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冷却塔的蒸发率
冷却塔蒸发率是衡量冷却塔性能的一个重要参数，其含义为在冷却塔中，水分子蒸发的速度与冷却塔进水流量的比值，通常以百分比表示。
以下介绍几个关键的影响因素：
1. 空气湿度：空气湿度越大，冷却塔的蒸发率就越低。
2. 进水温度：进水温度越高，蒸发率就越高。
3. 压力：压力越低，蒸发率越高。
4. 风速：风速越大，蒸发率就越高。
在不同的环境和工况条件下，冷却塔蒸发率的标准值是不同的。
《工业冷却水处理规程》（GB50050-95）中规定，冷却塔蒸发率的标准值为5%～10%。
《施工图、验收及质量问题》（CJJ/T62-2007）规定，冬季条件下冷却塔蒸发率应不小于4%，夏季条件下应不小于8%。
另外，《空调和净化设备用水处理制冷机组通则》（GB/T 14294-2008）也规定，冷却塔的蒸发率应在5%～10%之间，并且在运行中应保持稳定。
了解冷却塔蒸发率的计算方法和影响因素，有利于提高冷却效率，有效节约能源消耗。
如需了解更多关于冷却塔的信息，建议查阅工业制冷机领域的权威书籍或手册。
1、现场工况1.1安装地点：中国室外环境温度：-25°C〜+40°C1.2大气条件：海拔<1000M最咼气温：+40°C最低气温:-25°C日温差:25C相对湿度:<95%湿球温度:T=28°C空气成分：含少量粉尘性固体颗粒1.3电源条件低压电380V/220V±10%/50Hz(+1;-2)Hz/三相四线制2、使用工况在以上动力供应及使用环境条件的范围内，全天候、24小时连续正常工作。
且能满足设备每日白天开启，夜晚关闭的使用要求。
且空冷塔停运后，能够15分钟内彻底排空盘管内的水。
循环水为去离子水，喷淋水为市政自来水。
3、招标范围（1）设备购置：负责招标内容所要求的设备的制造、检验、包装、运输、装卸及现场交货等；（2）设备安装：负责招标内容所要求的设备的组装，并现场指导安装。
（3）设备调试及验收：负责招标内容所要求的设备的调试及验收工作。
（4）售后服务：负责招标内容所要求的设备备品备件及专用工具的提供及售后服务工作。
（5）全套中文技术资料（包括安装、调试、使用、维护和保养说明书、备品备件清单等）；每台设备提供全套中文技术资料（包括安装、调试、使用、维护和保养说明书、备品备件清单等）；提供设备所有备品备件、易损件名称、图号（规格型号）纸质清单和电子清单（光盘）。
4、设计、结构和参数要求4.1设计总则4.1.1闭式冷却塔应为专门从事该设备制造的生产厂家的产品，并应按本规范书的要求提供完整的设计，组装和性能资料、图纸及外观图片、内部图片（包括风机、电动机、盘管、接头、填料及其他零部件）。
4.1.2横流闭式冷却塔应采用模块式，4台空冷塔沿东西方向并排安装，空冷塔南北两侧进风，进出水母管从南北两侧引出，检修门开在空冷塔的东西两侧。
4.1.3闭式冷却塔应包括塔体壁板（包括进风格栅）、风机、冷却盘管、喷淋循环水系统、喷淋布水系统、水过滤器、集水箱以及为满足闭式冷却塔安全运行、维护所必须的附件。
一种湿球温度的计算方法摘要：使用湿球温度计准确测量湿球温度只适用于少数场合，湿球温度计测量准确性对纱布水套、水质、通风状态、风速等条件要求严格，只有条件都满足时，才能得到相对准确的结果，查找湿球温度表得到的湿球温度范围大，准确度不高，实时性不强，需要人工操作，不适合发电厂水冷塔就地实时测量湿球温度。
本文谈到的湿球温度的计算方法不直接对湿球温度进行测量，而是参考热力学原理，通过方便测量的干球温度（普通的大气温度）与空气湿度两个参数来间接计算湿球温度，可以解决直接使用湿球温度计和手动查找湿球温度表带来的不便。
关键词：湿球温度，干球温度，湿度，干空气焓值，湿空气焓值一、背景火电厂大多采用凉水塔以水作为循环冷却剂从汽轮机排汽中吸收热量排放至大气中，冷却过程靠空气带走热量而降温。
湿球温度是指在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。
湿球温度代表空气从蒸发的水中带走热量后最低可达到的温度。
