冷卻塔有開(kāi)式冷卻塔、閉式冷卻塔

閉式冷卻塔與開(kāi)式冷卻塔的區別

1)開(kāi)式冷卻塔的冷卻原理就是，通過(guò)將循環(huán)水以噴霧方式，噴淋到玻璃纖維的填料上，通過(guò)水與空氣的接觸，達到換熱，再有風(fēng)機帶動(dòng)塔內氣流循環(huán)，將與水換熱后的熱氣流帶出，從而達到冷卻。此種冷卻方式，首期的投入比較的少，但是運營(yíng)成本較高（水耗、電耗）。

2）閉式冷卻塔的冷卻原理是，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是兩個(gè)循環(huán)：一個(gè)內循環(huán)、一個(gè)外循環(huán)。沒(méi)有填料，主核心部分為紫銅管表冷器。

①內循環(huán)：與對象設備對接，構成一個(gè)封閉式的循環(huán)系統（循環(huán)介質(zhì)為軟水）。為對象設備進(jìn)行冷卻，將對象設備中的熱量帶出到冷卻機組。

②外循環(huán)：在冷卻塔中，為冷卻塔本身進(jìn)行降溫。不與內循環(huán)水相接觸，只是通過(guò)冷卻塔內的紫銅管表冷器進(jìn)行換熱散熱。在此種冷卻方式下，通過(guò)自動(dòng)控制，根據水溫設置電機的運行。

兩個(gè)循環(huán)，在春夏兩季環(huán)境溫度高的情況下，需要兩個(gè)循環(huán)同時(shí)運行。秋冬兩季環(huán)境溫度不高，大部分情況下只需一個(gè)內循環(huán)。

閉式冷卻塔，或稱(chēng)密閉式冷卻塔，也稱(chēng)封閉式冷卻塔，簡(jiǎn)稱(chēng)閉塔。閉式冷卻塔源于蒸發(fā)冷卻器，而實(shí)際上乃是一種將水冷式冷卻器和常規冷卻塔的性能相結合的熱交換器，也是一種界于水冷器與空冷器之間的熱交換器，所以還有廠(chǎng)家稱(chēng)之為“蒸發(fā)空冷器”?，F在這類(lèi)冷卻設備的形式較多，其共同的特征是在間壁式換熱器外噴淋水并且強制通風(fēng)，熱從間壁式換熱器內的被冷卻流體中經(jīng)壁面傳給壁面外的噴淋水，再通過(guò)噴淋水與空氣的強制對流傳給空氣，而噴淋水向空氣的傳熱，主要是由噴淋水蒸發(fā)的潛熱和噴淋水與空氣的顯熱交換組成的。由于被冷卻流體在間壁式換熱器內與外界工藝設備間閉式循環(huán)流動(dòng)，為區別于被冷卻流體直接與空氣接觸的一般冷卻塔，故有“閉塔”之稱(chēng)，而相對應地將一般冷卻塔稱(chēng)為“開(kāi)塔”。

1）確定流體排熱總量Q，Kw/h；

2）確定冷卻塔希望達到的進(jìn)出水溫度差Δt，即T1-T2。在空調工程中，吸收式冷機一般取Δt=8℃；壓縮式制冷劑一般取取Δt=5℃。

3）按下列公式計算冷卻水量：

名義水量=3.6×Q×K/(C×Δt）m3/h

注：K吸收式取3.0；

　　       壓縮式取1.56；

　　       C水的比熱4.19KJ/（㎏℃）。

4）根據當地的氣象條件，當濕球溫度小于27℃時(shí)，可不加設計富余量。

例：　　

為一制冷量為1160KW/H的溴化鋰制冷機配冷卻塔，要求入制冷劑冷卻 水溫度不高于32℃，安裝現場(chǎng)大氣濕球溫度為28℃?！　∪=3,C=4.19Kj/kg，Δt=8℃；那么名義水量=3.6×1160×3/（4.19×8）=373m3/h；冷卻塔的型號為375或者400m3/h，溫差為40-32=8℃；

