循環(huán)水冷卻塔選型探討

王秀麗 劉波

摘 要：自科技革命開(kāi)始，世界工業(yè)開(kāi)啟了飛速發(fā)展。社會(huì)生活也越來(lái)越走向高速化，而高速化的同時(shí)，也出現(xiàn)了越來(lái)越多的問(wèn)題。如何讓高熱器械快速冷卻就是一個(gè)課題。冷卻塔也隨之出現(xiàn)。本文的重點(diǎn)就是根據(jù)冷卻塔的原理，進(jìn)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(guān)鍵詞：冷卻塔；循環(huán)水；選型，操作

1 前言

信息時(shí)代的開(kāi)啟，讓科技的發(fā)展越來(lái)越迅速，而如何做到機(jī)械的高效運(yùn)轉(zhuǎn)是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)械進(jìn)行高效運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)熱是不可避免的，因此話題就轉(zhuǎn)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(lái)看，冷卻塔幾乎完全刻服了環(huán)境等因素。但是對(duì)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(gè)冷卻塔，是值得思考的問(wèn)題。

不得不說(shuō)，冷卻塔的出現(xiàn)讓工業(yè)有了飛速的發(fā)展。其中最常見(jiàn)的就是應(yīng)用于電子設(shè)備中的水冷裝置。通俗一點(diǎn)兒的說(shuō)，就是電腦中的水冷裝置。這個(gè)裝置是循環(huán)水冷卻塔的微縮應(yīng)用，它的出現(xiàn)，讓功率芯片的出現(xiàn)變?yōu)榭赡埽驗(yàn)閱渭兊娘L(fēng)冷不能解決的散熱問(wèn)題，被循環(huán)水的模式所解決了。并且，我們?nèi)粘?yīng)用中的空調(diào)，也是以冷卻塔作為核心的。如果沒(méi)有冷卻塔的散熱，那么空調(diào)是無(wú)法做到快速降溫的。所以，冷卻塔的應(yīng)用是與我們的生活息息相關(guān)的。接下來(lái)我們就針對(duì)冷卻塔的選型進(jìn)行一次探討。

2 冷卻塔詳細(xì)選型

（1）首先要確定冷卻塔進(jìn)水溫度，從而選擇標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)指標(biāo)。自冷卻塔誕生之初，它的作用就被定義為溫度調(diào)節(jié)裝置，換句話說(shuō)，冷卻塔就是為機(jī)械準(zhǔn)備的空調(diào)，所以如果為機(jī)械選擇一個(gè)舒適的空調(diào)，溫度是非常重要的。

（2）確定使用設(shè)備或者可以按照現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)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(duì)于冷卻的效果是不同的，但是在選擇一個(gè)冷卻塔的時(shí)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(gè)非常重要的選擇因素。

（3）根據(jù)冷水機(jī)組或者制冷機(jī)的冷卻水量進(jìn)行選擇冷卻塔流量，一般來(lái)講冷卻塔流量要大于制冷機(jī)的冷卻水量。（一般取1.2～1.25倍）。流量決定著冷卻塔的運(yùn)行速度，因此，在選擇冷卻塔的時(shí)候，要根據(jù)不同的需求來(lái)選擇不同的流量。但是選擇流量一定要合理，過(guò)大的流量會(huì)造成浪費(fèi)，而過(guò)小的流量又會(huì)無(wú)法滿足需要，所以，選擇流量的時(shí)候，一定要慎重。

（4）多臺(tái)并聯(lián)時(shí)盡量選擇同一型號(hào)冷卻塔。雖然在多臺(tái)并聯(lián)的時(shí)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(huì)讓調(diào)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(hào)的冷卻塔更好管理和使用。

3 冷卻塔選型時(shí)要注意

冷卻塔的塔體結(jié)構(gòu)材料要穩(wěn)定、經(jīng)久耐用、耐腐蝕，組裝配合精確。畢竟，冷卻塔是一個(gè)長(zhǎng)期使用的設(shè)備，只有高強(qiáng)的的材料，才能經(jīng)得起考驗(yàn)。而且冷卻塔的造價(jià)也通常比較高昂，所以，一個(gè)便于維護(hù)的冷卻塔是符合成本預(yù)算的。

