为了定量地分析空调用封闭式冷却塔的性能,揭示冷却塔冷却水出口温度的变化规律,本章在介绍空调用封闭式冷却塔结构的基础上,重点讨论了封闭式冷却塔中的传热传质现象,阐述了建立封闭式冷却塔数学模型的方法。
　　一.封闭式冷却塔的结构
　　1.1.封闭式冷却塔的组成
　　为了解决传统冷却塔中冷却水与大气直接接触,外界污染源易污染冷却水的问题,在本课题的研究中,让冷却水始终在冷却盘管内流动放热,不与外界接触,从根本上隔离冷却水的污染源,能有效地保持空调系统中冷却水水质的纯净。

　  1.2喷嘴的性能
　　喷嘴的作用是将循环水均匀地喷淋在冷却盘管的外表面，喷嘴喷淋水的过程可分解成三个连续的过程，即强旋流形成的过程、空心锥膜形成的过程、锥膜破碎成水滴的旋流的形成过程是将喷嘴入口总能量充分地转化为液流动能的根本保证,也是段的雾化过程积极转换和储备能量的准备阶段。旋流程度直接决定着喷嘴的雾喷嘴中液流旋转越强烈,液流流速越高,空气涡尺寸越大,雾化角越大,水滴或细。锥膜形成过程的核心问题是如何形成厚度较薄的膜层,以有利于下一步雾通常雾化角越大,形成的锥膜越薄,而雾化角大小取决于喷嘴的几何特性参数碎过程的关键问题是如何尽量提高空气对水膜的动力不稳定性,增强空气对水动,加大水膜与空气之间的相对速度和接触面积,使水膜与空气产生较大的摩擦力。
　　1.3冷却盘管的形式
　　冷却盘管是空调用封闭式冷却塔的核心部件,在本课题研究中,尝试了3种形式的冷却盘管
　　**种是选用无缝钢管,外径25mm,壁厚2mm,光管。
　　第二种是选用拉制光滑铜管,铜管外径20mm,厚度1m
　　第三种是选用铜管串铝片,铜管外径16mm,壁厚lmm。铝片厚0.2mm,肋片高8mm,片距为3mm,肋化系数为18.99。
　　二、封闭式冷却塔的工作原理
　　2.1工作原理
　　空调用封闭式冷却塔的工作原理是:从冷凝器、吸收器或工艺设备等出来的温度较的水,由冷却水循环泵加压输送到封闭式冷却塔的冷却盘管中。另一方面,利用管道泵冷却塔底池中的水抽吸到喷淋排管中,然后,喷淋在冷却盘管的外表面上,蒸发吸取冷水的热量,从而使冷却水的温度得以降低。
　　与此同时,靠安装在挡水板上面风机的抽吸作用,使空气自下而上流经冷却盘管样不仅可以强化冷却盘管外表面的放热,而且还可以及时带走蒸发所形成的水蒸气速水分的蒸发,提高冷却效果。
　　具体说来,就是冷却盘管内温度较高的水以对流的形式将热量传给冷却盘管内表这部分热量再由冷却盘管的内表面传到冷却盘管的外表面。由于冷却盘管外表面喷淋水,循环水落到冷却盘管的外表面,靠对流和蒸发将这部分热量散到空气中去。
　　2.2特点分析
　　本课题所研制的空调用封闭式冷却塔是一种不同于任何传统冷却塔的冷却设备,具有下列突出的特点:
　　1)能保持冷却水的清洁。由于封闭式冷却塔与外界不接触,能有效地防止冷却水冷却水始终是干净的。如果冷却水用软化水,则冷凝器或工艺设备就不会结垢(包和泥垢),使制冷机等设备始终在高效率下运行,节省大量的清洗维修费用,延长设备的寿命，从根本上彻底解决了嗅化锂吸收式制冷机等设备因结垢而制冷量急剧下降的难题。
　　2）功能多，经封闭式冷却塔降温的水，除可用作冷却水之外，在过渡季节，当室外气温降低时，经封闭式冷却塔降温的水还可直接输送到表冷器、喷水室内充当冷冻水使用，从而可延缓制冷机的开机时间，节省%7左右的能量，实现了一机多用。
　　3)节能。应用封闭式冷却塔的冷却水系统是闭式系统，其冷却水泵扬程H=h1（设备阻力）+h2（管理阻道）；而应用传统冷却塔的开式系统，其冷却水泵扬程H=h1（设备阻力）+h2（管理阻道）+h3（静水压力）+（自由水头）。由此可见，应用封闭式冷却塔的闭式系统与应用传统冷却塔的开式系统相比，冷却水泵扬程可以大大减小，运行费用可以降低%45左右。
　　4）用途广。封闭式冷却塔不仅可以冷却水，还可以冷却其他液体介质，例如：润滑油、酒精等。
　　5）对环境的适应能力强，在空气污染较轻的地方可应用封闭式冷却塔;在空气污染较为严重的地区，应用封闭式冷却塔更适宜。
　　6）可用于冷却高温水。一般冷却塔由于受填料性能的限制，冷却水入口温度一般不得高于65°C，而封闭式冷却塔则不受此条件的限制，因此，应用范围更加广泛。
　　7）噪声低。在封闭式冷却塔中，冷却水全部在管内流动，在管外只有少量的循环水，因此，噪音相当低，具有显著的环保效益。
　　8）安全。普通玻璃钢冷却塔的填料是可燃的，外壳玻璃钢也是可燃的，所以，存在着严重的火灾隐患，近几年，在济南历山剧院等单位多次发生玻璃钢冷却塔着火事故，给人民生活财产造成巨大损失。封闭式冷却塔全部都是由不燃材料制成的，所以，防火，安全。
　　9）节水。根据实测，普通玻璃钢冷却塔水的飘逸量约占冷却水量的%3~%5，水的损失比较多；而在封闭式冷却塔中，盘管外面喷淋的循环水很少，水的损失量也就比较小。
　　10）美观。由于封闭式冷却塔的外形是方形，而大多数的建筑也是方形的，所以这种冷却塔与建筑物外形比较协调。
 　　表5-1对冷却水量为100t/h的封闭式冷却塔与冷却水量为100t/h的传统逆流式冷却塔所组成的冷却水系统进行了对比。冷却塔均安放在二十层楼顶,冷却水池设在地下却塔每天运行10h,每年运行120天,部分负荷系数取0.6,电费0.6元/kWh。从表中可见,不论是运行费用还是噪声,封闭式冷却塔都比传统冷却塔低得多。