางนี้แสดงให้เห็นว่าอัตราการไหลเพิ่มขึ้นอย่างไรในช่วงที่เล็กลงซึ่งอาจต้องใช้หอคอยขนาดใหญ่ขึ้น

4. เลือกหอระบายความร้อน

ด้วย GPM, HWT, CWT และ WBT ที่รู้จักใช้เครื่องมือเลือกหรือตารางประสิทธิภาพของผู้ผลิตเพื่อเลือกรุ่น ตัวอย่างเช่น, หอระบายความร้อนเดลต้า เสนอโปรแกรมเครื่องคิดเลขที่ป้อนพารามิเตอร์เหล่านี้เพื่อแนะนำรุ่น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหอคอยที่เลือกสามารถบรรลุ CWT ที่ต้องการได้ที่การออกแบบ WBT โดยพิจารณา:

• คะแนนความจุ: หอระบายความร้อนได้รับการจัดอันดับตามเงื่อนไขมาตรฐาน (เช่น 95 ° F HWT, 85 ° F CWT, 78 ° F WBT) หากเงื่อนไขแตกต่างกันให้ใช้ปัจจัยการแก้ไขที่จัดทำโดยผู้ผลิต
• แนวทางและประสิทธิภาพ: วิธีที่เล็กกว่า (เช่น 5 ° F เทียบกับ 10 ° F) ต้องใช้หอคอยขนาดใหญ่ส่งผลกระทบต่อต้นทุนและขนาด

5. พิจารณาปัจจัยเพิ่มเติม

มีหลายปัจจัยที่อาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของหอคอยทำความเย็นและการปรับขนาด:

• ระดับความสูง: ระดับความสูงที่สูงขึ้นช่วยลดความหนาแน่นของอากาศซึ่งอาจลดประสิทธิภาพการระบายความร้อน ผู้ผลิตอาจให้ปัจจัยที่ดีขึ้น
• ความชื้นและการแปรผันของ WBT: ความชื้นรุนแรงอาจส่งผลกระทบต่ออัตราการระเหย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการออกแบบบัญชี WBT สำหรับเงื่อนไขสูงสุด
• คุณภาพน้ำ: คุณภาพน้ำที่ไม่ดีสามารถนำไปสู่การปรับขนาดหรือการเปรอะเปื้อนลดประสิทธิภาพ พิจารณาระบบบำบัดน้ำหรือเลือกหอคอยขนาดใหญ่
• ข้อ จำกัด ด้านพื้นที่และการติดตั้ง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหอคอยที่เลือกนั้นเหมาะกับพื้นที่ว่างและตรงตามข้อกำหนดด้านโครงสร้างและเสียงรบกวน
• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: หอคอยขนาดใหญ่ที่มีวิธีการที่ต่ำกว่าอาจประหยัดพลังงานในระยะยาวและสมดุลค่าใช้จ่ายเริ่มต้น

6. ยืนยันกับผู้ผลิต

ด้วยความซับซ้อนตรวจสอบการเลือกด้วยผู้ผลิตหอระบายความร้อนหรือวิศวกรที่ผ่านการรับรองโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบที่สำคัญ พวกเขาสามารถให้รายละเอียดเส้นโค้งประสิทธิภาพและตรวจสอบให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับรหัสและมาตรฐานท้องถิ่น

ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมและเคล็ดลับการบำรุงรักษา

จาก Chardon Labsอุณหภูมิหลอดไฟเปียกเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากกำหนดขีด จำกัด การระบายความร้อน ตัวอย่างเช่นที่ 78 ° F WBT การบรรลุ CWT 85 ° F (7 ° F วิธีการ) เป็นมาตรฐาน แต่ WBTS ที่สูงกว่าอาจจำเป็นต้องใช้หอคอยขนาดใหญ่หรือขั้นตอนการระบายความร้อนเพิ่มเติม

จาก กล่องเครื่องมือวิศวกรรมความแตกต่างระหว่างตันชิลเลอร์ (12,000 btu/ชม.) และตันตัน (15,000 btu/hr) เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากหอคอยระบายความร้อนจะต้องจัดการกับความร้อนเพิ่มเติมจากงานคอมเพรสเซอร์โดยทั่วไป 1.25 ถึง 1.3 เท่าของความจุเครื่องทำความเย็น

สำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับสารทำความเย็นให้ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญเสมอเนื่องจากการจัดการสารทำความเย็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและได้รับการควบคุมเพื่อป้องกันอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมแม้ว่าสิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาชิลเลอร์มากกว่าการปรับขนาดหอคอย

บทสรุป

คู่มือที่ครอบคลุมนี้ครอบคลุมกระบวนการปรับขนาดหอระบายความร้อนเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุดโดยมุ่งเน้นไปที่การคำนวณความสามารถตามภาระความร้อนและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม โดยการกำหนดภาระความร้อนการเลือกอุณหภูมิการออกแบบที่เหมาะสมการคำนวณอัตราการไหลและการใช้เครื่องมือผู้ผลิตสำหรับการเลือกคุณสามารถมั่นใจได้ว่าหอระบายความร้อนจะตรงกับความต้องการของเครื่องทำความเย็น พิจารณาปัจจัยเพิ่มเติมเช่นระดับความสูงและคุณภาพน้ำและตรวจสอบกับผู้เชี่ยวชาญสำหรับระบบที่สำคัญเสมอ วิธีการนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับ“ การปรับขนาดหอคอยระบายความร้อน” และ“ ประสิทธิภาพชิลเลอร์” มีจุดมุ่งหมายที่จะเป็นทรัพยากรอย่างละเอียดสำหรับวิศวกรและผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวก