简要了解冷却塔

冷却塔基本上属于热交换设备系统，进行热交换的两种介质即：水和空气；整个过程是接触散热和蒸发散热共同作用使水冷却，该过程即：蒸发冷却过程。

接触散热（热传）-由于水和空气接触时存在温度差，Tw＞Ta，空气带走水的一部分热量，使水温下降；

蒸发散热（质传）-由于水的表面蒸发形成的水蒸气不断向空气中扩散，同时把水的汽化潜热带入空气，水蒸发吸热使剩余的水温降低。

相关专业术语：

1.干球温度-在当地气温条件下，用普通的干球温度计所测的空气温度。

2.湿球温度-在当地气温条件下，用湿球温度计所测的空气温度。湿球温度计是将一般温度计的感温球部位用湿纱布包裹。

3.逼近度-冷却塔出水温度与湿球温度之差。该差值至少大于2℃。

4.热负荷-冷却塔所能去除的热量，单位：Kcal。

5.水的比热容-规定将1Kg的水，温度升高1℃所需的热量定位4.19KJ；单位：4.19KJ/Kg.℃或1Kcal/Kg.℃。

6.循环水量-单位时间内的循环水流量；单位：m3/hr、LPM、GPM等

7.淋水密度-单位时间内通过每平方米淋水填料水平断面的水流量；

8.飘水率-单位时间内从除水器漂出的水量与进塔水量之比；

9.气水比-进塔干空气质量与进塔冷却水质量之比；

40.耗电比-电机实际功率与循环水量的比值；单位：KW/m3.hr

国标要求空调塔耗电比≤0.04；工业塔耗电比≤0.06。

热量的单位换算：

热量：当温度不同的两个物体接触时，两者的温度逐步趋于一致，发生了热量转移，此时物体所放出或吸收的能量即热量。国际单位：KJ和J，工程实际中常用的有Kcal、BTU(british thermal unit)等。

1Kcal=4.19KJ；1Kcal=3.969BTU；1Kw=860Kcal/hr； 1US RT=3024 Kcal/hr；1日本冷冻顿=3320 Kcal/hr； 1HP=0.746 Kw。

在37-32-27℃温度条件下，1RT=13LPM，根据热量计算公式：Q=c·m△T=1kcal/kg℃×13×0.06m3/hr×1000kg/m3×5℃=3900Kcal/hr。

压力单位换算：

1mmH2O=9.81Pa=1kgf/m2；1mmHg=133.3Pa=13.6kgf/m2；

1kgf/cm2=0.1MPa；1MPa=1000KPa=106Pa。

根据以上关系可计算得：1个标准大气压1.01325×105Pa相当于10米高水柱，760mm高汞柱。

冷却塔的分类及结构：

冷却塔的作用：将携带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入到大气。

2.冷却塔的分类：

A：按通风方式：自然通风和机械通风；

B：按水与空气的流动方向：逆流式、横流式和混流式；

C：按水与空气接触方式：湿式、干式和干湿式三种；

D：按用途：空调用冷却塔和工业用冷却塔；

E：按噪音级别：普通型（P）、低噪音型(D)、超低噪音型(C)；

F：按填料淋水装置：薄膜式和点滴式。

冷却塔按形式分为逆流式，横流式，引射式及蒸发式(闭式)冷却塔。按外形分为圆形与方形。

逆流式冷却塔：

(1)进风与出风口具有较大的高差，因而进出风不易短流，能保证吸入空气温度较低。

(2)逆流塔的热交换效率是最高的。

(3)圆形逆流塔的进风百叶可沿圆周布置，方形塔也可在四周布置，因此进风较均匀，冷却效果好。

(4)外形尺寸上，圆形塔直径比同样性能的方形塔大，边长也更大一些，由于这些原因，受占地面积限制圆形塔的使用场合受到一定影响。

横流式冷却塔：

横流式冷却塔的热交换效率不如逆流塔。进风与出风口的高差也比逆流塔小得多，如果出风口处受到某种气流或其他物体的影响和阻碍，会使进风与出风出现短流现象。另横流塔进水口一半在塔体顶部，因此通常要求塔上方有水平干管，管道布置稍有困难。

