冷却循环中冷却塔的详细讲解：原理、分类、组成

冷却塔，这个大型的冷热交换设备，其实在日常的生活中也能经常看见，有些大型的商场建筑，或者地铁周边或者工厂附近都能看见这个设备，其作用主要就是干燥（低焓值）的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入冷却塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。今天就来谈一谈冷却塔。

冷却塔工作过程

以圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：

热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入冷却塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。

一般情况下，进入冷却塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。

从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。

当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。

冷却塔的构造

　　冷却塔塔体一般由上、中、下组成，其内部构造由上至下为风机、收（除）水器、配水系统、淋水填料、进风窗、底盘（或水池）组成。

1、淋水填料  

　　淋水填料是热水在塔内进行冷却的主要部件，需要冷却的热水经多次溅散成水滴或形成水膜，增加水与空气的接触面积和延长接触时间，促使热水与空气进行热交换，使水得到冷却。

2、配水系统  

　　配水系统的作用是将热水均匀地分布在整个填料上，热水分布是否均匀，对冷却效果影响很大。

3、通风设备 

　　在机械通风冷却塔的上塔体风筒内，设置用电机带动的风机，利用风机转动产生设计的空气流量，以保证足够的空气与水进行热交换，达到冷却效果。

4、空气分配装置  

　　空气分配装置是指进风口、百叶窗及导风板等，目的是引导空气均匀地分布于冷却塔的整个截面上，不使空气在塔内产生不均及涡流、回流等，保证水与空气均匀地接触。

5、通风筒  

　　通风筒的作用是创造良好的空气动力条件，减少通风阻力，把排出冷却塔的湿热空气送入高空，防止或减少湿热空气回流。

　　机械通风冷却塔的通风筒又简称风筒，目前基本上均用玻璃钢制作。风筒式自然通风冷却塔的通风筒，直径大而高起通风和把湿空气送往高空的作用，用钢筋混凝土浇作而成。

6、除（收）水器  

　　将要排出塔外的湿空气中所携带的水滴，在塔内利用收水器把水滴与空气分离，减少逸出水量的损失和对周围环境的影响。

7、塔体  

　　塔体指冷却塔的外壳体，机械通风冷却塔和风筒式自然通风冷却塔的塔体是封闭的，其作用是起到支承、围护和组织合适的气流功能；开放式冷却塔的塔体沿塔高做成开敞的，使空气自然进入塔内。

8、集水池  

　　设在冷却塔下部，汇集多台塔从淋水填料落下来的冷却水。集水池具有一定的容积，有时还起调节水量的作用。

冷却塔分类

按通风方式分为：

①自然通风冷却塔；②机械通风冷却塔；③混合通风冷却塔

按水和空气的接触方式分：

①湿式冷却塔；②干式冷却塔；③干湿式冷却塔。

按热水和空气的流动方向分：

①逆流式冷却塔；②横流（直交流）式冷却塔；③混流式冷却塔

按应用领域分：

①工业型冷却塔；②空调型冷却塔。

按噪声级别分：

①普通型冷却塔；②低噪型冷却塔；③超低噪型冷却塔；④超静音型冷却塔。

按形状分：

①圆形冷却塔：②方型冷却塔。

按水和空气是否直接接触分：

①开式冷却塔：②闭式冷却塔（也称封闭式冷却塔、密闭式冷却塔）。

其他型式冷却塔，如喷流式冷却塔、无风机冷却塔等。

几种冷却塔的介绍

逆流塔

1、水在塔内填料中，水自上而下，空气自下而上，两者流向相反一种冷却塔。

2、逆流冷却塔热力性能好、分三个冷却段：

①布水器到填料顶这一空间，此段的水温较高，所以仍可将热量传给空气。

②填料水与空气热交换段。

③填料至集水池空间淋水段，水在此段被冷却称之为“尾效”。在我国北方水温可下降1-2℃。综上所述，逆流塔比横流塔在相同的情况下，填料体积小20%左右，逆流塔热交换过程更合理冷效高。

3、配水系统不易堵塞、淋水填料保持清洁不易老化、湿气回流小、防冻化冰措施更容易。多台可组合设计，冬季以所需的水温水量可合并单台运行或全部停开风机。

4、施工安装检修容易、费用低，常用在空调和工业大、中型冷却循环水中。

横流塔

1、水在塔内填料中，水自上而下，空气自塔外水平流向塔内两者流向呈垂直正交一种冷却塔。常用在噪声要求严格的居民区内，是空调界使用较多的冷却循环塔。优点：节能、水压低、风阻小、亦配置低速电机、无滴水噪声和风动噪声，填料和配水系统检修方便。

