循環(huán)水冷卻塔選型探討

王秀麗 劉波

摘 要：自科技革命開始，世界工業(yè)開啟了飛速發(fā)展。社會生活也越來越走向高速化，而高速化的同時，也出現了越來越多的問題。如何讓高熱器械快速冷卻就是一個課題。冷卻塔也隨之出現。本文的重點就是根據冷卻塔的原理，進行剖析，冷卻塔如何選型，從而得出最優(yōu)的冷卻塔如何選擇。

關鍵詞：冷卻塔；循環(huán)水；選型，操作

1 前言

信息時代的開啟，讓科技的發(fā)展越來越迅速，而如何做到機械的高效運轉是一個至關重要的問題。研究者發(fā)現，當機械進行高效運轉，發(fā)熱是不可避免的，因此話題就轉移到了如何有效控制發(fā)熱。顯然，在處理這一課題上，冷卻塔是非常好的選擇，尤其是在能源及原料來看，冷卻塔幾乎完全刻服了環(huán)境等因素。但是對于冷卻塔的選擇，人們必須要慎重，如何高效的，節(jié)約的建造一個冷卻塔，是值得思考的問題。

不得不說，冷卻塔的出現讓工業(yè)有了飛速的發(fā)展。其中最常見的就是應用于電子設備中的水冷裝置。通俗一點兒的說，就是電腦中的水冷裝置。這個裝置是循環(huán)水冷卻塔的微縮應用，它的出現，讓功率芯片的出現變?yōu)榭赡埽驗閱渭兊娘L冷不能解決的散熱問題，被循環(huán)水的模式所解決了。并且，我們日常應用中的空調，也是以冷卻塔作為核心的。如果沒有冷卻塔的散熱，那么空調是無法做到快速降溫的。所以，冷卻塔的應用是與我們的生活息息相關的。接下來我們就針對冷卻塔的選型進行一次探討。

2 冷卻塔詳細選型

（1）首先要確定冷卻塔進水溫度，從而選擇標準型冷卻塔、中溫型冷卻塔還是高溫型冷卻塔。溫度是冷卻塔最重要的一項指標。自冷卻塔誕生之初，它的作用就被定義為溫度調節(jié)裝置，換句話說，冷卻塔就是為機械準備的空調，所以如果為機械選擇一個舒適的空調，溫度是非常重要的。

（2）確定使用設備或者可以按照現場情況對噪聲的要求，可以選擇橫流式冷卻塔或者逆流式冷卻塔。雖然不同模式的冷卻塔對于冷卻的效果是不同的，但是在選擇一個冷卻塔的時候，也需要考慮到環(huán)境的因素。由于大功率冷卻塔大多伴隨著噪音，因此聲音也是一個非常重要的選擇因素。

（3）根據冷水機組或者制冷機的冷卻水量進行選擇冷卻塔流量，一般來講冷卻塔流量要大于制冷機的冷卻水量。（一般取1.2～1.25倍）。流量決定著冷卻塔的運行速度，因此，在選擇冷卻塔的時候，要根據不同的需求來選擇不同的流量。但是選擇流量一定要合理，過大的流量會造成浪費，而過小的流量又會無法滿足需要，所以，選擇流量的時候，一定要慎重。

（4）多臺并聯(lián)時盡量選擇同一型號冷卻塔。雖然在多臺并聯(lián)的時候可以選擇不同的冷卻塔，但是不同的冷卻塔由于功率，流量，溫度等不同，是會讓調試人員在工作中的難度大大增加的。而且由于電壓環(huán)境等因素的限制，同一型號的冷卻塔更好管理和使用。

3 冷卻塔選型時要注意

冷卻塔的塔體結構材料要穩(wěn)定、經久耐用、耐腐蝕，組裝配合精確。畢竟，冷卻塔是一個長期使用的設備，只有高強的的材料，才能經得起考驗。而且冷卻塔的造價也通常比較高昂，所以，一個便于維護的冷卻塔是符合成本預算的。

風機匹配，能夠保證長期正常運行，無振動和異常噪聲，而且葉片耐水侵蝕性好并有足夠的強度。風機葉片安裝角度可調，但要保證角度一致，且電機的電流不超過電機的額定電流。過高的電流會對風機造成損傷，一個電機相當于冷卻塔的心臟，所以在電流方面一定要嚴控。

同時，電耗也是一個重要的指標，這不僅僅是對于成本的考慮，而且是對國家發(fā)起的節(jié)能環(huán)保的號召的響應。只有這樣的冷卻塔才能長期使用。否則隨著節(jié)能的推進，冷卻塔更新是必然，如果只考慮購買成本，購入了能耗的冷卻塔，就會導致冷卻塔更新更早，從而浪費更多的資源，得不償失。

