冷却塔及冷却系统设计

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1、10.1冷却塔分类及特点通风方式名称特点备注自然通风逆流湿 式冷却 塔热水由管道通过竖管（竖井）送入热水 分配系统。然后通过喷溅设备，将水洒 到填料上：经填料后成雨状落入蓄水池， 冷却后的水抽走重新使用。塔筒底部为 进风口，用人字柱或交叉柱支承。在塔 内外空气密度筮的作用下，塔外空气从 进风口进人塔体，穿过填料下的雨区， 和热水流动成相反方向流过填料，受热 后通过收水器回收空气中的水滴后，再 从塔筒出口排出电力部门使用最多，这种 塔型的通风筒常釆用双 曲线形，用钢筋混凝土浇 制，俗称双曲线塔横流湿 式冷却 塔填料设置在塔筒外，热水通过上水管， 流入配水池，池底设布水孔.下连喷嘴， 将热水洒到填

2、料上冷却后，进入塔底水 池，抽走重复使用。空气从进风口水平 方向穿过填料，与水流方向正交，故称 樋流式。空气出填料后通过收水器.从塔 筒出口排出机械通风逆流湿 式冷却 塔机械通风逆流湿式冷却塔有方形和圆形 两种。热水通过上水管进入冷却塔，通过配水 系统，使热水沿塔平而成网状均匀分布， 然后通过喷嘴，将热水洒到填料上，穿 过填料，成雨状通过空气分配区，落入 塔底水池，变成冷却后的水待重复使用。 空气从进风口进入塔内，穿过填料下的 雨区，与热水成相反方向（逆流穿过填 料，通过收水器、抽风机，从风筒排出机械通风逆流湿式冷却 塔分鼓风式和抽风式两 种。鼓风式塔从塔底部进 风口用风机向塔内鼓风， 现使用

3、不多横流湿 式冷却 塔横流湿式冷却塔的主要原理和|然通风 樋流式冷却塔一样，只是用风机来通风。 配水用盘式，盘底打孔，装喷嘴将热水 洒向填料，然后流入底部水池多风机 湿式冷 却塔多风机冷却塔即一座塔上安装多台风 机，分横流式冷却塔和逆流式，其原理 与单风机塔相同干式冷 却塔（密闭式冷却塔）热水在散热翅管内流动，靠与管外空气 的温筮，形成接触传热而冷却。特点是： 没有水的蒸发损失，也无风吹和排污 损失，所以干式冷却塔（密闭式冷却塔） 适合于缺水地区。水的冷却靠接触传 热，冷却极限为空气的干球温度，效率 低，冷却水温高需要大呈的金屈管（钢 管、铝管或铜管），因此 造价比间容虽湿式塔贵 得多干湿式冷

4、却水在密闭盘管中进行冷却，管外循需要大呈的金屈管（钢冷却塔（密闭 式冷却环水蒸发冷却对盘管间接换热。另有一 种是干部在上，湿部在下，釆用这种塔 的目的，是为了消除从塔出口排出的饱 和空气的凝结管、铝管或铜管），因此 造价比同容虽湿式塔贵46倍2空调制冷常用的冷却塔冷却塔的类型很多，表26.10-2汇集了空调制冷常用的冷却塔类型。通常，在民用建筑和小 型工业建筑空调制冷中，宜采用湿式冷却塔，但在冷却水水质要求很髙的场所或缺水地区, 则宜采用干式冷却塔。空调制冷常用的冷却塔分类表分类形式结构特点性能特点适用范围湿 式 机 械 通 风 型逆流式（圆 形、方 形）（抽 风式、 鼓风 式）（图26.10

5、1）普通型1. 空气与水逆向流动， 进出风口高差絞大：2. 圆形塔比方形塔气流 组织好；适合单独布置、 整体吊装，大塔可现场拆 装：塔稍高，湿热空气回 流影响小：3. 方形塔占地较少，适 合多台组合，可现场组装：4-当循环水对风机的侵蚀 性较强时，可采用鼓风式1. 逆流式冷效优于其他形式;实 现较高的供回水温至：2. 噪声较大：3. 空气阻力较大：4. 检修空间小，维护困难；5. 喷嘴阻力大，水泵扬程尚；6. 造价较低：7. 占地而积较横流塔少1. 对环境 噪声要求不 太高的场 所：2. 温垦要求 在10C以上 的建筑低噪声 型（阻 燃型）1. 冷却塔采用降低噪声 的结构措施；2. 阻燃型系在

