การพัฒนาและสถานะปัจจุบันของเทคโนโลยีคูลลิ่งทาวเวอร์แบบปิด

ในหอทำความเย็นแบบเปิด น้ำหล่อเย็นจะสัมผัสโดยตรงกับอากาศ ดังนั้นหลังจากใช้งานไปสักระยะหนึ่ง น้ำหล่อเย็นจะเปรอะเปื้อนและทำความสะอาดได้ยาก ซึ่งจะทำให้ท่ออุดตันและส่งผลต่อการถ่ายเทความร้อนของท่อ อุปกรณ์ให้ลดลง หอทำความเย็นแบบปิดสามารถหลีกเลี่ยงสถานการณ์นี้ได้ สารทำงานในท่อไม่สัมผัสโดยตรงกับอากาศ ทำให้สารทำงานในท่อสะอาด
หอทำความเย็นแบบปิดมีต้นกำเนิดมาจากเครื่องทำความเย็นแบบระเหยซึ่งเริ่มขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรมเคมี โลหะ และอิเล็กทรอนิกส์ จึงเริ่มมีการใช้อย่างค่อยเป็นค่อยไป ในช่วงต้น 250 ปีก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์โบราณรู้วิธีใช้การระเหยของน้ำเพื่อระบายความร้อน ในศตวรรษที่ผ่านมา ประเทศต่างๆ ทั่วโลกยังได้ดำเนินการวิจัยหลายแง่มุมเกี่ยวกับเทคโนโลยีการทำความเย็นแบบระเหย ในช่วงทศวรรษ 1970 วิกฤตพลังงานเกิดขึ้นทำให้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทำความเย็นแบบระเหยค่อยๆ ได้รับความสนใจ ในช่วงทศวรรษ 1980 เมื่อมีการค้นพบว่าสภาพภูมิอากาศที่เป็นหายนะซึ่งเป็นภัยคุกคามครั้งใหญ่ต่อการอยู่รอดของมนุษย์นั้นมีความเกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความเย็น เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบพาสซีฟ เช่น เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบระเหยที่ใช้สภาพธรรมชาติเพื่อให้ได้ความสามารถในการทำความเย็นได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เพื่อจุดประสงค์นี้ American ASHRAE ได้จัดตั้งคณะกรรมการด้านเทคนิคที่เรียกว่า "การทำความเย็นแบบระเหย" เพื่อส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทำความเย็นแบบระเหย รวบรวมและเผยแพร่ข้อมูลการใช้งาน การติดตั้ง การทำงาน และการบำรุงรักษาของระบบทำความเย็นแบบระเหย เผยแพร่ข้อกำหนดและมาตรฐาน และยืนยันและ ให้รางวัลการวิจัยเกี่ยวกับการทำความเย็นแบบระเหยเพื่อส่งเสริมการใช้อุปกรณ์ทำความเย็นแบบระเหยทั่วโลก
Parker และ Treyball จากการไม่สนใจปริมาณน้ำที่ระเหยไปในอากาศเย็น สันนิษฐานว่าเอนทัลปีของอากาศอิ่มตัวที่อุณหภูมิห้องถือเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของอุณหภูมิ และอธิบายกลไกการถ่ายเทความร้อนและถ่ายเทมวลของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยจาก สมรรถนะการถ่ายเทความร้อนและการถ่ายโอนมวลของตัวกลางในท่อของเครื่องทำความเย็นแบบระเหย และได้สูตรสหสัมพันธ์ของค่าสัมประสิทธิ์ฟิล์มการถ่ายเทความร้อนผ่านการทดลอง
Mazushina เสนอวิธีการคำนวณสำหรับการคำนวณความร้อนของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยซึ่งสามารถสันนิษฐานได้ว่าอุณหภูมิของน้ำที่พ่นภายนอกท่อคงที่หรืออุณหภูมิของฟิล์มน้ำที่ฉีดมีการเปลี่ยนแปลง และแนะนำชุดวิธีการคำนวณการออกแบบสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยละเอียดในคู่มือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เขารวบรวมไว้