冷卻塔本體安裝要求

(1)冷卻塔的安裝應根據設備的各種條件，考慮其安裝位置的地面及其荷載能力，同時(shí)也必須考慮所必備的外界條件。

(2)安裝時(shí)應注意冷卻塔的基礎按規定的尺寸預埋好水平鋼板，各基礎點(diǎn)的標高應在同一標高的水平面上。

(3)塔體應放置水平。水塔在施工安裝時(shí)，為防止壓壞底盤(pán)，施工人員應踏在底盤(pán)的加強筋上，在安裝塔外殼、底盤(pán)等纖維件時(shí)，為防止外殼底盤(pán)等變形可先穿螺釘，而后依次逐漸緊固，在確認底盤(pán)不變形，附近干凈、干燥的條件下，為避免使用時(shí)漏水可在接觸處鋪設纖維氈及涂樹(shù)脂。

冷卻塔不得安裝在通風(fēng)不良和出現濕空氣回流的場(chǎng)合，必須安裝在通風(fēng)良好的場(chǎng)所。否則將會(huì )降低冷卻塔的冷卻能力。冷卻塔一般安裝在冷凍站的屋頂上，以形成高壓頭，用以克服冷凝器的阻力損失。水泵將需要處理的冷卻水從水池抽出送至冷卻塔，經(jīng)冷卻降溫后從塔底集水盤(pán)向下自流壓入冷凝器中，并繼而靠水頭壓差自流入水池，如此循環(huán)。

安裝時(shí)，應根據施工圖指明的坐標位置就位，并應找平找正，設備要穩定牢固，冷卻塔的出水管口及噴嘴方向、位置應正確。

冷卻塔選型須知：
1、請注明冷卻塔選用的具體型號，或每小時(shí)處理的流量。
2 、冷卻塔進(jìn)塔溫度和出塔水溫。
3、請說(shuō)明給什么設備降溫、現場(chǎng)是否有循環(huán)水池，現場(chǎng)安裝條件如何。
4、若需要備品備件及其他配件，有無(wú)其他要求等請注明。
5、非常條件使用請說(shuō)明使用環(huán)境和具體情況，以便選擇適當的冷卻塔型號。
6、特殊情況、型號訂貨時(shí)請標明，以雙方合同、技術(shù)協(xié)議約定專(zhuān)門(mén)進(jìn)行設計。

應測量的參數：空氣濕球溫度、空氣干球溫度、冷卻塔進(jìn)水溫度、冷卻塔出水溫度、排氣溫度、泵和電機運行參數、水流速度、空氣流速

運行參數：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(wèn)題。

1.冷卻水溫差

入口溫度—出口溫度

大溫差 = 高性能

2.冷幅：冷卻塔出水溫度與入口空氣濕球溫度的差值：小冷幅 = 高性能

3.效率：

4. 冷卻塔容量

冷卻塔容量單位為“千卡每小時(shí)”或者“冷噸”。

冷卻塔容量=冷卻水質(zhì)量流量×水的比熱容×溫差。

大容量=高性能

5.補給水量計算

蒸發(fā)損失水量（E）

E = Q/600 =（T1-T2）×L/600

E 代表蒸發(fā)水量 (kg/h) ；

Q代表熱負荷(Kcal/h)；

600代表水的蒸發(fā)潛熱(Kcal/h)；

T1代表入水溫度(℃)；

T2代表出水溫度(℃)；

L代表循環(huán)水量(kg/h)。

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(fēng)速等因素決定之。一般正常情況下，其值約等于循環(huán)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(zhì)或水中固體濃度等因素決定之。一般約為循環(huán)水量之0.3%左右。

M=E+C+D

蒸發(fā)損失水量（E），飛濺損失水量（C），定期排放水量損失（D）。

冷卻塔用于空調時(shí)，溫度差設計在5℃，此時(shí)冷卻塔所須之補給水量約為循環(huán)水量的2%左右。

6.冷卻水流量

K·Q=C·M·ΔT

K：估算系數

Q：機組最大制冷量

C：水的比熱容

ΔT：供回水溫差

M：冷卻水質(zhì)量流量

壓縮式制冷機組最大制冷量的1.3倍；

吸收式制冷機組（溴化鋰）制冷量的2.5倍。

例題：一項用一臺640RT冷水機組的工程冷卻塔水流量和補水量。

補水量m=M·2％=140kg/s·2％=2.8kg/s

1、冷卻塔耗能的決定因素：風(fēng)機功率，冷卻水流量，冷卻水補水量？

2、冷卻塔的溫度工況，什么溫度下效率經(jīng)濟型好？

冷卻塔的進(jìn)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）最佳溫度為高于濕球溫度2-3℃，這個(gè)值叫“逼近度”，逼近度越小，冷卻效果越好，冷卻塔越經(jīng)濟。