当干冷空气经过冷却塔以后就变成了湿热空气，呈现饱和状态，所以湿球温度越低，同等条件下冷却的极限温度越低，所以理想化的冷却塔出水温度最低等于室外空气的湿球温度。
由此可以看出，与水接触的空气越干燥 (湿球温度越低)，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。
可见室外空气的湿球温度也是制约一台冷却塔散热能力的因素之一。
电厂中凝汽器背压和过冷度是机组运行中的重要参数，凝汽器背压、过冷度与机组的功率、微增功率、热损失有着密切的关系，生产运行要求凝汽器背压和过冷度有一个最佳值。
而机组运行背压、凝结水过冷度是由机组负荷、循环冷却水温度和循环水流量等因素决定的。
空气湿球温度对循环冷却水温度有直接影响，而空气的湿球温度随着天气变化会有巨大变化，导致循环水温度变化，准确稳定的失球温度值对凉水塔的合理使用有很重要的参考价值，因此获取实时的、准确的湿球温度值对循环水控制系统有重要指导意义。
目前实验室采用湿球温度计测量湿球温度供行业参考，但测量环境要求严苛，不具备广泛实用性，现场大多采用查找湿球温度表来得到大概的湿球温度，但不具有实时性。
湿球温度对冷却塔的
影响
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湿球温度对冷却塔的影响
湿球温度代表在某一地点某一时间，水通过蒸发所能达到的最低温度。
即水在冷却塔中可能被冷却到的最低温度，即冷却塔出水温度的最低极限值。
湿球温度对冷却塔出水温度的影响非常大。
通常天气预报的温度是指干球温度，湿球温度永远低于干球温度。
湿球温度是指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度，在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上，对应点的干球温度。
用湿纱布包扎普通温度计的感温部分，纱布下端浸在水中，以维持感温部位空气湿度达到饱和，在纱布周围保持一定的空气流通，使于周围空气接近达到等焓。
示数达到稳定后，此时温度计显示的读数近似认为湿球温度.
冷却塔出水温度实际上不能等于或低于湿球温度，一般情况下出水温度t2高需于湿球温度3℃以上，即逼近度 (Approach Temperature,指冷却水塔出水温度与外气湿球温度之差值)t2-t1≥3℃。
逼近度越小越难达到。
如果要将出水温度降到湿球温度，则冷却塔必须做到无限大；
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湿球温度的物理意义
湿球温度是不能根空气中的湿度有关。
简单来说，在干球温度相同的情况下，空气中湿度越大，水就越不容易挥发，湿球温度就越高。
反之，空气越干燥，水就越容易挥发，湿球温度就越低。
对于冷却塔，冷却塔制冷就是靠水挥发成水蒸气而带走热量（当然出了热传递部分）。
这样也就是说，冷却塔冷却的极限温度就是湿球温度。
比如湿球温度为28度，冷却塔的冷却极限就是28度。
当然这事理论上来的，实际上，冷却塔还达不到湿球温度那么低，一般都相差3～5度。
干湿两用冷却塔的结构设计刘乃玲;李楠;李伟【摘要】本文分析了干湿两用冷却塔的换热机理,设计了翅片管式换热器,并对该换热器干工况和湿工况的冷却能力进行了比较,经过试算找到了干湿工况运行的界限温度,通过分析得到了一些有价值的结论,为干湿两用冷却塔的研制提供了参考依据.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】5页(P23-27)【关键词】干湿两用冷却塔;湿工况;干工况;界限温度【作者】刘乃玲;李楠;李伟【作者单位】山东建筑大学热能工程学院,济南,250101;同济大学博士后流动站,上海,200092;山东建筑大学热能工程学院,济南,250101;山东建筑大学热能工程学院,济南,250101【正文语种】中文【中图分类】TU991.42%TU991.34+2%TQ051.51 引言在开式冷却水系统中,水与外界相接触,运行一段时间后,空气中的污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及细菌等,均可进入循环冷却水系统。
