关键应用的冷却塔设计
在为有特殊需求的设施设计冷却塔系统时，必须解决位置：在为具有关键需求的设施确定适当的冷却塔系统之前，需要解决几个因素。除了平均冷却塔系统的要求之外，数据中心，医疗中心，机场和电子芯片制造商等场所还需要特殊考虑。
本文回顾了在设计具有关键需求的定制冷却塔系统时遇到的常规设计注意事项，并包括了关键任务冷却设施所必需的特殊设计注意事项。这些考虑因素包括建筑规范，客户要求，环境限制，操作组件，耐火性，安全合规性，最少的维护以及较长的使用寿命，这些对于这些关键制冷应用是必不可少的。
设计注意事项
设计任何定制的冷却塔系统时，有许多因素需要考虑。设计具有关键需求的冷却塔系统只会加剧设计过程。不仅所有冷却塔系统的常规考虑都适用，而且还必须解决使冷却系统“至关重要”的特殊要求。
建筑规范
建筑规范是设计所有冷却塔系统的基础。建筑法规示例包括：
国际建筑法规，由国际法规理事会独立于负责制定建筑法规的司法管辖区制定和维护。
医院建筑规范。
建筑规范规定了冷却塔系统的基本设计。一旦建立了基本要求，就必须对冷却塔系统的设计进行评估，以确定其是否满足/超过了系统的关键要求。例如，假设某建筑法规要求冷却塔系统满足90 mph的风速。由于这是一个具有严格要求的冷却塔系统，因此风速可能需要增加到120 mph以确保更强大的冷却塔系统。
客户要求
冷却塔系统的位置会影响设计过程中必须解决的几个问题。因此，应该对系统的位置进行很多考虑。在空旷地区建造的“草根塔”的要求与建造在现有建筑物和设备中或周围的塔的要求不同。在当前市场中，由于房地产的限制，冷却塔系统不仅要在坡度上建造，而且要在屋顶上建造。可能需要抬高盆地才能满足位置要求。
通常，客户会要求建造冷却塔以替换现有的冷却塔。设计具有更高热容量的新塔，以适合旧冷却塔的水盆。此外，新塔的设计可能会受到旧冷却塔的马力和泵压头的限制。因为新的冷却塔将替换现有的冷却塔，所以通常计划在整个项目的停机时间有限的前提下拆除旧的冷却塔并安装新的冷却塔。
一些较常见的客户要求包括：
水池或管道/阀门周围的检修平台。
用来保护机械设备的护墙。
入口滤网。
梯子和笼子。
楼梯
导线管支持。
彩色墙壁可提高美观度。
内部走道检查。
环境约束
存在三个主要的环境问题-水，声学/声音和功耗（马力）需要考虑。
水
用水对于冷却塔系统而言可能是昂贵的商品。在某些情况下，用水量或失水量可能会影响设施的税收。
需要审查的一个领域是冷却塔中使用的除水器（DE）的类型。 DE限制了可以进入大气的水滴量。
图1显示了当空气和水通过DE时水滴如何冲击包装的侧壁。当水滴聚集在侧壁上时，会形成水膜，导致水滴流回冷却塔。
漂移率的范围为0.02％至0.0005％。仅指定漂移速率不足以从DE中获得所需结果。漂移损耗的大小可能会因DE安装质量而异。 DE安装时，组件之间或DE组件与它们周围安装的结构之间必须没有开口。
照片A显示紧密配合，几乎没有穿透DE。
声学/声音
诸如风扇，齿轮箱，电机或喷水/溅水等多种声源可能会导致声音问题。
有几种降低声音的方法，每种方法都会影响成本。通常，所需的降噪越大，成本影响越大。同样，成本影响通常大于降噪效果。
一些减少声音的方法包括：
降低风扇速度。随着风扇速度的降低，风扇叶片的数量可以增加。
使用特殊的低噪音风扇叶片/更宽的叶片。
增加风扇堆栈的高度。
塔架尺寸增大，从而降低了风扇的功率。
设计进气口。 （它们必须与塔保持水平。）
安装护墙。