6、玻璃钢中 掺加阻燃剂1. 噪声值比普通型低48db（A）；2. 空气阻力较大：3. 检修空间小，维护困难；4. 喷嘴阻力大，水泵扬程高：5-阻燃型有白熄作用，氧指数不低 于28,造价比普通型贵10%左右1. 对环境 噪声有一定 要求的场 所：2. 阻燃型 对防火有一 定要求的超低噪 型（阻 燃型1. 在低噪声型基础上增 强减噪措施；2. 阻燃型系在玻璃钢中 掺加阻燃剂1-噪声比低噪声型低35dB （A）：2. 空气阻力较大：3. 检修空间小，维护闲难：4. 喷嘴阻力大，水泵扬程高：5. 阻燃型H熄作用氧指数不低 于28,造价比低噪声型贵30%左 右1. 对环境 噪声有较严 格要求的场 所：2.

7、 阻燃型 对防火有一 定要求的建 筑横流式（抽风 式）（图26.10-2）普通型 低噪声1. 空气沿水平方向流 动，冷却水流垂直于空气流 向：2. 与逆流式相比，进出 风口高差小，塔稍矮：3. 维修方便：4.长方形,可多台组装，运 输方便；5.占地而积絞大1. 冷效比逆流式差，回流空气 影响稍大：2. 有检修通道，口常检查、清 理、维修更便利：3. 布水阻力小，水泵所需扬程 低，能耗小；4. 进风风速低、阻力小、塔高 小、噪声较同水呈逆流塔低1. 建筑立 面和布置有 要求的场 所：2. 适用于 温差要求在 10C以内、 噪声控制要 求较严的场 所引 射 式横流式(图26.10-3)无风机型1.

8、 高速喷水引射空气进 行换热2. 取消风机，设备尺寸 较大1. 噪声、振动较低，省水故障 少；2. 水泵扬程高，能耗大：3. 喷嘴易堵，对水质要求高：4. 造价高对环境噪声要求较严的场所干密闭式蒸发型冷却水在密闭盘管中进行1. 冷却水全封闭，不易彼污染：要求冷却水湿(图冷却，管外循坏水蒸发冷2盘管水阻大，冷却水泵扬程很干净的场式26.10-却对盘管间接换热高、电耗大，为逆流塔的4.55. 5所，如小型机4)倍:水环热泵械3重虽重，占地大：通4.盘管内宜釆用经特殊处埋的风洁净水盘扶悌一电机上塔体布水器布水苛中塔体一进凤悄塔膵淋水填料 (需饕五 层填料)消朿网减速滞-风机图26. 10-1逆流式冷

9、却塔进水管图26. 10-2横流式冷却塔抬水板*扩散倉Miinmuir/RUinmnr/Mil小IIHIRAhIH UtllJ/ VIIW进水口、/pUII/WIKI/ IWIW /WIIH/幽(用水口 k布水管填料进风门图26. 10-3引肘式冷却塔10.4冷却塔的噪声控制下列综合措施能有效地降低噪声对环境的影响：(1) 在冷却塔布置时，尽屋远离办公楼和居民住户窗11。冷却塔噪声的传播，与距离的增加 成平方反比规律自然衰减。(2) 采用阔叶大弦长型风机叶片，风机叶轮周速保持uW40m/s,采用变频风机或多极变速 电动机。(3) 采用电磁噪声和轴承噪声较低的低噪声、低速、轻型电动机。(4) 降

10、低水滴卞落速度、避免水滴直接冲击水面和采用透水消声垫。(5) 冷却水泵移至室内。设备与水管之间安装减振接头。(6) 冷却塔基础设隔振装置。降低管内水流速，防止管内空气积聚，并设隔振设施。(7) 增加风筒高度，筒壁和出I采取消声措施。(8) 在冷却塔四周加装消声百叶围栏。10.5冷却塔的选型1. 冷却塔选型须根据建筑物功能、周闱坏境条件、场地限制与平面布局等诸多因素综合考 虑。对塔型与规格的选择还要考虑当地气象参数、冷却水量、冷却塔进出水温、水质以 及噪声、散热和水雾对周闱坏境的影响，最后经技术经济比较确定。也就是说选择冷却 塔时主要考虑热工指标、噪声指标和经济指标。2. 对冷却塔的要求：(1)