随着冷却水的不断循环、蒸发,水中的营养源随之增加,促使藻类微生物迅速繁殖,不仅使冷却水水质恶化,而且还和其它杂质掺混形成粘垢,同时还会出现盐分的浓缩现象[1],使循环设备管道腐蚀、结垢,造成换热器传热效率降低,过水断面减小,甚至使设备管道腐蚀穿孔,从而降低了制冷设备的使用寿命。
而在干湿两用冷却塔中,采用翅片管换热器,盘管将冷却水和空气隔开,被冷却水在盘管内流动,避免了水与空气直接接触,管内水质较好,有效地保护了制冷机,提高了制冷机的工作效率,延长了制冷机的使用寿命。
并且在过渡季节,可以将湿式运行切换到干式运行,用空冷的方式满足运行要求。
2 干湿两用冷却塔的理论分析2.1 干湿两用冷却塔的工作原理干湿两用冷却塔是一种双工况运行的冷却塔,其原理为夏季通过喷淋水的蒸发以冷却盘管内的水,即湿工况。
当室外气温较低时,关闭喷淋水采用室外空气直接冷却,即干工况。
其工作原理如图1所示。
这种冷却塔由翅片换热盘管、风机、循环水泵、喷嘴等部分组成,传热部分是一个由翅片换热盘管组成的蛇形换热盘管组,管组装在由型钢和钢板焊制的立式箱体内,箱体最底部为一个蓄水池。
冷却数计算中蒸发水量引起的修正系数问题赵顺安中国水利水电科学研究院 北京 摘要：采用焓差法进行冷却数计算时，会出现一个修正系数，蒸发水量带走热量的系数。
其取值及在 计算公式中的位置不同计算结果差异较大，不同的规范标准之间相互矛盾，本文通过理论分析、计算 和比较，指岀了该系数较为合适的定义、位置、计算取值公式以及对热力计算的影响，认为热力计算 中可以准确地取K = 1为规范标准修编提供参考。
关键词：冷却塔、冷却数、修正系数 引言国内外规范标准中的冷却塔热力计算都采用焓差法，在用焓差法推导冷却数的过程中，由于进入 冷却塔的循环水在冷却过程中存在蒸发，所以，水流量在冷却过程中是变量，但由于蒸发量是个小量， 公式推导时将其按常数处理，并乘以一个小于1的修正系数。
该系数即是蒸发水量带走热量修正系数， 文献［1］建议该系数置于冷却塔积分式前， 我国相关的规范标准对此系数的位置、取值互不统一，文献⑵〜［4］与文献［1］对该系数的处理一致即:式中Q 为循环水流量，kg/h ； K a 为与含湿差有关的散质系数，kg/(hm 3) ； V 为填料体积，m 3 ；c w 为水的比热，kJ/(kg o C) ； t1,t2分别为进岀塔水温，o C ； i ',i 分别为与水温相应的饱和蒸汽焓，空气焓，kJ/kg ； K 为蒸发水量带走热量的修正系数，计算公式为式(2)t 2586 -0.56(t 2 -20)文献［1］认为该系数值约为0.95。
文献［5］〜［8］中冷却数计算公式为系数的名称为蒸发水量带走热量系数，冷却数N 的计算公式为K a V Q1 ：C w dt Ji '」(1)(2)式为：C w dtKK a VQ t ；i —i文献［5］与文献⑹的蒸发水量带走热量的修正系数计算公式与式同，文献⑺与⑹的计算公K 十也t2式中t2为与岀塔水温相应的水的汽化潜热，kJ/kg文献［9］〜文献［13］不考虑蒸发水量带走热量的修正系数影响，即 K 取值为1。
通过间接蒸发冷却降低到空气湿球温度以下作者：Ala Hasan*摘要：间接蒸发冷却是一个用于冷却空气的可持续方法。
限制蒸发冷却器广泛使用的主要因素是过程的极限温度，即室外空气的湿球温度。
在本文中，介绍了一种通过间接蒸发冷却产出空气温度低于湿球温度以下的方法，而不是通过蒸汽压缩机械机组。
主要的方法是使产出空气分流作为工作空气进入冷却器，即在最后冷却及送入房间之前进行间接预冷。
从而开发了一种用于热质交换过程的模型。
四种类型的冷却器研究如下：三个两级冷却器（一个逆流，一个并流以及一个并流-再生流结合）和一个单极逆流再生冷却器。
结果表明，这种方法用于间接蒸发冷却能够产出低于室外空气湿球温度的空气。
对于此过程来说，极限温度是室外空气露点温度。
对于研究的两级逆流，并流和并流-再生结合的冷却器的湿球效率（E wb）分别为1.26,1.09及1.31，而对于单极逆流再生冷却器是1.16。
这种方法扩展了蒸发冷却器在建筑以及其他的工业领域的应用潜能。