引射式冷却塔：

取消了冷却风机,而采用高速的水通过喷水口射出，从而引射一定量的空气进入塔内进行热交换而冷却。没有风机等运转设备，可靠性高，稳定性好，噪声比其他类型的冷却塔低。缺点是设备尺寸偏大，造价相对较贵。同时，由于射流流速的要求，它需要较高的进塔水压。

蒸发式冷却塔(闭式冷却塔)：

冷却水系统为一全封闭系统，对水质的保证性能较好，不易被污染，杂质也不会进入冷却水系统中，另一个优点就是在室外温度较低时(过渡季节)可以把它当成一个蒸发冷却式制冷设备，使冷却水直接当做空调系统的冷却水使用。从而减少机组的运行时间。但其电耗大，进塔水压要求较高。

冷却塔的主要组成部分：

传动系统：电机、减速机、风机。

布水系统：例如旋转布水器；固定散水头；散水槽、分水板；塔体及支架、风筒、收水器、填料、雨区、集水池、导风板等几部分组成。

各部分简介：（按由上到下的顺序）：

a:电机：常用的电机防护等级为：IP54。电机特殊即所谓的：变频、双速、防护等级大于IP54等几种情况。

b:减速机：皮带和齿轮两种；根据用户要求二者可以互换；

c:风机：风机可分为轴流式和离心式，一般用的均为轴流式。常用的风机有FRP和铝合金两种材质。

d:风胴：在风机进口处有一个收缩段将塔体和风机相连，该收缩段即所谓的风胴；

材质：FRP（纤维增强复合材料）

作用：Ⅰ：减小气流出口的动能损失；

Ⅱ：防止从冷却塔排出的湿热空气重新流回塔的进风口进入塔内。

e:收水器：即PVC挡水帘，飘水率达到万分之五以下；

f:布水系统：比较KST、KFT、KH布水系统的区别；

g:填料：填料是冷却塔的重要组成部分，其所产生的温降占整个塔温降的60%-70%；

根据水温的不同可分为：

聚氯乙烯（PVC）：≤45℃（常温、中温塔使用）；

氯化聚氯乙烯（CPVC）：45℃～65℃ (高温塔使用)；

聚丙烯（PP）：65℃～80℃；

木材填料（WOOD）：65℃～100℃。

冷却塔常、中、高的温度划分范围：

常温塔：≤ 40℃；

中温塔：40℃＜℃≤45℃；

高温塔：45℃＜℃≤65℃。

冷却塔的运行：

由工艺程序或空调系统所产生的热水分布到填料上。

风机将环境空气通过填料上的水滴（点滴填料）或水膜（薄膜填料）。

水中的热量通过显热和潜热热交换传递到空气中。

空调系统冷却塔的设计选型：

1、冷却塔台数与制冷主机的数量应一一对应，可以不考虑备用；

2、冷却塔的能力大多数为标准工况下的出力（湿球温度2，冷却水量32℃/37℃)，由于地区差异，夏季湿球温度会不同，应根据厂家样册提供的曲线进行修正。湿球温度可查当地气象参数获得。

3、当无冷却塔修正曲线时，可以按冷却水流量附加一定余量。如冷却塔的水流量=冷却水系统水量×(1.2～1.5)；

4、冷却塔与周围障碍物的距离应为一个塔高。

举例：假设空调系统冷却水量为160m3/h，当地湿球温度28℃，冷水进出温度32℃/37℃，那么冷却塔的冷却水量=160×1.2=192m3/h，根据就近原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为200m3/h冷却塔。

塔群的布置：

冷却塔成群布置时，除可能影响进风量外，还会造成塔之间的相互干扰，此时需考虑热气流的回流和塔间干扰两种情况：

回流-当机械通风冷却塔运行时，从冷却塔排出的湿热空气，一部分又回到塔的进风口重新进入塔内，即回流现象。

干扰-进塔空气中掺入了一部分从其它冷却塔排出的湿热空气；

为了防止以上两种现象带来的负面影响，理论上塔之间的间距L＞2H，此时塔的进风量才会基本保持不变，而实际生产安装时，塔之间间距L＞4倍的进风口高度即可。

自然通风逆流冷却塔：

机力通风冷却塔：

横流式冷却塔：

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