11、 制造厂须提供经试验实测的热力性能曲线。(2) 风机和电机匹配良好，无异常振动与噪声，运行噪声达到标准要求。(3) 重量轻。(4) 电耗较低,G型塔的实测耗电比不应大于0. 06kW(m h),其他塔型不应大于0. 04kW (m3-h),电动机的电流值不应超过额定电流值。(5) 对有阻燃要求的冷却塔，玻璃钢氧指数不应低于28o(6) 布水均匀，不易堵塞，壁流较少，除水效率高，水滴飞溅少，没有明显的飘水现 彖，底盘积水深度应确保在水泵启动时至少一分钟内不抽空。(7) 塔体结构稳定。(8) 维护管理方便。3. 冷却水量G(kg/s)的确定：G = ZcQ/(C(twl -tw2)式中Q制冷机冷负

12、荷，Kw;K一一制冷机制冷时耗功的热量系数：对于压缩式制冷机，取1.21.3左右；对于澳 化锂吸收式制冷机，取1. 82. 2左右；C水的比热容Kj/(kgC),取4. 19；Twl, tw2一一冷却塔的进出水温度，压缩式制冷机取4-5C，漠化锂吸收式制冷机取6-9C；当地气候比较干燥，湿球温度较低时，可采用较大的进出水温差。方案设计时，冷却水量Gz(t/h)可按下式估算：Gz=aQ式中Q制冷机冷负荷，Kw;a单位制冷量的冷却水量，压缩式制冷机a二0. 22,澳化锂吸收式制冷机a二0. 3;选用冷却塔时，冷却水量应考虑1. P1. 2安全系数。4. 冷却塔的补水量，包括风吹飘逸损失、蒸发损失、

13、排污损失和泄漏损失。一般按冷却 水量的1%2%作为补水量。不设集水箱的系统，应在冷水塔底盘处补水；设置集水箱的 系统，应在集水箱处补水。1. 为了节水和防止对坏境的影响，应严格控制冷却塔飘水率，宜选用飘水率为0. 01% 0. 005%的优质冷却塔。2. 当运行工况不符合标准设计工况时，可以根据生产厂产品样本所提供的热力性能 曲线或热力性能表进行选择。3. 冷却塔的容量控制调节，宜采用双速风机或变频调速采实现。4. 冷却塔的材质应具有良好的耐腐蚀性和耐老化性能，塔体、|韦I板、风筒、百叶格 宜采用玻璃钢(FRP)制作，钢件应采用热浸镀锌，淋水填料、配水管、除水器采用聚氯 乙烯(PVC),喷溅装

14、置采用ABS工程塑料或PP改性聚丙烯制作。10.6冷却塔的布置0.为节约占地面积和减少冷却塔对周【韦I环境的影响，通常宜将冷却塔布置在裙房或 主楼的屋顶上，冷水机组与冷却水泵布置在地下室或室内机房。1. 冷却塔应设置在空气流通、进出丨I无障碍物的场所。有时为了建筑外观而需设围 挡时，必须保持有足够的进风面积(开I净风速应小于2m/s)o2. 冷却塔的布置应与建筑协调，并选择较合适的场所。充分考虑噪声与飘水对周围 环境的影响；如紧挨住宅和对噪声要求较严的地方，应考虑消声和隔声措施。3. 布置冷却塔时，应注意防止冷却塔排风与进风之间形成短路的可能性；同时，还 应防止多个塔之间互相干扰。4. 冷却塔宜单排布置，当必须多排布置时，长轴位于同一直线上的相邻塔排净距不 小于4m,长轴不在同一直线上的、相互平行布置的塔排之间的净距离不小于塔的进风II 高度的4倍。每排的长度与宽度之比不宜人于5： 1。5. 冷却塔进风I I侧与相邻建筑物的净距不应小于塔进风I I高度的2倍，周闱进风的 塔间净距不应小于塔进风I I高度的4倍，才能使进风I I区沿高度风速分布均匀和确保必 需的进风量。6. 冷却塔周边与塔顶应留有检修通道和管道安装位置，通道净宽不宜小于lm。7. 冷