水冷液冷负载系统的六种基本类型

您可以选择六种基本类型的冷却系统，以满足负载的冷却需求。每个人都有其优点和缺点。本文旨在识别不同类型的冷却系统并确定它们的优缺点，以便您可以根据自己的需求做出明智的选择。

液体冷却系统有六种基本类型：

1.液对液

2.闭环干燥系统

3.带微调冷却的闭环干燥系统

4.开环蒸发系统

5.闭环蒸发系统

6.冷冻水系统

EAK液对液冷却系统

这些系统中最简单的是液对液冷却系统。在这种类型的系统中，您的工厂已经拥有大量可用的某种类型的冷却液，但您不希望将这种冷却液提供给压缩机。例如：您有可用的井水，但您不想将井水通过新压缩机，因为水质很差（大量溶解的固体，如铁和钙等），并且您过去曾遇到过井水污染热交换器的问题。

液-液冷却系统非常适合这种情况。它使用中间换热器一侧的井水和中间换热器另一侧的冷却剂（如乙二醇和水）闭环来冷却压缩机。热量通过中间热交换器进行交换，而不会污染热交换器。中间换热器的结垢可能会发生在井水侧，但是，如果中间换热器选择得当，它可以很容易地拆开和清洁。最常见的中间换热器是板框式或管壳式。使用液-液型系统，冷却液温度可以比工厂冷却“水”高出 5 度。在上面的井水示例中，如果井水在 55 F 时可用，则液-液冷却系统能够向负载提供 60 F 的冷却剂。

液对液冷却系统的优势在于购买和安装成本相对较低。这些组件可以安装在内部或外部。该系统仅使用闭环泵即可运行，使用任何额外的能量。维护相对简单，只需要定期检查、润滑和必要时清洁热交换器即可。

EAK液对液冷却系统

液-液冷却系统的弱点包括冷却系统定期停机进行清洁。这可以通过安装备用中间换热器来抵消，该换热器在清洁主中间换热器时投入使用。备用换热器增加了额外的成本，但允许在完成清洁的同时冷却负载的连续运行。该系统需要调节的工厂冷却剂供应，如上面的井水示例，以便正确冷却负载。有时冷却负载无法以最大容量运行，必须调节工厂主冷却“水”，以确保负载不会过度冷却或冷却不足。

EAK闭环干式冷却系统

闭环干式冷却系统非常类似于汽车中的散热器。该系统使用风冷流体冷却器将闭环冷却液的热量传递到一排排翅片管中，这些翅片管中吹/吸入环境空气。闭环干式冷却系统的基本组件是流体冷却器，其中包含带有风扇的空气-液体热交换器、泵和控制橇、冷却液和现场安装的系统管道。闭环干式冷却系统流体冷却器将位于室外，并利用环境空气排出热量。使用闭环干式冷却系统，冷却液温度可以比环境干球温度高 5 至 10 F。该系统的运行成本相对较低，仅使用冷却液泵和流体冷却器风扇即可使用能量。风扇采用恒温控制，以调节冷却液的温度，使负载不会过冷或过冷。由于现场位置的肮脏大气条件，可能需要定期清洁流体冷却器。流体冷却器的结垢通常是由污垢、树叶、棉籽等引起的。

闭环干式冷却系统

EAK闭环干式冷却系统的优点是该装置非常简单且相对容易安装。能源需求相对较低，易于控制。通常维护成本低，只需要定期检查、润滑和测试流体。

闭环干式冷却系统的弱点在于它依赖于大气干球。例如，如果您所在位置的设计干球在夏季为 100 F，而您的设备需要 90 F 冷却液;系统最多只能向负载提供大约 105 到 110 F 的冷却液。在这种情况下，您需要补充冷却以将冷却液温度降至 90 F。

闭环干式冷却系统还需要自由的清澈空气才能高效工作。这意味着流体冷却器必须放置在不受盛行风影响的位置，不要太靠近建筑物，以便将流体冷却器的热废气再循环回流体冷却器，最后不要放置在灰尘浓度高的位置， 泥土、树叶、种子等。

很多时候，流体冷却器的最佳位置是在屋顶上。由于流体冷却器位于冷却液外部，因此如果您所在的位置在冬季设计干球低于冰点，则冷却液还必须具有某种类型的乙二醇浓度以防止冻结。如果位置非常冷，乙二醇的浓度可能需要很高以防止冻结。乙二醇浓度随着它们的增加开始降低传热速率。例如，如果您需要 50% 的乙二醇浓度与水，则需要增加热交换器设备和冷却液的流量/压力以调整乙二醇浓度。与乙二醇/水浓度较低的冷却器和泵相比，较大的流体冷却器和泵将增加系统的成本。这在寒冷的气候中是无法避免的。

带微调冷却的闭环干燥系统

带有微调冷却器的闭环干燥系统与闭环干燥系统相同，但增加了一个补充的流体冷却器。该系统通常用于夏季干球温度过高的位置，无法为负载提供适当的冷却液温度。通过增加液-液微调冷却器，客户可以使用水源将温度微调到所需的设定点。很多时候，使用带有微调冷却器的闭环干燥系统来减少对城市水作为冷却剂的依赖。城市用水的购买和处理成本越来越高。这些系统可用于完全消除一年中大部分月份的城市用水量，从而降低工厂的运营成本。与液对液冷却系统一样，系统必须有自由的清空气供应和工厂冷却剂或城市水的调节供应。

