冷卻塔的原理

冷卻塔是利用空氣同水的接觸（直接或間接）來冷卻水的設備。是以水為循環冷卻劑，從一個系統中吸收熱量并排放至大氣中，從而降低塔內溫度，制造冷卻水可循環使用的設備。

冷卻塔原理

干燥（低焓值）的空氣經過風機的抽動后，自進風網處進入冷卻塔內；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱(高焓值)的水自播水系統灑入塔內。當水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣與不的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產生蒸發現象，帶到目前為走蒸發潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發傳熱，從而達到降溫之目的。它的主要作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。

冷卻塔的基本結構

冷卻塔的基本結構

1、冷卻塔淋水填料

將需要冷卻的水（熱水）多次濺灑成水滴或形成水膜，以增加水和空氣的接觸面積和時間，促進水和空氣的熱交換。水的冷卻過程主要在淋水填料中進行。

2、配水系統

將熱水均勻分布到整個淋水填料上，熱水分布均勻與否，對冷卻效果影響很大。如水量分配不均勻，不僅直接降低冷卻效果，也會造成部分冷卻水滴飛濺而飄逸到塔外。

3、通風設備

在機械通風冷卻塔中利用通風機產生預計的空氣流量，以保證要求的冷卻效果。

4、空氣分配裝置

利用進風口、百葉窗和導風板等裝置，引導空氣均勻分布于冷卻塔整個截面上。

5、風機

向冷卻塔內送風

6、通風筒

通風筒的作用是創造良好的空氣動力條件，減少通風阻力，并將排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空減少濕熱空氣回流。

機械通風冷卻塔的通風筒又稱風筒。風筒式自然通風冷卻塔的通風筒起通風和將濕熱空氣送往高空的作用。

7、除水器

將排出濕熱空氣中所攜帶的水滴與空氣分離，減少逸出水量損失和對周圍環境的影響。

8、塔體

冷卻塔的外部圍護結構，機械通風冷卻塔和風筒式自然通風冷卻塔的塔體是封閉的，起到支撐、維護和組織合適氣流的功能；開放式冷卻塔的塔體沿塔高做成開敞的，以便自然風進入塔體。

9、收水器

設于冷卻塔下部，匯集淋水填料落下的冷卻水，有時集水池還具有一定的儲備容積，起調節流量作用。

10、輸水系統

進水管將熱水送到配水系統，進水管上設置閥門，以調節冷卻塔的進水量，出水管將冷卻后的水送往用水設備或循環水泵。在集水池還裝設補充水管、排污管、溢流管、放空管等，必要時還可在多臺冷卻塔之間設連通管。

11、冷卻塔百葉窗

平均進氣氣流；保留塔內水分。

12、其他設施

包括檢修門、檢修梯、走道、照明、電氣控制、避雷裝置以及必要時設置的飛行障礙標志等，有時為了測試需要還設置冷卻塔測試部件。

上述各種部件的不同組合，構成各種形式和用途的冷卻塔：開放點滴式冷卻塔、風筒式自然通風冷卻塔、抽風（或鼓風）逆流式冷卻塔、抽風橫流式冷卻塔等。

冷卻塔工作過程

以圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例：

熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環水壓至冷卻塔的播水系統內，通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風機的作用下由底部入風網進入塔內，熱水流經填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高濕度高晗值的熱風從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內，經出水管流入主機。

一般情況下，進入塔內的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當風機運行時，在塔內靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動能便會降低，從而使循環水的溫度下降。

從以上分析可以看出，蒸發降溫與空氣的溫度（通常說的干球溫度）低于或高于水溫無關，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發不會無休止地進行下去。

當與水接觸的空氣不飽和時，水分子不斷地向空氣中蒸發，但當水氣接觸面上的空氣達到飽和時，水分子就蒸發不出去，而是處于一種動平衡狀態。蒸發出去的水分子數量等于從空氣中返回到水中的水分子的數量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發就越容易進行，水溫就容易降低。

冷卻塔的適用范圍

工業生產或制冷工藝過程中產生的廢熱，一般要用冷卻水來導走。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。

例如：火電廠內，鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，推動汽輪機做功使發電機發電，經汽輪機作功后的廢汽排入冷凝器，與冷卻水進行熱交換凝結成水，再用水泵打回鍋爐循環使用。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水，使水溫度升高，挾帶廢熱的冷卻水，在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣，從風筒處排入大氣環境中。

