凉水塔的对比选型举例

63cap          冷却塔选型举例

        最近，挺多人找老沙弥在各个方面咨询和干活的，本来嘛，流水不腐，户枢不蠹，经常操练，确实可以避免技能过于生疏，所以，老沙弥基本也能在闲暇时间，帮着解答各种问题，毕竟，“迷时师度，悟时自度”，权且当个老师罢了。但，一部分读者待人接物的态度，着实让人不爽。于是乎，我想起《西游记》里面，佛祖是默许他的两位弟子收受唐僧的“人事”才传经的，看来，以后，老沙弥先收红包再办事的榜样算是找到了。

言归正传，之前，老沙弥发过一篇这方面的文章：冷却水系统之(一)凉水塔。看过这个文章，再结合这篇文章所述的内容，然后，回过头来看看，网络上的一些商家，打着节能的旗号，到处鼓吹着一些不着调的方案，实在令人抓挠。为此，老沙弥这里随便以华南某地需要进行冷却系统进行选型设计，和大家一起参谋参谋。

一、基本设计参数的确定

        华南地区，湿球温度这里按28℃取值，一般经济的可以达到的出水温度与湿球温度差值在2.8~3.9℃之间，那么进水温度取值就是31~32℃。至于冷却塔回水温度，建议在45℃以内。综合考虑，选择32℃进水，回水40℃进行设计考虑。据此，确定了热负荷，根据自己的工况，也就确定了循环水量，这里，老沙弥的需求是1400m3/h。

二、初步淘汰部分方案

1、直流水冷却系统（Once-Through Cooling System）

        这种冷却系统最大的有点就是节省了冷却塔的设备投资，但其缺点也很明显：A、用水量很大，说白了，1400t都是用水量。常规开式冷却塔补水仅20t/h，差距很大，如果计算水资源费的话，非常不合理；B、水质受外界影响很大，比如洪水什么的，对换热设备很不利；C、对水质和生态的保护欠佳。可见，这种系统好像除了省下点冷却塔费用之外，基本没什么好处。

2、大气冷却塔和自然通风冷却塔

        大气冷却塔（Atmospheric Cooling Towers，上图）缺少了动力引风装置，同时也缺少了很多填料，所以，优点就是便宜，缺点很明显，温差小，效果差，对于工业化要求来说，远远不能满足，一般的拼凑，也不是不可以。而对于自然通风冷却塔（Natural Draft Cooling Towers，下图），运行成本低，但是建造成本高，非一般的大型电厂之类，用它还不划算。

三、干、湿冷却塔的对比

        干、湿冷却塔的说明，以及它们各自的优缺点，参见老沙弥自己整理的下表。从下表，我们可知，开式和闭式冷却塔，各有其优势和劣势，对于我们自身而言，要根据自身需要，去选择合适的冷却塔型式。

1、温差范围：开式冷却水系统比闭式的温差范围要大得多，以这个为例，目前取的是8℃温差，如果采用闭式冷却系统，温差取值，将会减小，进而，循环水量增大，终端换热面积加大。

2、出水温度：由于开式冷却可以将出水温度降至干球温度以下，而干式的却不可以，仅这里的差距，就注定了开式冷却带走热量的能力比干式的要高。

3、设备造价：由于闭式冷却大量采用换热性能高的金属材料，所以其造价比开式的贵几倍，老沙弥没买过，应该也是这个理。

四、干、湿冷却塔的耗电情况

        这个参数除了向各个厂家获取这种老土办法之外，实际上，《机械通风冷却塔 第1部分 中小型开式冷却塔》和《制冷用闭式冷却塔》这些标准里面也有这方面耗电比的数据。这里的耗电比是指：冷却塔风机、水泵功率kw与冷却水流量m3/h的比值，单位kw/(m3/h)。如果，稍加对比，结合工况，就可以大概知道相应的冷却塔配备的电机功率大小了。

        针对这个选型数据来说，如果闭式我们取其上限值，也不过0.1kw/(m3/h)，才140kw，对比我们选取开式冷却塔，也取上限值5级能效，也才70kw。这个数据对不对呢？我们看看某厂家的200m3/h（闭式的规格相对小很多）的闭式配备功率为15+11kw，而开式200m3/h的配备功率为7.5kw。

    所以这些耗电数据虽然不代表真实数据，但还是值得拿来快速参考。但最核心的温差要求这块，开式更胜一筹。这才是这次选型数据的核心。

五、闭式循环冷却的类型和特点

        从上面可以看出，闭式冷却系统并不适合老沙弥现在的工艺数据，但，很明显，闭式冷却系统，也有很明显的优点，比如不需要补水，没有结垢问题等。从这个特点看来，其更适合水资源极其珍贵的地方，又或者在别的方面经济账算得更好的地方。但只要把握好，总会在合适的地方，得到最好的应用，下面我们顺便学习下闭式冷却塔的类型和特点吧。

1、空气干式冷却塔

        空气干式冷却塔（Air dry cooling tower）实际上就是普通的空气冷却换热器Air Cooled Heat Exchangers，如果在换热器那边有学习到的话，这里就不难理解了。

2、绝热冷却塔

        绝热冷却塔（Adiabatic cooling tower）将水喷射到进入的空气中或纸板垫上，以在空气通过风冷式热交换器之前冷却空气。所以，大多数绝热冷却塔也是混合冷却塔（下面将会讲到）。

3、蒸发式冷却塔

        蒸发式冷却塔（Evaporative cooling tower）将空气引流穿过水的冷却变成湿热空气排放到大气中。由于具有了蒸发的特性，所以其较为接近于常规的开式冷却塔，比纯粹的风冷更为节能。

4、混合式冷却塔

        混合式冷却塔（Hybrid cooling tower）兼具多种功能，在炎热时使用湿冷（用水喷淋）和在不热时使用干冷（风吹），又或者在一半喷淋，一半风吹这种模式进行操作。通过这种更为理性的调节，比纯粹的开式冷却塔节水可以达80%左右，但造价、占地肯定会更高。

       老沙弥尽可能每次都能给大家分享点东西，这次，分享的是maley企业出版的《冷却塔基础知识》，注意，是英文版，不过，老沙弥这个版本是可以复制的，可以对照翻译着看。如果你想获取这本书，你就得按老规矩来了，不仅需要分享这篇文章而且还要赞赏（一分也是个意思）。

参考文献：