中央空调冷却塔的工作原理、结构组成与选型指南

中央空调冷却塔的工作原理、结构组成与选型指南

中央空调冷却塔是将中央空调产生的大量热水，通过冷却塔将热水分散，通过空气流动直接热传递和液体水转化为气态吸收大量热量，而被大气带走，使得水温得以降低，水被回收循环使用的装置。本文将详细探讨中央空调冷却塔的工作原理、结构组成和选型方法。

中央空调冷却塔工作原理

常规水冷系统制冷原理：

水冷冷却塔原理：

冷却塔的工作过程

1. 布水：高温水由塔顶的布水装置均匀喷淋到填料上，形成连续水膜，并向下流动。常用的布水器有水溅式、水洒式、喷嘴式等。

2. 换热：在填料表面，水流与逆向上升的冷空气充分接触，传热传质，水中的热量以显热和潜热的形式散入空气中。

3. 集水：未蒸发的冷却水流入塔底集水盘，与补充新水混合后，由循环水泵加压输送至用水设备。

4. 通风：塔体下部安装风机，抽取塔外冷空气，从下至上穿过填料的水流，带走热量和水蒸气后，由塔顶排出。

5. 飘水：少部分细小水滴被气流夹带至塔外，形成水雾，称为飘水。合理控制通风速度，设置除水器，可减少飘水。

冷却塔分类

1. 按通风方式分：

• 自然通风冷却塔：依靠热压和风压自然形成气流，如大型超静音冷却塔。
• 机械通风冷却塔：利用风机产生强制气流，如普通工业冷却塔。

2. 按气流流向分：

• 逆流式冷却塔：水流与气流逆向流动，塔型高大，换热均匀。
• 横流式冷却塔：水流与气流呈90度夹角流动，塔型矮小，布水不易均匀。

3. 按进风方式分：

• 顺流式冷却塔：空气从塔体侧面进入，与水流同向并流。
• 横流式冷却塔：空气从塔体底部进入，与水流垂直。

4. 按构造分：

• 框架式冷却塔：用钢架或钢筋混凝土架构成塔体框架。
• 壳体式冷却塔：用FRP、PVC等材料制成一体化塔体。

冷却塔结构组成

空调冷却塔主要由：冷却塔塔体、电机、风机、风叶、填料、布水装置、水管等组成。

1. 塔体：由集水盘、填料、配水系统、风机、进风口、导流装置等组成，是冷却塔的主体部分。材质有玻璃钢、不锈钢、木材等。

2. 集水盘：用于接收冷却后的水并将其引出，一般为钢筋混凝土或玻璃钢材质。设有溢流口、排污口、放空管等。

3. 填料：安装在塔体内，用于扩大换热面积和延长接触时间。填料分为蜂窝式、波纹式、斜交错式等，材质有PVC、PP等。

4. 配水系统：包括水泵、配水管、布水器等，将热水均匀喷淋到填料上。常用旋流式、喷嘴式等布水器。

5. 风机：置于塔体下部，产生气流，加强空气流通。工业冷却塔常用离心风机或轴流风机，需有足够风量和压头。

6. 飘水分离器：安装在塔体出风口处，捕捉气流中的水滴，减少飘水。常用多层折流板式、波纹板式等。

7. 电机：带动风机旋转，提供动力。应选用全封闭、防水、耐腐蚀电机，便于维护。

中央空调冷却塔选型

冷却塔要求的水量可按以下公式计算：

qm,w：冷却塔水量（t/h）；
Qc：冷凝器负荷（KW）；
Qe：蒸发器负荷（KW）；
△t：冷却水进出口温差（℃）；
注：压缩式制冷机组△t=5℃，吸收式制冷机组△t=6℃；
K：考虑制冷机组功率热量/系数，对压缩式制冷机组k=1.25-1.3。

冷却塔容量变化

不同湿球温度下

参考文献：
[1] 潘家华,李先庭.冷却塔设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2016.
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