[發明專利]一種逆流式冷卻塔的設計方法

有效

• 申請號: 201410555382.4
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104361147A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 夏少丹;馬建榮;吳疆;羅定鑫;馮騰飛;蔡博達;張瑞;馮澤;劉昶;張波;惠詠薇;王紹興;鄔燕芳;吳滔;唐艷英;高俊霞;趙成軍;劉金平;劉雪峰;陳星龍;羅文海
• 申請（專利權）人: 廣州市地下鐵道總公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍

技術領域

本發明涉及一種考慮劉易斯數及填料系數偏差修正的逆流式冷卻塔的設計方法。?

背景技術

冷卻塔是空調系統中一個重要的設備，其運行性能的好壞將對冷凝器的換熱有直接影響，從而對整個空調系統的運行效率產生影響。?

對于機械通風冷卻塔，傳統設計方法存在很大的局限性，傳統設計方法的計算結果與實測結果偏差很大。比如計算時都是以焓值作為計算中間變量，因此無法精確求解冷卻塔出風溫度和濕度，通常都是假設出塔空氣相對濕度為95％～100％，這就人為的造成了誤差。?

由于出塔空氣相對濕度在偏離設計工況條件下，是不可能確保其相對濕度維持在95％～100％，比如風量越大、進塔空氣流量越大都會導致出風相對濕度的減少，而這些都是分析冷卻塔出風對周圍熱環境影響的關鍵；還有計算時常常用到劉易斯關系式，而此關系式是在等焓加濕條件下推導出來的，對冷卻塔的計算設計并不一定適用此關系式；塔運行一段時間后，由于填料損壞和布水不均，引起填料系統偏離設計值；偏離后，塔的冷卻效果變差，冷卻能力降低，要保證相同散熱量時，只能加大風量和水流量，從而增加了塔的能耗。?

發明內容

本發明的目的，就是克服現有技術的不足，提供一種考慮劉易斯數及填料系數偏差修正的逆流式冷卻塔的設計方法，從而獲得計算精度很高，計算結果與實測結果相吻合的節能逆流式冷卻塔。?

為了達到上述目的，采用如下技術方案：?

一種逆流式冷卻塔的設計方法，包括以下步驟：?

步驟一、令劉易斯數L_e為1，修正劉易斯關系式，即式中L_e為劉易斯數；σ為以含濕量計算的濕交換系數，單位為kg/(m²·s)；α為顯熱換熱系數，單位為kW/(m²·℃)；c_p為空氣的定壓比熱容，單位為kJ/(kg·℃)；?

步驟二、使用修正系數k₂修正冷卻塔的特性數N，即N＝k₂Aλ^m，式中A和m均為填料特性相關系數，λ為氣水比；?

步驟三、根據修正的劉易斯關系式，修正的冷卻塔的特性數，以及迭代計算獲得逆流式冷卻塔的出水溫度；?

步驟四、根據進出塔空氣狀態點和大氣狀態點在焓濕圖上的同一條直線關系，利?用公式迭代計算獲得逆流式冷卻塔的出塔空氣含濕量，其中h_ai為進塔空氣焓值，單位為kJ/kg；h_aa為大氣焓值，單位為kJ/kg；h_ao為出塔空氣焓值，單位為kJ/kg；d_ai為進塔空氣含濕量，單位為kg/kg_干空氣；d_aa為大氣含濕量，單位為kg/kg_干空氣；d_ao為出塔空氣含濕量，單位為kg/kg_干空氣；?

步驟五、根據回流率公式迭代計算獲得逆流式冷卻塔的出塔空氣焓值，其中r_e為回流率；h_ai為進塔空氣焓值，單位為kJ/kg；h_aa為大氣焓值，單位為kJ/kg；h_ao為出塔空氣焓值，單位為kJ/kg；?

步驟六、根據步驟三獲得的出水溫度、步驟四獲得的出塔空氣含濕量和步驟五獲得的出塔空氣焓值，獲得考慮劉易斯數和填料系數的逆流式冷卻塔的修正出水溫度和修正進出塔空氣狀態參數。?

進一步地，所述修正進出塔空氣狀態參數包括修正空氣干球溫度和修正空氣相對濕度。?

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：?

1)本設計方法充分考慮劉易斯數、填料系數修正和回流，計算精度很高，計算結果與實測結果相吻合；?

2)本設計方法利用空氣混合規律求解出進出塔空氣溫濕度，解決了以焓值為中間量而無法求解出進出塔溫濕度的難題；?

3)本設計解決了填料系統偏離的問題，節約了能耗。?

附圖說明

圖1是逆流塔計算工作原理圖；?

圖2是本設計方法中逆流塔的計算方法步驟流程圖；?

圖3是本設計方法中逆流塔的計算驗證步驟流程圖。?

具體實施方式

下面將結合附圖以及具體實施方法來詳細說明本發明，在本發明的示意性實施及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。?