เวบบ์รวมแบบจำลองทางทฤษฎีของหอทำความเย็น คอนเดนเซอร์แบบระเหย และเครื่องทำความเย็นแบบระเหย และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของฟิล์มน้ำและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลที่ถ่ายโอนไปยังอากาศผ่านฟิล์มน้ำถูกแสดงด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่แตกต่างกัน ต่อมา Webb และ Villacres ใช้อัลกอริธึมและแบบจำลองการคำนวณสามแบบเพื่ออธิบายและวิเคราะห์หอทำความเย็น เครื่องทำความเย็นด้วยของเหลว และคอนเดนเซอร์แบบระเหย
Peterson ใช้การจำลองเชิงตัวเลขเพื่อวิเคราะห์การทำความเย็นแบบระเหยทางอ้อม แต่การเปรียบเทียบระหว่างการจำลองเชิงตัวเลขและข้อมูลการทดสอบเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองมีข้อบกพร่องบางประการในการคาดการณ์การประหยัดพลังงานของระบบและคุณลักษณะของระบบอย่างแม่นยำภายใต้สภาวะการทำงานบางอย่าง ภายใต้เงื่อนไขนี้ ปีเตอร์สันแนะนำให้ใช้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ที่ได้จากข้อมูลการทดสอบเพื่อให้ได้การออกแบบและพื้นฐานลักษณะเฉพาะที่จำเป็น
Wo Jciech Zalewski เสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับน้ำและอากาศเพื่อทำให้ของไหลในขดลวดเย็นลงในรูปแบบกระแสทวน และรับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลโดยใช้การเปรียบเทียบระหว่างการถ่ายเทความร้อนและการถ่ายเทมวล Jorge Facao ทำการทดสอบการถ่ายเทความร้อนและมวลบนหอทำความเย็นแบบปิดขนาดเล็ก โดยปรับความสัมพันธ์ของกระบวนการถ่ายเทความร้อน และความสัมพันธ์การถ่ายเทความร้อนและมวลที่ได้รับนั้นสอดคล้องกับแบบจำลองทางทฤษฎีที่เรียบง่าย
นอกจากนี้ ยังมีงานวิจัยบางส่วนในการวิจัยเทคโนโลยีทำความเย็นแบบระเหยในประเทศจีน ซึ่งรวมถึงการศึกษาทฤษฎีการทำความเย็นแบบระเหย และการทดสอบประสิทธิภาพของหอทำความเย็นแบบปิด
หลิวเก่งและคณะ ศึกษาการปรับโครงสร้างของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยแบบท่อของหอทำความเย็นแบบปิดโดยมีพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนขั้นต่ำและความต้านทานขั้นต่ำเป็นเงื่อนไขข้อจำกัด และวิเคราะห์อิทธิพลของพารามิเตอร์โครงสร้างต่อพื้นที่ของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยแบบท่อและการใช้พลังงาน ของพัดลมและปั้มน้ำ
หลี่ ซีจุน และคณะ นำโมดูลแลกเปลี่ยนความร้อนของหอทำความเย็นแบบปิดทวนกระแสต่างๆ เป็นวัตถุวิจัย วิเคราะห์การกระจายอุณหภูมิของน้ำภายใต้สภาวะต่างๆ และเสนอชุดวิธีคำนวณความร้อน
Liu Jing วิเคราะห์กลไกการแลกเปลี่ยนความร้อนของกระบวนการทำความเย็นของหอทำความเย็นแบบปิด สร้างแบบจำลองการแลกเปลี่ยนความร้อนในสภาวะคงตัว และรวบรวมโปรแกรมจำลองการแลกเปลี่ยนความร้อนในสภาวะคงตัวตามผลการแก้ปัญหาเชิงวิเคราะห์ โปรแกรมนี้ใช้เพื่อจำลองการกระจายอุณหภูมิและเอนทาลปีของของไหลภายในหอทำความเย็นแบบปิด ผลการคำนวณทางทฤษฎีของพารามิเตอร์ทางออกของของไหลในทาวเวอร์ถูกนำมาเปรียบเทียบกับข้อมูลที่วัดได้ ข้อผิดพลาดสูงสุดอยู่ภายใน 9% ซึ่งพิสูจน์ความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์
Zhao Fangping ศึกษาการทำความสะอาดและการบำบัดคุณภาพน้ำของระบบน้ำหล่อเย็นของเครื่องปรับอากาศส่วนกลางในหอทำความเย็นแบบปิด เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน ป้องกันและลดการกัดกร่อน และยืดอายุการใช้งานของเครื่องปรับอากาศ