3、開(kāi)式和閉式對比

開(kāi)式：首期的投入比較的少，但是運營(yíng)成本較高（水耗、電耗）。

閉式：本設備適合在干旱、缺水、沙塵暴頻發(fā)地區等惡劣環(huán)境中使用。能冷卻介質(zhì)多水、油類(lèi)、醇類(lèi)、淬火液、鹽水及化學(xué)液等多種介質(zhì)，介質(zhì)無(wú)損耗和成份穩定。能耗低。

缺點(diǎn)：閉式冷卻塔造價(jià)為開(kāi)放式塔的三倍。

三、冷卻塔降噪處理

1、冷卻塔噪聲的評價(jià)指標

目前，對冷卻塔噪聲有兩種不同的評價(jià)指標，其一為針對冷卻塔設計和生產(chǎn)廠(chǎng)家的國家產(chǎn)品標準GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997《玻璃纖維增強塑料冷卻塔》，標準對不同循環(huán)水量與型號的產(chǎn)品規定用戶(hù)的國家標準GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》，標準對不同環(huán)境區域規定了最高聲級。

2、冷卻塔噪聲治理現狀

如果企業(yè)按照GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997的最高限值生產(chǎn)冷卻塔，所有產(chǎn)品都不能滿(mǎn)足國標GB3096—2008對于二類(lèi)以下地區夜間噪聲≤45~50dB(A)的要求，只有少數幾種低噸位超低噪聲型號的冷卻塔可以滿(mǎn)足少部分區域夜間噪聲標準的要求。

   目前冷卻塔的降噪措施并非行之有效，如聲屏障對于低頻波的繞射無(wú)能為力，隔聲罩會(huì )阻礙氣流流動(dòng)導致熱濕交換不良，對寬頻噪聲吸聲效果差等，這使得冷卻塔的噪聲控制日益受到人們的重視。

   因此，冷卻塔周?chē)木用窈驼沫h(huán)保部門(mén)依據國家環(huán)境噪聲標準GB3096—2008要求冷卻塔用戶(hù)對冷卻塔產(chǎn)生的噪聲污染治理。

3、降噪處理

冷卻塔噪聲聲源冷卻塔噪聲源主要由以下４個(gè)部分組成：

１）風(fēng)機進(jìn)排氣噪聲；

２）淋水噪聲；

３）風(fēng)機減速器和電動(dòng)機噪聲；

４）冷卻塔水泵、配管和閥門(mén)噪聲。

聲源屬性：噪聲源為落水區下的巨大圓形水面，為塔內冷卻落水對池水的大面積連續的液體間撞擊產(chǎn)生的穩態(tài)水噪聲；是機械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、電磁噪聲之外的一種特殊噪聲。

聲源特征

聲源聲級：80dB（A）左右。

頻譜：音頻分布呈高頻（1000－16000 Hz）及中頻（500－1000Hz）成分為主的峰形曲線(xiàn)；峰值位于4000Hz左右。

聲速：c＝340m/s。

波長(cháng)：λ＝c／f；1.36m（250 Hz）～0.02 m（1000 Hz），以0.085m（4000 Hz）為主。兩個(gè)最主要噪聲源風(fēng)機噪音：聲波長(cháng)，穿透能力強，聲音衰減不明顯，治理困難。

空氣在冷卻塔頂導流管內產(chǎn)生湍流和摩擦激發(fā)的壓力擾動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，同時(shí)槳葉與空氣作用產(chǎn)生振動(dòng)向外輻射噪聲，風(fēng)機的空氣動(dòng)力噪聲是主要聲源。

兩個(gè)最主要噪聲源落水噪音：主要為高頻，治理較為容易。

冷卻塔的循環(huán)水經(jīng)填料層自由下落到落水槽，所產(chǎn)生沖擊噪聲。的強度與落水速度的平方成正比。測量的結果表明落水的A聲級噪聲達到70dB，這屬于冷卻塔需治理的噪聲源之一。

聲波的距離衰減規律落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳播過(guò)程中隨著(zhù)能量分布的擴大而衰減的規律，其“點(diǎn)聲源” 的距離衰減規律為距離每增加一倍聲能衰減 6dB。用公式表達即為： L₁－L₂= 20 lg（r₂／r₁）