在进气口前面安装墙壁。墙壁与塔架之间的距离应等于进气口的高度，以确保适当的空气流进入塔架。
在排气口（风扇上方）和/或进气口上安装消音器。
耗电量（马力）
降低功耗的方法包括：
利用两速电机，当冷却塔的需求下降时，可以降低电机速度。
利用变速驱动器，该驱动器提供了更大的控制范围，并具有使电动机速度与所需需求相匹配的能力。
减少冷却塔的占地面积。假设条件和填充介质保持不变，则冷却一定量的水所需的空气量将保持不变，而与占地面积无关。使空气通过冷却塔的工作量随尺寸的增加而增加反之亦然。水的冷却效率越高，电力需求也越低，但是，冷却塔占地面积的减小方式如何降低功耗是有局限性的。
选择高效率的风扇可以将更多的电动机功率应用于通过塔中填充物抽吸或移动空气的工作。
操作组件
设计的主要考虑因素必须是冷却塔的运行组件。这些都是影响冷却塔的日常运行以及服务和维护的问题。大多数冷却塔的主要运行组件包括：
振动开关。
油位开关。
电机加热器。
风扇堆栈中的观察端口。
内部机械维修通道。
变速箱，风扇和驱动轴。
机械设备拆卸设备，例如吊艇架，手推车和横梁。
扩展的风扇甲板。
防火性能
塔的位置可能会影响火灾。如果冷却塔的出入口受到限制，这可能会阻止消防服务的机动性，则人们的担忧会增加。同样，所有者对塔的需求越大，对该塔的耐火性的关注就越大。在确定是否需要耐火冷却塔时，另一个考虑因素是指定的消防队的响应时间。
一旦确定需要耐火冷却塔，就必须确定防护等级。以下区域具有防火性。从最小到最大的防火等级列出，以下区域具有防火性：
火焰蔓延等级不超过25的材料。
具有自熄性的材料。
洒水系统。
20分钟的耐火墙系统。
30分钟的耐火墙系统。
经过工厂互认的冷却塔系统。
安全合规
安全是冷却塔设计和施工中最容易被忽视的要素之一。关键的冷却塔系统当然需要解决安全问题。通过在冷却塔设计过程中注意安全要求和问题，通常可以更轻松，更便宜地实现安全合规性。安全始终应纳入塔架设计中。
安全合规性应包括：
扶手入口处的自动关闭门。
防滑风扇甲板。
塔周围的格栅。
开口的屏障（护栏）。
移动设备周围的防护装置可最大程度减少安装设备时的绊倒危险。设计过程中的规划允许将导管放置在扶手系统之外，从而消除了危险。
最小维护和使用寿命
冷却塔内的条件很复杂。在确定冷却塔有效运行所需的维护频率和类型时，有几个因素起作用。选择用于建造冷却塔的材料，冷却塔中使用的水和化学药品以及周围环境会影响冷却塔的维护和使用寿命。
建议采用最少的冷却塔架结构并延长使用寿命，其中包括：
具体的。
混凝土和玻璃纤维。
玻璃纤维。
消除或减少腐蚀的金属建议包括：
结构硬件和固定板-304级或316级不锈钢，硅青铜或蒙乃尔合金。
驱动框架（扭矩管）-热浸镀锌（HDG），HDG和环氧树脂或304级不锈钢。
风扇集线器-HDG或HDG和环氧树脂。
风扇叶片硬件-304或316级不锈钢或蒙乃尔合金。
风扇堆栈硬件-304级或316级不锈钢或硅青铜。
马达和变速箱硬件-304级或316级不锈钢或蒙乃尔合金。
结论
花时间确定冷却塔系统有效运行所需的需求是冷却塔设计过程的重要组成部分。所有冷却塔都必须满足某些要求，但关键需求冷却塔具有必须满足的特殊要求。设计过程是确定和纳入必要的要素的合理时间，这些要素是建造舒适而又使用寿命长的冷却塔系统的必要条件。
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