風(fēng)機(jī)匹配，能夠保證長(zhǎng)期正常運(yùn)行，無(wú)振動(dòng)和異常噪聲，而且葉片耐水侵蝕性好并有足夠的強(qiáng)度。風(fēng)機(jī)葉片安裝角度可調(diào)，但要保證角度一致，且電機(jī)的電流不超過(guò)電機(jī)的額定電流。過(guò)高的電流會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成損傷，一個(gè)電機(jī)相當(dāng)于冷卻塔的心臟，所以在電流方面一定要嚴(yán)控。

同時(shí)，電耗也是一個(gè)重要的指標(biāo)，這不僅僅是對(duì)于成本的考慮，而且是對(duì)國(guó)家發(fā)起的節(jié)能環(huán)保的號(hào)召的響應(yīng)。只有這樣的冷卻塔才能長(zhǎng)期使用。否則隨著節(jié)能的推進(jìn)，冷卻塔更新是必然，如果只考慮購(gòu)買成本，購(gòu)入了能耗的冷卻塔，就會(huì)導(dǎo)致冷卻塔更新更早，從而浪費(fèi)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(gè)指標(biāo)

（1）冷卻塔的進(jìn)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(lái)說(shuō)，溫差越大，則冷卻效果越好。對(duì)生產(chǎn)而言，Δt越大則生產(chǎn)設(shè)備所需的冷卻水的流量可以減少。但如果進(jìn)水溫度t1很高時(shí)，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(gè)指標(biāo)雖是需要的，但說(shuō)明的問(wèn)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(shí)上Δt不可能等于零。

（3）考慮冷卻塔計(jì)算中的淋水密度。淋水密度是指1m2有效面積上每小時(shí)所能冷卻的水量。用符號(hào)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(jī)制冷量（KW）×1.2×1.25×861/5000（m3/h）

b）冷卻水量=主機(jī)冷凝器熱負(fù)荷（kcal/h）×1.2/5000（m3/h）

c）冷卻水量=主機(jī)冷凝器熱負(fù)荷（m3/h）×1.2（m3/h）

d）冷卻水量=主機(jī)制冷量（冷噸）×0.8（m3/h）

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

f）冷卻水量=主機(jī)蒸發(fā)器熱負(fù)荷（m3/h）×1.2×1.25（m3/h）

g）冷卻水量=主機(jī)蒸發(fā)器熱負(fù)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(fù)荷系數(shù)。

h）遠(yuǎn)大溴化鋰主機(jī)每100萬(wàn)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(nèi)，通過(guò)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(zhì)不受污染，很好的保護(hù)了主設(shè)備的高效運(yùn)行，提高了使用壽命。外界氣溫較低時(shí)，可以停掉噴淋水系統(tǒng)，起到節(jié)水效果。隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的實(shí)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(jī)械加工、空調(diào)系統(tǒng)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

4.2 方法/步驟

冷卻塔的制冷量要根據(jù)使用地的濕球溫度、相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度、噴淋水量、冷卻介質(zhì)粘度系數(shù)、換熱管熱阻等參數(shù)進(jìn)行繁瑣的熱工計(jì)算。一般選型時(shí)用戶可按以下簡(jiǎn)單方式進(jìn)行，根據(jù)計(jì)算的制冷量（Kcal/h），選擇相應(yīng)制冷能力冷卻塔。

☆根據(jù)冷卻介質(zhì)流量、溫差計(jì)算 Qs=cm△t

Qs-冷卻介質(zhì)散熱量，單位Kcal/h；

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

m-冷卻介質(zhì)質(zhì)量，也即流量，單位為kg/h；

△t-冷卻介質(zhì)進(jìn)、出口溫差，單位為k或℃。

根據(jù)設(shè)備無(wú)效功率計(jì)算 Qs=額定功率（Kw）*比例*860（Kcal/（h·kw）；

根據(jù)淬火件產(chǎn)量計(jì)算 Qs=淬火件產(chǎn)量（kg/h）*淬火件比熱容*淬火件溫差。

5 結(jié)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(gè)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(gè)合適的冷卻塔，去實(shí)地考察才是最重要的！

參考文獻(xiàn)：

[1] 王大榮.循環(huán)水冷卻塔的現(xiàn)狀及對(duì)策[J].中國(guó)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(shù)字通信世界， 2015（11）.