2、可随建筑形状随意构筑基础多台放置，根据所需的水温分别启动单台或多台冷却塔。

3、应注意的是：框架要多40%热交换时要有较多的填料体积，填料易老化、配水孔易堵塞、防结冰不好、湿气回流大。横流塔的优点正是逆流塔的缺点。

无填料冷却塔  

采用独特的喷雾喷嘴安装在冷却塔底上部进风处，有喷雾自旋无电机送风和塔顶排风两种方式。将热水经喷嘴内旋片时产生内旋流形成细微雾状化喷出，使雾状存在、向上喷顺流亦下落逆流两个冷却时效。雾化均匀无中空现象，冷却效果稳定、电能消耗低、漂水率0.01%，不用填料、造价低寿命长，符合 GB7190.1-1997国家标准。使用范围冶金、食品、化工、高浊、高温、防腐冷却塔。

封闭式冷却塔  

1、封闭式冷却塔是传统冷却塔的一种变形和发展。

它实际上是一种蒸发式冷却塔，冷却器和湿式冷却塔的组合，它是卧式的蒸发式冷却塔，工艺流体在管内流过，空气在管外流过，两者互不接触。塔底蓄水池内的水由循环泵抽取后，送往管外均匀地喷淋下来。与工艺式流体热水或制冷剂和管外空气并不接触，成为一种封闭式冷却塔，通过喷淋水增强传热传质的效果。

2、封闭式冷却塔适用于对循环水质要求较高的各种冷却系统

封闭式冷却塔在电力、化工、钢铁、食品和许多工业部门有应用前景。另一方面，与空冷式热交换器相比，蒸发式冷却塔利用管下侧水的蒸发潜热，使空气侧传热传质显著增强，也具有明显的优点。

密闭式冷却塔（也叫蒸发式空冷器）将管式换热器置于塔内，通过流通的空气、喷淋水与循环水的热交换保证降温效果。由于是闭式循环，其能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高效运行，提高了使用寿命。外界气温较低时，可以停掉喷淋水系统，起到节水效果。推着国家节能减排政策的实施和水资源的日益匮乏，密闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行业得到了广泛的应用。北方地区冬季气温通常在零度以下，密闭式冷却塔的运行防冻问题日益突出，如果解决的不好，可能冻坏换热管或冷却塔其他部件。根据不同的工艺特点，密闭式冷却塔有的冬季全天运行，有的部分时间段运行，有的几乎不用。但都需要考虑防冻问题。

如果在冬季密闭式冷却塔不需要运行，停机时，须将喷淋水和内部循环水排空。封闭式冷却塔，又称闭式冷却塔，蒸发冷却器。

无填料喷雾冷却塔  

产品简介：噪声低、节能、节水、冷效稳定、维修量少。

产品详情：

1、节能降温效果好；

2、冷效稳定；

3、工作水压低、节能高效；

4、噪音低；

5、飘水量小，节水效果显著；

6、维修量少，减少生产成本；

7、新型喷雾推进通风冷却塔整体采用积木式的模块化结构，而且塔身内部的进、出风道在塔体下部隔离，简化了塔身结构，减轻了塔体重量，同时便于运输和拼装。

WGFB冷却塔的结构：

1、WGFB无填料喷雾冷却塔采用高效低压离心雾化装置（喷头压力：0.035MPa）作为冷却元件取[代了传统的填料塔的填料和布水装置，使整塔几乎成为一个空塔，结构大大简化。

2、WGFB无填料喷雾冷却塔在取消填料和布水装置后，将雾化装置安装在进风道上方，水的喷射方向与轴流风机抽吸的冷风同向，同时水有上升和下降两个过程，冷却也有顺流冷却和逆流冷却两个过程。

3、GFN无填料喷雾冷却塔是通过雾化装置将水喷成雾状，使空气和水的微小粒状均匀接触，而填料塔是通过布水喷头将水分布在填料上以膜状与冷风接触。

4、GFN塔因填料取消，使塔体载荷大大减小，勿需更多支承梁板，土建结构简化，节约土建投资