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一、冷卻塔的基本原理與類別

冷卻塔是利用空氣同水的接觸（直接或間接）來冷卻水的裝置。是以水為迴圈冷卻劑，從一個系統中吸收熱量並排放至大氣中，從而降低塔內溫度，製造冷卻水可迴圈使用的裝置。

在溼式冷卻塔中，熱水的溫度高，流過水錶面的空氣的溫度低，水將熱量傳給空氣，由空氣帶走，散到大氣中去，水向空氣散熱有三種形式：

① 觸散熱；

② 蒸發散熱；

③ 輻射散熱。

冷卻塔主要靠前兩種散熱，輻射散熱量很小，可勿略不計。

蒸發散熱原理

蒸發散熱透過物質交換，即透過水分子不斷擴散到空氣中來完成。水分子有著不同的能量，平均能量有水溫決定，在水錶面附近一部分 動能大的水分子克服鄰近水分子的吸引力逃出水面而成為水蒸氣，由於能量大的水分子逃離，水面附近的水體能量變小。

因此，水溫降低，這就是蒸發散熱，一般認為蒸發的水分子首先在水錶面形成一層薄的飽和空氣層，其溫度和水面溫度相同，然後水蒸氣從飽和層向大氣中擴散的快慢取決於飽和層的水蒸氣壓力和大氣的水蒸氣壓力差，即道爾頓（Dolton）定律，可用下圖表示此過程。

1、冷卻塔的基本結構

支架和塔體：外部支撐

填料：為水和空氣提供儘可能大的換熱面積

冷卻水槽：位於冷卻塔底部，接收冷卻水

收水器：回收空氣流帶走的水滴

進風口：冷卻塔空氣入口

淋水裝置：將冷卻水噴出

風機：向冷卻塔內送風

軸流風扇用於誘導通風冷卻塔。

軸流/離心風扇用於強制通風冷卻塔。

冷卻塔百葉窗：平均進氣氣流；保留塔內水分。

2、冷卻塔種類及其優缺點

自然通風冷卻塔：密度較小的熱空氣自冷卻塔頂部流出，密度較大的冷空氣自塔底部進入冷卻塔填補，不需風機，混凝土塔<200 m，用於大熱量的冷卻。

機械通風冷卻塔：大功率風機強制空氣與迴圈水的換熱，填料表面的水膜可以最大限度地與空氣進行換熱；冷卻效率的決定因素有很多，多種冷卻能力備選，可以多冷卻塔同時工作。

空氣由離心風扇吹入通風口；優勢：適用於氣流阻力較大的塔體；離心風扇噪聲相對較小。

逆流冷卻塔：冷卻水被噴淋在填料上，向下流入冷卻水槽。空氣從底部強制吹入，在填料內與水接觸蒸發部分冷卻水，從而降低水溫。

誘導通風冷卻塔：有橫流式誘導通風冷卻塔，逆流式誘導通風冷卻塔。優勢在於迴流程度低於強制通風冷卻塔；風機執行費用小於強制通風冷卻塔。劣勢在於風扇與電機的機械傳動需要防水設計。

誘導通風冷卻塔熱水從頂部進入冷卻塔，空氣透過風扇強制誘導，從底部進入冷卻塔；使用強制誘導風扇。冷卻水從頂部進入，流經填料層；空氣從一側或兩側進入，誘導風機使空氣橫向流過填料層。

二、冷卻塔的選型

應測量的引數：空氣溼球溫度、空氣乾球溫度、冷卻塔進水溫度、冷卻塔出水溫度、排氣溫度、泵和電機執行引數、水流速度、空氣流速；

執行引數：冷卻水溫差、冷幅、效率、冷卻塔容量、補給水量、冷卻水流量、選型、冷卻塔選型設計問題。

1。冷卻水溫差：入口溫度—出口溫度大溫差 = 高效能

2。冷幅：冷卻塔出水溫度與入口空氣溼球溫度的差值：小冷幅 = 高效能

3。效率：

4、冷卻塔容量：

冷卻塔容量單位為“千卡每小時”或者“冷噸”；

冷卻塔容量=冷卻水質量流量×水的比熱容×溫差；

大容量=高效能

5、補給水量計算

蒸發損失水量（E）

E = Q/600 = （T1-T2）*L /600

E 代表蒸發水量 （kg/h） ；

Q代表熱負荷（Kcal/h）；

600代表水的蒸發潛熱（Kcal/h）；

T1代表入水溫度（℃）；

T2代表出水溫度（℃）；

L代表迴圈水量（kg/h）。

6、補給水量計算：

飛濺損失水量（C）

冷卻塔之飛濺損失量依冷卻塔設計型式、風速等因素決定之。一般正常情況下，其值約等於迴圈水量的0。1~0。2%左右。

定期排放水量損失（D）

定期排放水量損失須視水質或水中固體濃度等因素決定之。一般約為迴圈水量之0。3%左右。

M=E+C+D

蒸發損失水量（E）；飛濺損失水量（C）；定期排放水量損失（D）。

冷卻塔用於空調時，溫度差設計在5℃，此時冷卻塔所須之補給水量約為迴圈水量的2%左右。

7、冷卻水流量

K·Q=C·M·ΔT

K：估算係數

Q：機組最大製冷量

C：水的比熱容

ΔT：供回水溫差

M：冷卻水質量流量

壓縮式製冷機組最大製冷量的1。3倍；

吸收式製冷機組（溴化鋰）製冷量的2。5倍。

選型舉例：例題：一項用一臺640RT機組的工程冷卻塔水流量和補水量。

Q=640RT=2251KW

K=1。3

C=4。2KJ/（kg·℃）

ΔT=5℃

補水量m=M·2％=140kg/s·2％=2。8kg/s

三、冷卻塔選型常設計常見的問題

問：冷卻塔耗能的決定因素？

答：風機功率，冷卻水流量，冷卻水補水量？

問：冷卻塔的溫度工況，什麼溫度下效率經濟型好？

答：冷卻塔的進水溫度根據使用情況的不同有所不同，例如中央空調冷凝器的出水溫度一般為30-40℃，而冷卻塔的出水溫度一般為30℃。冷卻塔理想冷卻溫度（回水溫度）最佳溫度為高於溼球溫度2-3℃，這個值叫“逼近度”，逼近度越小，冷卻效果越好，冷卻塔越經濟。

問：開式和閉式對比有什麼不同？

答：開式首期的投入比較的少，但是運營成本較高（水耗、電耗）。閉式本裝置適合在乾旱、缺水、沙塵暴頻發地區等惡劣環境中使用。能冷卻介質多水、油類、醇類、淬火液、鹽水及化學液等多種介質，介質無損耗和成份穩定。能耗低。缺點在於閉式冷卻塔造價為開放式塔的三倍。

三、安裝、配管、操作與常見故障

冷卻塔噪音來源：

風機噪音：其噪聲主要是由機械噪聲和流體噪聲組成；

電機噪聲：其主要電機運轉時的電磁聲；

通風噪聲：其主要有塔體內外空氣流體噪聲和塔體共振噪聲。