式中：L₁，L₂——離聲源邊緣由近及遠二個(gè)測點(diǎn)的聲級值，dB；

r₂／r₁——遠、近二個(gè)測點(diǎn)分別到聲源邊緣的距離之比。

當 r₂／r₁＝2時(shí)，lg（r₂／r₁）＝0.3010，于是 L₁－L₂= 20 lg（r₂／r₁）＝6 dB。

冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置

根據已有距離衰減實(shí)測資料，分析各起始位置d（視進(jìn)風(fēng)口為聲源邊緣）的規律可知，視冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置d可用下式估算：

    d＝a1/2/4

式中：a——冷卻塔面積，m²。

以目前我國常見(jiàn)范圍的 2000 m²的冷卻塔為例，其“點(diǎn)聲源”起始位置d點(diǎn)（以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn)）為11.18 m。由此可見(jiàn)，設在離塔（以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn)）12 m以外的噪聲測點(diǎn)基本上都可將所有的冷卻塔視為“點(diǎn)聲源”

如按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規律即距離每增加一倍聲能衰減 6dB計，則50m處的聲級應分別為 65.7及 71.ldB（A）：100 m處的聲級應分別為 59.7及65.ldB（A）；200 m處的聲級應分別為53.7 及 59.ldB（A），220 m處的聲級用公式推算則應分別為52.9及58.3 dB（A）。這就是噪聲影響范圍（力度）的大致評估，它包含了目前常見(jiàn)的各類(lèi)大小塔型范圍。借助此法，我們便可根據 10－25 m處（各塔與其塔型大小相應的“點(diǎn)聲源”起始位置）以遠測點(diǎn)實(shí)測所得聲級，評估各種塔型（單塔）的噪聲影響范圍（力度）。但這只是一種理想條件下的簡(jiǎn)便、粗略的評估方法。

降噪原理

聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙時(shí)，就會(huì )發(fā)生反射、透射和繞射三種現象。聲屏障就是在聲源與受聲點(diǎn)之間插入一個(gè)設施，用以隔斷并吸收聲源到達受聲點(diǎn)的直達聲波，使部分聲波受阻反射，部分聲波則經(jīng)吸收衰減后通過(guò)屏體透射（極?。┖推另斃@射等附加衰減形式到達受聲點(diǎn)，達到減輕受聲點(diǎn)的噪聲影響、取得降噪效果的目的。

風(fēng)機低頻噪音治理：

消聲器選擇非常重要，一般消聲器對中低頻噪音效果不明顯，抗性消聲器治理效果好，但頻率選擇性十分強，所以一般選擇阻抗復合式消聲器。

阻抗復合消聲器是指將聲吸收和聲反射恰當地組合起來(lái)的消聲器。它同時(shí)既有阻性消聲器消除中、高頻噪聲和抗性消聲器消除低、中頻噪聲的特性，具有寬頻帶的消聲效果。

落水高頻噪聲治理

治理相對容易，但要注意隔音治理同時(shí)避免影響散熱性能的發(fā)揮，雖然消聲器和消聲百葉可以大幅降噪，但要合理設計，及設計時(shí)要綜合考慮散熱性能和動(dòng)力性能。結構不合理就達不到降噪目的，流阻太大會(huì )影響冷卻塔工作，降低制冷能力：動(dòng)力性能設計不好也會(huì )增加阻力，甚至會(huì )產(chǎn)生混響噪聲，所以治理過(guò)程中要綜合考慮。

幾種常見(jiàn)的冷卻塔降噪方法

聲導流片法（消聲彎頭）

消聲導流片法及特點(diǎn)在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口安裝消聲導流片，通過(guò)消聲導流片的消聲作用，來(lái)減少冷卻塔噪聲對外界的影響 ，也稱(chēng)為消聲器法。理論及試驗表明其降噪量可以達到35dB(A)，甚至更高；在降噪量15—2OdB(A)時(shí)，與聲屏障造價(jià)相當，在20dB(A)以上降噪量時(shí)是唯一可選方案；結構緊湊，不占建筑物額外場(chǎng)地，基本無(wú)須維護 。

消聲導流片法（消聲彎頭）

隔聲屏障一般設計為距冷卻塔進(jìn)風(fēng)口的距離大于冷卻塔進(jìn)風(fēng)口高度，屏障高度等于屏障到進(jìn)風(fēng)口的距離。降噪效果一般在10-15dB(A)，理論上降噪量可2OdB(A)左右，但存在著(zhù)聲波繞射問(wèn)題，在聲影區范圍內降噪量較好，繞射區和聲亮區降噪效果較差，因此實(shí)際工程上很難將其影響區內噪聲降低20dB(A)；對通風(fēng)影響不大，維護比較簡(jiǎn)單；建設聲屏障的技術(shù)要求不高，但對結構要求相當高，并且投資成本隨著(zhù)高度的增加成倍增加；

