Tháp giải nhiệt: Bài giảng chương 9

CHAPTER 9: COOLING TOWER

Lecturer: ME. Nguyễn Duy Tuệ

1 12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

OBJECTIVES

ee a that meet a a

In this charpter, student can: Analize operation principle of cooling tower and -Analize operation principle of cooling tower and other working conditions affects to it’s efficiency -How to choose cooling tower o c oose coo g o e o demand

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

2

REFERENCES

[1] Trane document [1]. Trane document [2]. Refrigeration and Air-Conditioning - A. R. Trott and T. Welch and T Welch

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

3

CONTENT

WORKING PRINCIPLE OF COOLING TOWER

COMPONENTS OF COOLING TOWER

COOLING TOWER CHOOSING

INSTALLATION INSTALLATION

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

4

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

1. Position of cooling tower : (watch movie )

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

5

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

2. Working principles : A cooling tower is a device commonly used to cool condensing water. In this design, warm water is sprayed over the fill inside the cooling tower while a propeller fan draws outdoor air upward through the fill. The movement of air through the spray causes some of the water to evaporate, a process that cools the remaining water. This cooled water then falls to the tower sump to be returned to the condenser.

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

6

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

7

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

3. The effects of cooling tower performance: - Out door humidity : If the outdoor air is dry, the final water temperature can be considerably lower than the ambient dry-bulb temperature. the outdoor air is humid, however, the final temperature will be near the ambient dry-bulb temperature.

-> The evaporation process uses up water to dissipate heat contributed by the cooling load plus the heat of compression.

- Air velocity through the cooling pad - Heat transfer area of cooling pad which contact

air and water

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

8

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

+ Note : In our country, having hot air and high humidity that affect cooling tower performance. As a result, if installing cooling tower in Ha Noi, we have to choose 1,5 times capacity higher than that is installed in HCM city

- Out put water temperature from cooling tower :

tout = twet bulb + 3~5K

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

9

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

the In addition, as the water evaporates, dissolved minerals and water treatment chemicals become concentrated in the sump. To prevent this solution from becoming concentrated and possibly corrosive, water is periodically bled from the sump and an equal amount of fresh water is added.

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

10

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

The concentration of solids in the circulating water will increase until the amount carried away by the bleed water compensates for that not carried away in the water vapour. So, if

cm= concentration of solids in make-up water

(kg/kg)

cb = concentration of solids in bleed-off (kg/kg) we = mass flow of water evaporated (kg/s) wm= mass flow of make-up water (kg/s)

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

11

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

Mass of solids entering = mass of solids leaving

treatment or

The concentration of mains make-up water, cm , is obtained from the water supply authority. The permissible concentration, cb , will be decided by the the assumed method of water concentration of untreated water which will prevent precipitation.

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

12

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

Example : If water hardness is 560 ppm (parts treatment can permit a the water per million), the cooling concentration of solids to 1200 ppm, capacity is 700 kW and the compressor power 170 kW, how much water should be bled to waste and what is the total make-up required?

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

13

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

+ Solution :

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

14

WORKING PRICIPLES OF COOLING TOWER COOLING TOWER

+ Note : The quantity of water evaporated will take up its latent heat equal to the condenser duty, at the rate of about 2430 kJ/kg evaporated, and will be approximately

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

15

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

There are two kinds of cooling tower:

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

16

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

+ Construction of cooling tower:

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

17

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

18

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

a. Cooling pad (filling): - This is heat exchanger for water and air

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

19

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

b. Fan: Cooling tower use propeller or centrifugal fan made of polymer, plastic; and having suitable flow rate

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

20

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

c. Distributor: For reaching equal flow rate over

cooling pad, we use rotational distributor

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

21

COMPONENTS OF COOLING TOWER TOWER

d. Casing: - Having low pressure drop, low cost, good

appearance, high stability

- Made of composite material

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

22

CHOOSING COOLING TOWER

a. Water flow rate calculation :

+ Mass flow rate:

+ Volume flow rate: V = Gk/ ρ (m3/s) Where:

: condenser capacity, (kW)

Qk Cpn : water specific heat content, 4,18 kJ/kg Δtgn : temperature difference of condenser

ρ : water density, (kg/m3)

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

23

CHOOSING COOLING TOWER

Ví dụ : Tính toán lưu lượng nước giải nhiệt cho Ví dụ : Tính toán lưu lượng nước giải nhiệt cho TBNT của kho lạnh có nhiệt lượng tỏa ra Qk=50kW. Nhiệt độ nước vào TBNT là t =29oC; nhiệt độ nước Nhiệt độ nước vào TBNT là tv 29 C; nhiệt độ nước ra tr=34oC Giải :Giải : Lưu lượng khối lượng nước giải nhiệt :