Niu Runping และคนอื่นๆ ศึกษาการกระจายตัวของเอนทาลปีของอากาศ ปริมาณความชื้น อุณหภูมิของน้ำหล่อเย็น ฯลฯ เป็นหลัก และผ่านการศึกษากลไกการแลกเปลี่ยนความร้อนภายในของหอทำความเย็นแบบปิด ได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และได้รับโซลูชันเชิงวิเคราะห์เพื่อสำรวจ อิทธิพลของประสิทธิภาพของหอทำความเย็นแบบปิด Li Yongan และคนอื่นๆ ใช้ม้านั่งทดสอบขนาดเล็กที่พวกเขาสร้างขึ้นเพื่อทดสอบตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพต่างๆ ของหอทำความเย็นแบบปิดสำหรับระบบปรับอากาศ จากการจำลองประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหอทำความเย็นแบบปิดและอิทธิพลของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น พารามิเตอร์ทางเข้าอากาศ การไหลของมวลอากาศ และปริมาตรน้ำที่ฉีดต่อประสิทธิภาพของหอทำความเย็น ทำให้ได้สูตรการคำนวณความต้านทานอากาศของคอยล์ทำความเย็น .
Liu Dongxing และคนอื่นๆ วิเคราะห์กระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนและมวลระหว่างอากาศและน้ำ และสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการแลกเปลี่ยนความร้อนและมวลของการบรรจุแบบฉีดน้ำในหอทำความเย็นแบบปิดทวนกระแส ตามกฎการอนุรักษ์พลังงานและการอนุรักษ์ ของเรื่อง แบบจำลองนี้ได้รับการแก้ไขด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์โดยใช้วิธีการวนซ้ำและดำเนินการตรวจสอบการทดลอง ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าค่าที่คำนวณได้จากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์นั้นนำไปเปรียบเทียบกับค่าการวัดเชิงทดลองและค่าเบี่ยงเบนอยู่ภายใน 0.25%
จากซอฟต์แวร์ CFD และทฤษฎีของหอทำความเย็นแบบปิดทวนกระแส You Jiang และคณะ ใช้แบบจำลองความปั่นป่วน k-ε มาตรฐานสำหรับการเคลื่อนที่ของอากาศ แบบจำลองเฟสแยกสำหรับพื้นที่บรรจุ พื้นที่ฝน และพื้นที่คอยล์ และการประมาณการไหลของหยดสำหรับการไหลของฟิล์มในพื้นที่บรรจุ จำลองและวิเคราะห์อิทธิพลของความหนาแน่นของน้ำและสภาพแวดล้อมที่มีต่อคุณลักษณะทางความร้อนของหอทำความเย็น และวิเคราะห์และรับค่าของอัตราส่วนอากาศ-น้ำของพารามิเตอร์ไร้มิติที่ทำให้ประสิทธิภาพของหอทำความเย็นเหมาะสมที่สุด สรุปได้ดังต่อไปนี้: ความหนาแน่นของน้ำและสภาพแวดล้อมมีอิทธิพลอย่างมากต่อผลการถ่ายเทความร้อนของหอทำความเย็นแบบปิดทวนกระแส โจว เหวินหยวน และคณะ เสนอหอหล่อเย็นแบบเปียกแบบปิดรูปแบบใหม่ น้ำหล่อเย็นและน้ำสเปรย์แลกเปลี่ยนความร้อนผ่านท่อทองแดงและท่อพลาสติกถูกจัดเรียงไว้ในหอทำความเย็นเพื่อเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทมวลอากาศและน้ำสเปรย์ สเปรย์น้ำและอากาศแลกเปลี่ยนความร้อนและมวลบนพื้นผิวของท่อทองแดงและท่อพลาสติก จากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ชั่วคราวหนึ่งมิติ มีการตรวจสอบประสิทธิภาพของหอทำความเย็นภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน และเปรียบเทียบกับหอทำความเย็นแบบปิดแบบดั้งเดิม และสรุปความเป็นไปได้ของหอทำความเย็นแบบเปียกแบบปิดแห่งใหม่นี้