冷卻塔應用范圍：主要應用于空調冷卻系統、冷凍系列、注塑、制革、發泡、發電、汽輪機、鋁型材加工、空壓機、工業水冷卻等領域，應用最多的為空調冷卻、冷凍、塑膠化工行業。

冷卻塔的安裝參考

（一）環境選擇

1、應避免裝于防水通道、易反射音量的高墻，應裝于屋頂或空氣流通的地方。

2、兩臺或以上冷卻塔并用時，應注意塔身間距。

3、不應安裝在四面有外墻或密不透風的地方，并應注意塔身與外墻間距。

4、應避免安裝有煤煙及灰塵較多的地方，防上面堵塞膠片。

5、應遠離廚房及鍋爐房等到較熱的地方。

（二）安裝要點

1、基礎應水平不能傾斜，冷卻塔中心線垂直于水平面，否則影響布不及電機工作。

2、對于175t以上的冷卻出入水管應調協支座。

3、當兩臺或以上菜用水泵時，應在不盆之間加一平衡水管。

4、循環出入水接駁，宜用避震喉連接。

5、冷卻塔斯社風機葉片應與塔壁間隙一致，決不允許兩面三刀側間隙相差太大發現問題及時解決。

6、電機及減速器要定期檢察院修，減速器應檢查油位。

（三）啟動檢查

1、所有螺絲是否緊塔內是否有雜物。

2、風扇及淋水系統轉動是否順暢。

3、檢查電源與馬達電壓是否一致。

4、皮帶組合安裝是否正確。

5、開啟補水閥將水盆及水管完全注滿，水位低于滿水喉25mm。

6、起動時，先于水泵、后開風機，檢查風向、及風量，及時調整直至達到要求為止。

7、停止時，先停風機后停水泵。

（四）運行檢查

1、保持水塔內清潔，定期做水質處理。

2、運行約60h后，須重新檢查皮帶拉力確保正常。

3、齒輪減速箱油位及運行150h后須更換潤滑油。

冷卻塔選型

通常選用冷卻塔是根據其制冷量而定，空調制冷系統冷卻塔的循環水量，由制冷機的制冷能力、冷卻水進出口水溫差而定，通常所指的進出口水溫差是指標準工況下設計的。即進水溫度為37℃ 、出水溫度為32℃、濕球溫度為28℃。

當冷卻塔所在地區濕球溫度不是標準工況，進出水溫也變化時，其逼近度（逼近度為出水溫度與濕球溫度之差）也將變化。如在北京地區，濕球溫度為26.4℃、進水溫度為35℃、出水溫度為 29.5℃，其逼近度為3℃。

逼近度直接影響冷卻塔的制冷量，逼近度越小，其冷卻能力越??；反之，逼近度越大，其冷卻能力越大。標準型100水噸冷卻塔在逼近度為4度時；可冷卻水100噸，在逼近度為3度時，只可冷卻水量85噸，而要冷卻100噸水量時，冷卻塔必須選擇標準型125噸冷卻塔。

冷卻塔主要品牌

1、Marley（馬利）：隸屬于美國SPX集團，在廣州有工廠

２、EVAPCO（益美高）：美國品牌，在上海及北京有工廠

３、BAC（Baltimore Aircoil Company的字母縮寫，漢語叫巴爾的摩空氣盤管公司）：美國品牌，在大連有兩個工廠

４、KUKEN（空研）：日本品牌，日本最大的冷卻塔廠商，在廣東東莞有工廠。

５、Spindle（斯頻德）：日本品牌，日本市場小型塔及暖通空調系統用冷卻塔份額排名第一，也生產閉式冷卻塔，在大連有工廠。

６、EBARA（荏原）：日本品牌，原來不生產冷卻塔，并購日本“信和（SHINWA）公司”的冷卻塔部門才擁有冷卻塔生產技術。在煙臺有工廠。

７、BAHOP（巴赫普）：德國品牌，在大連有工廠。

國產品牌，含臺資

上海廷亞：就是以前的“上海科墾制冷設備有限公司”，原日本空研冷卻塔的中國總代理，與東莞空研合作不好，模仿空研產品自己生產閉式塔、開式塔及蒸發式冷凝器。

良機：臺灣品牌，在上海天津等地都有工廠。

上海金日：據說是從良機出來的人搞的。

無錫方舟：主要生產閉式塔、蒸發冷。

廣東特菱：主要生產冷卻塔、冷卻塔配件等。

廈門銘光：主要生產閉式塔、蒸發冷，目標市場鎖定冶金行業。