G 2,39 kg/s G=2 39 kg/s

Lưu lượng thể tích nước giải nhiệt: G=0,00239 m3/s = 8,6 m3/h 8,6 m /h G 0,00239 m /s

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

24

CHOOSING COOLING TOWER

g b. Cooling tower choosing: g

) ( ạ ệ g ạ

p g ạ g ạ p

p ụ g ệ g ;

Các con số đi kèm ký hiệu của tháp là chỉ năng ạ suất lạnh ( tôn lạnh ) tối đa của hệ thống lạnh kèm với tháp. Ví dụ: Tháp giải nhiệt ký hiệu FRK60 thì hệ thống lạnh lắp kèm tháp có năng suất lạnh tối đa đến 60 tấn lạnh ( cho hệ thống ĐHKK ) , ạ + Lưu ý : 1 tấn lạnh = 3,51 kW TGN với năng suất như trên được tính theo điều kiện ở nước ngoài; nên khi áp dụng vào điều kiện tại Việt Nam thì sẽ có sự khác biệt

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

25

TÍNH CHỌN THÁP GiẢI NHIỆT

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

26

TÍNH CHỌN THÁP GiẢI NHIỆT

+ THÁP GIẢI NHIỆT LIANG CHI:

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

27

THÁP GIẢI NHIỆT

ụ

LIANGCHI

Ví dụ: Cho thông số sau: + Nhiệt độ nước vào, ra Nhiệt độ nước vào, ra khỏi tháp:tv = 38,50C, tr = 32 50C 32,5 C + Nhiệt độ nhiệt kế ướt : tu = 29 50C 29,5 C tu + Lưu lượng nước giải nhiệt : 1363 l/m nhiệt : 1363 l/m Chọn tháp LBC125

28 12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

28

TÍNH CHỌN THÁP GIẢI NHIỆT

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

29

TÍNH CHỌN THÁP GIẢI NHIỆT

Ví dụ : Năng suất h lắ t

lạnh thực của máy ĐHKK Qo=50 tấn lạnh; lắp tại Tp.HCM có nhiệt độ 35oC, Q 50 tấ l i T HCM ó hiệt độ 35 C độ ẩm 70%. Hãy chọn TGN cần thiết; biết nhiệt độ nước vào 32oC; nhiệt độ nước ra là 37oC là 37 C ớ

ớ à 32 C hiệt độ Giải : - Tìm được nhiệt độ bầu ướt : 30oC ớt 30 C hiệt độ bầ Tì - Tính lưu lượng nước giải nhiệt theo Cataloag ( 2 h phương pháp ) há )

thì khô t ữ đô đ

Lưu ý : Chỉ áp dụng cho máy ĐHKK, khi tính cho hệ thống trữ đông, cấp đông thì không được sử hệ thố ử ấ đô dụng Ch - Chọn tháp LIANG CHI theo 2 cách : thá LIANG CHI th 2 á h

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

30

LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH

Khi lắp đặt cần lưu ý một số vấn đề : - Vị trí lắp cần thông thoáng đảm bảo lưu thông

gió và tránh tiếng ồn

- Chọn vị trí lắp để tránh bụi nước cuốn theo

không khí ảnh hưởng đến công trình xây dựng…

- Không lắp TGN tại những nơi có dòng không ắ

khí nóng, hay những nơi quá bẩn

- Cần đo nhiệt độ nước vào, nước ra để kiểm tra ể ể ầ

thông số làm việc của tháp có hiệu quả không

12/2015

Chapter 9: Cooling tower ThS.Nguyễn Duy Tuệ

31

BÀI TẬP

g ọ g ọ ự ,

ạ ộ ệ

ộ g ệ ộ ệ

, ộ g, Chọn lựa, TBNT ống chùm vỏ bọc nằm ngang, tháp giải nhiệt, tính toán lưu lượng nước giải nhiệt ; cho kho lạnh có Qo=70kW; nhiệt độ nước vào TBNT cao hơn nhiệt độ bầu ướt là 3K, nhiệt độ nước ra g ụ cao hơn nhiệt độ nước vào 5K. Nhiệt độ ngưng tụ 45oC; môi chất R22. Điều kiện thời tiết : nhiệt độ 35oC, độ ẩm 70%