4 衡量冷卻塔的效果還通常采用三個指標

（1）冷卻塔的進水溫度t1和出水溫度t2之差Δt。Δt被稱為冷卻水溫差，一般來說，溫差越大，則冷卻效果越好。對生產而言，Δt越大則生產設備所需的冷卻水的流量可以減少。但如果進水溫度t1很高時，即使溫差Δt很大，冷卻后的水溫不一定降低到符合要求，因此這樣一個指標雖是需要的，但說明的問題是不夠全面的。

（2）冷卻后水溫t2和空氣濕球溫度ξ的接近程度Δt。Δt=t2-ξ（℃）Δt稱為冷卻幅高。Δt值越小，則冷卻效果越好。事實上Δt不可能等于零。

（3）考慮冷卻塔計算中的淋水密度。淋水密度是指1m2有效面積上每小時所能冷卻的水量。用符號q表示。q=Q/Fm3/m2·h（Q-冷卻塔流量，m3/h；F-冷卻塔的有效淋水面積，m2）。

4.1 已知基它條件確定冷卻塔循環(huán)水量的常用公式

a）冷卻水量=主機制冷量（KW）×1.2×1.25×861/5000（m3/h）

b）冷卻水量=主機冷凝器熱負荷（kcal/h）×1.2/5000（m3/h）

c）冷卻水量=主機冷凝器熱負荷（m3/h）×1.2（m3/h）

d）冷卻水量=主機制冷量（冷噸）×0.8（m3/h）

e）冷卻水量=主機蒸發(fā)器熱負荷（kcal/h）×1.5×1.25/5000（m3/h）

f）冷卻水量=主機蒸發(fā)器熱負荷（m3/h）×1.2×1.25（m3/h）

g）冷卻水量=主機蒸發(fā)器熱負荷（冷噸）×1.2×1.25×3024/5000（m3/h）

注：以上：1.2為選型余量 1.25為冷凝器負荷系數。

h）遠大溴化鋰主機每100萬大卡的制冷量在：

工況①：37.5/32/28，（冷卻水流量：300～330m3/h）配350-400的塔；

工況②：37/30/28，（冷卻水流量：248m3/h）配450的塔。

閉式冷卻塔（也叫蒸發(fā)式空冷器或密閉式冷卻塔）

是將管式熱換器置于塔內，通過流通的空氣、噴淋水與循環(huán)水的熱交換保證降溫效果。由于是閉式循環(huán)，其能夠保證水質不受污染，很好的保護了主設備的高效運行，提高了使用壽命。外界氣溫較低時，可以停掉噴淋水系統(tǒng)，起到節(jié)水效果。隨著國家節(jié)能減排政策的實施和水資源的日益匱乏，近幾年密閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機械加工、空調系統(tǒng)等行業(yè)得到了廣泛的應用。

4.2 方法/步驟

冷卻塔的制冷量要根據使用地的濕球溫度、相對濕度、空氣流動速度、噴淋水量、冷卻介質粘度系數、換熱管熱阻等參數進行繁瑣的熱工計算。一般選型時用戶可按以下簡單方式進行，根據計算的制冷量（Kcal/h），選擇相應制冷能力冷卻塔。

☆根據冷卻介質流量、溫差計算 Qs=cm△t

Qs-冷卻介質散熱量，單位Kcal/h；

C-冷卻介質比熱容，單位Kcal（kg·℃），水的比熱容為1Kcal/kg·℃；

m-冷卻介質質量，也即流量，單位為kg/h；

△t-冷卻介質進、出口溫差，單位為k或℃。

根據設備無效功率計算 Qs=額定功率（Kw）*比例*860（Kcal/（h·kw）；

根據淬火件產量計算 Qs=淬火件產量（kg/h）*淬火件比熱容*淬火件溫差。

5 結論

冷卻塔的選型需要考慮自身的需求，而且要因地制宜，只有滿足一切客觀條件的冷卻塔才是一個好的冷卻塔。上述的考慮范圍僅僅是參考的一部分，如果想要選擇一個合適的冷卻塔，去實地考察才是最重要的！

參考文獻：

[1] 王大榮.循環(huán)水冷卻塔的現狀及對策[J].中國井礦鹽.

[2] 劉鈞.淺談工業(yè)循環(huán)水冷卻塔的介紹及選型[J].數字通信世界， 2015（11）.