隔聲屏障法及特點(diǎn)：

隔聲屏障

聲屏障的結構可分為地上和地下二部分，地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連續板式立面（包括斜撐），其頂部為扇形吸聲體或內傾式遮檐；地下部分則為承重、抗傾覆（風(fēng)荷載）的基礎。

聲屏障的降噪效果聲波遇到屏障發(fā)生的繞射現象會(huì )減弱聲屏障的隔聲作用，而繞射能力與聲波的頻率有關(guān)，所以聲屏障的降噪效果與聲波的頻率即波長(cháng)的關(guān)系很大。聲屏障對于波長(cháng)短、不易繞射的高頻波的屏蔽作用十分顯著(zhù)，可以在屏障后面形成很長(cháng)的聲影區；而對于波長(cháng)、具有很強繞射能力的低頻波的屏蔽作用則十分有限。當然，也可以通過(guò)加高屏障的辦法來(lái)削弱繞射聲波對受聲點(diǎn)的影響。由于聲屏障對高頻聲波產(chǎn)生明顯有效的屏蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主，所以采用聲屏障可以取得一定的降噪效果。

聲屏障的降噪效果以聲影區中緊挨屏障的局部區域為最好，最高可達 25 db

聲影區以外的降噪聲級則由于中頻繞射聲波的到達而有所反彈，但對于高頻波而言，衰減量一般還可達到 10－15dB。

然而由于冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分，所以其降噪效果會(huì )有折扣。對于建筑外受聲點(diǎn)來(lái)說(shuō)，為取得滿(mǎn)意的降噪效果，在不影響進(jìn)風(fēng)的前提下，尚應通過(guò)加大屏障高度調節之。

安裝隔聲屏障時(shí)主要注意的是隔聲屏障離冷卻塔百葉進(jìn)風(fēng) 口的距離在1m左右以保冷卻塔換氣進(jìn)風(fēng)口不受阻，從而使冷卻塔冷卻效果更好。

為防止噪聲繞射而影響消聲導流片的聲學(xué)效果，可以在消聲導流片附近安裝一定長(cháng)度的聲屏障，起到輔助降噪作用。

落水消聲法及特點(diǎn) ：即在冷卻塔底部水面以上安裝落水消能 降噪材料，從源頭著(zhù)手降低噪聲源。降噪 效果一般在6—10dB(A)；初次投資較少，對通風(fēng)散熱沒(méi)有影響；缺點(diǎn)是降噪量較少，部件易損壞，維護工作量大， 需要持續投入，并還可能引起凝汽器管子堵塞的問(wèn)題。

“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式，層高18cm，由豎向導入段、無(wú)聲擦貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個(gè)功能段組成。

彈簧減震器的選型方法：

1.彈簧減震器荷重范圍選擇

設備運轉重量M * 130% /減震器安裝數量N=彈簧減震器載重范圍；

例：風(fēng)機運轉重量為：5噸重；單臺風(fēng)機需要安裝4個(gè)彈簧減震器；求單個(gè)彈簧減震器的載重是多少？

依公式可得：5000公斤 * 130% /4 = 1625公斤

根據彈簧減震器的參數，彈簧減震器規格參數即可找到適合該臺冷卻塔使用的彈簧減震器規格。

2.設備安裝彈簧減震器數量的確定：

具體辦法如果設備廠(chǎng)家有提供此數據，則依廠(chǎng)方規定；一般情情況下減震器安裝間隔不超過(guò)2M,依此可計算出彈簧減震器安裝數量，考慮到設備的穩定性，每個(gè)冷卻塔的減震設計為4個(gè)。

3.彈簧減震器類(lèi)型的選擇：

大部分情況下，彈簧減震器的功能和作用都是一樣的，不同類(lèi)型的減震器的差別在于外形結不同而已。限制型彈簧減震器簡(jiǎn)單介紹如下：

限制型彈簧減震器的結構特點(diǎn)在于設有限制減震器高度的裝置，這一特點(diǎn)有利于應用在機器運轉重量變化較大的設備，避免減震器安裝后，機器的高度發(fā)生較大變化，而引起設備某些結構受到破壞。例：冷卻水塔、水冷機組等大型設備。