带有微调冷却器的闭环干燥系统的优势在于，它可以提供低于单独闭环干燥系统的冷却液温度。该系统将减少寒冷月份工厂/城市的用水量。

带有微调冷却器的闭环干燥系统的弱点包括闭环干燥系统列出的所有弱点。此外，它现在在一年中较温暖的时候需要一些二次冷却剂。用于进出撬块的修整冷却液需要额外的管道。微调冷却器和风冷流体冷却器都需要定期维护和清洁。

EAK开环蒸发冷却系统

下一个系统，一个开环蒸发冷却系统，与上面列出的前三个系统完全不同。该系统能够使用设计的湿球作为冷却水出口温度的基础。例如，如果该位置的设计干球为 95 F，设计湿球为 75 F，则系统可以为负载提供大约 82 F 的水。

开环蒸发冷却系统将水通过塔中的蜂窝状 PVC 填充材料以及吹入或吸入填充物的环境空气以蒸发水。在蒸发过程中，剩余的水被冷却到接近湿球温度以上 7 F 或更高。蒸发的水被某种类型的补水系统（如浮阀）所取代。剩余的水和补给水被收集在一个盆中，然后泵送到负载中，循环重复。平均而言，开环蒸发冷却系统每 1,000,000 Btu/hr 的热量需要 4 GPM 的补水和排污水。

开环蒸发冷却系统

该系统的优点是设备通常价格低廉。这些系统在温暖的气候下可能很容易使用，但在寒冷的气候下可能需要更多的控制。

这种系统的缺点是它们通常需要广泛的水处理系统。水处理系统使用消耗性化学品来保持钙和溶解矿物质的悬浮状态。化学处理是必要的，以确保冷却塔、管道和热交换器不会被污染。开塔蒸发系统的一个固有问题是，流经塔的水也是通过负载泵送的传热流体。这种水与肮脏的大气接触。它吸收灰尘、植被等污染物。这些污染物最终会进入热交换器和管道，并可能导致严重的维护问题。

开放式塔在冬季可能会出现控制问题。它们设计为满载运行。在非常寒冷的气候下，它们在部分负载下并不总是表现良好。如果盆是塔的一部分，则在寒冷天气运行时需要加热器，以防止盆水在没有负载时结冰。在寒冷的气候下，管道通常需要隔热和伴热以防止冻结。需要排水管来排污水，以控制溶解固体的不断蒸发和浓缩的电导率。不断需要来自外部水源的补给水，例如城市水或经过处理的井水等。细菌、粘液和霉菌的生物控制是开放式蒸发塔系统正常运行的主要问题。

EAK闭环蒸发冷却系统

闭环蒸发系统是一种混合系统。闭环蒸发系统是一个开放式塔，塔内内置一个闭环热交换器。塔水停留在塔外，不通过冷却液管道循环。冷却液管道是一个闭合回路，乙二醇/水溶液从塔体流向负载并返回。单独的塔水从水池泵送到塔顶，并喷洒在热交换器（通常是管阵列）上，空气吹过或吸入塔穿过热交换器，水的蒸发将热量从闭合的冷却剂回路传递到环境空气。剩余的塔水落到盆地，再次被泵送到塔顶并重复该过程。闭环蒸发系统塔式水需要补给水、化学处理、排水管、寒冷天气盆加热器和排污，就像上面讨论的开环蒸发系统一样。

闭环蒸发冷却系统

闭环蒸发系统的优点是，它可以在湿球温度以上约 7 至 10 F 的温度下将闭环冷却液输送到负载。闭环冷却液保持无污染物，使设备热交换器和管道保持清洁。大气中的任何污染物都将留在塔外。将使用更少的水处理化学品，因为它们只处理塔中的开放水，而不是管道和系统热交换器中的冷却剂。

闭环蒸发系统的缺点是，您需要对系统的塔水侧进行水处理、排污和补充水。该系统将需要排水管以及用于寒冷天气应用的伴热和绝缘管道。需要一个盆加热器，以防止盆在寒冷天气关闭时间运行时冻结。该系统需要一个连接到塔的额外泵，该泵循环盆地水。

冷冻水冷却系统

我们将讨论的最后一种冷却系统是冷冻水系统。冷水机组通常有一个机械压缩装置，通过使用某种类型的压缩机将能量转化为压缩制冷剂。压缩制冷剂通过管道输送到冷凝器，冷凝器将制冷剂的热量排出到大气或某种类型的液体冷却剂中。压缩制冷剂在冷凝器中从气体变为液体，并通过管道输送到蒸发器，在蒸发器中进行计量或膨胀。高压液体制冷的膨胀降低了蒸发器的温度。待冷却的液体通过蒸发器换热器泵送，热量传递到制冷剂。低压蒸汽被带回压缩机，制冷剂的循环再次开始。冷却液从蒸发器换热器流向负载，热量传递到负载热交换器中的冷却液，然后返回蒸发器重复循环。

冷冻水冷却系统

EAK冷水机组的优势在于它可以产生远低于设计湿球或干球的冷却液温度。它不像环境温度那样依赖于出口冷却液温度。

冷水机组的弱点是它是一种相当复杂的机械。冷水机组的成本高于所有其他形式的冷却设备。它们需要专门的定期维护和训练有素的认证维修技术人员才能正常操作。冷水机组本身会从压缩机中引入额外的热负荷，这些热负荷也必须在冷凝器中移除。运行冷水机组所需的功率远高于上面讨论的其他类型的冷却系统。冷水机组的寒冷天气运行需要冷水机组上的特殊附加组件。负载变化可能需要特殊控制和/或多个冷水机回路以实现高效运行，所有这些都会增加设备的总体成本。

审核编辑 黄宇