关键词：间接蒸发冷却湿球温度以下接近露点1. 引言建筑业占世界总能源消耗的主要部分。
它有最大的提高能源利用效率的潜力。
冷却能源是一个重要的能源，由于室内舒适性需求的增长和全球变暖的影响，冷却需求持续增加。
蒸发冷却是一个有效的和经济上可行的方法。
因为工作流体是空气和水，这是一个可持续的解决方法。
此外，蒸发冷却不仅限于建筑冷却，也可以应用在许多其他的农业和工业[1]。
然而，常规的蒸发冷却具有严重的热力学限制：过程的极限温度是室外空气的湿球温度，在实际中得到的温度甚至更高。
由于这个原因，在许多情况下，冷却流体不能达到合适的低温，因此蒸发冷却的利用潜能是有限的。
因此，新的方法和技术是产生所需的冷却能源。
通过蒸发冷却降低到空气湿球温度以下解决了这种限制，因为它能使冷却温度低于室外空气湿球温度。
有几项研究通过蒸发冷却和许多创新的想法实现降低到空气湿球温度以下。
然而，大多数暖通工程师不知这些方法，以及相关的结果没有共同使用。
湿球温度与闭塔蒸发冷却能力关系的研究
摘要：蒸发冷却技术广泛应用于冷却塔，冷却塔有开式和闭式之分。
环境湿球温度对开式冷却塔性能的影响基本是明确的，但对闭式冷却塔的性能影响尚不十分明确。
本文即以探究环境湿球温度对闭式冷却塔蒸发冷却能力的影响为研究目的，以理论模型闭塔、实际产品闭塔以及开式冷却塔为比较对象，给出了不同闭塔塔型以及同一塔型在不同管材、管径、壁厚等设计细节时环境湿球温度与被冷却水出口温度间的对应关系，并与开塔作了比较。
关键词：蒸发冷却；闭式冷却塔；湿球温度
0 前言
蒸发冷却是利用水与空气的之间的热湿交换来完成的，其主要应用场合之一是冷却塔。
冷却塔根据水与空气的接触方式分为开式冷却塔和闭式冷却塔。
当工艺水与空气直接接触进行热湿交换时，就称之为开式冷却塔；当工艺水与空气不接触，即工艺水在盘管内流动，其与空气的换热是通过其与管内壁的对流换热、管壁热传导、管外壁与管外喷淋水的对流换热、管外喷淋水与空气的对流和蒸发换热完成的，由于工艺水在工艺过程的冷却系统中封闭循环，故称之为闭式冷却塔。
冷却塔与一般换热器的最大区别是：其运行工况随环境湿球温度的变化而变化是其运行的常态。
对开式冷却塔，由于水与空气直接接触，根据焓差法，其冷却能力与环境湿球温度的关系是明确的。
文献[1]阐述了开式冷却塔的各种参数对塔性能的影响，文献[2]也研究了开塔的相关设计参数和空气参数对开塔性能的影响，文献[3]研究了开塔进出口水温对出塔空气温度的影响，文献[4][5]分别研究了环境湿球温度和空气相对湿度对蒸发损失的影响，文献[6]研究了空气质量流量对开塔冷却能力的影响。
对闭式冷却塔，文献[7]研究了喷淋水量、空气流量、湿球温度对该文所述闭塔冷却效率[7]的影响，文献[8]研究了气水比、环境湿球温度对全盘管逆流闭塔冷却温差的影响，而对于不同的闭塔塔型和同一塔型下不同设计参数，湿球温度与闭式冷却能力关系的比较，尚无相关资料或文献报道，所以本文即以探究环境湿球温度对闭式冷却塔蒸发冷却能力的影响为研究目的，以理论模型闭塔、实际产品闭塔以及开式冷却塔为比较对象，给出了不同闭塔塔型以及同一塔型在不同管材、管径、壁厚等设计细节时环境湿球温度与被冷却水出口温度间的对应关系，并与开塔作比较。
1闭式冷却塔的热力计算模型和参与比较的各塔塔型
闭式冷却塔的传热过程为热量从管内流体经过壁面传递到喷淋水中，再从喷淋水传给空气。
喷淋水向空气的传热是依靠水的蒸发传热（即潜热传热）和水与空气之间的接触传热（即显热传热）两种方式进行的。
闭式冷却塔热力计算的三个基本方程为[9]：
（1）
（2）
（3）以上各式中：（1）式代表管内流体失去的热量，（2）式代表喷淋水失去的热量为喷淋水传给空气的热量与由管内流体那里所得到的热量之差，（3）式代表空气得到的热量。
为微元高度段的传热面积；、、分别代表喷淋水的流量、管内流体的流量和干空气的流量；、分别代表管内流体的温度和喷淋水的温度；、分别代表与喷淋水温度相对应的饱和湿空气的焓和空气的焓）；、分别代表管内流体和喷淋水的比热容；代表从传热管内直至喷淋水的传热系数（以管外表面积为基准）；代表喷淋水向空气流的传质系数。
对一个全盘管的逆流闭塔，如图1，依据上述方程和的边界条件，可以设计出各种工况条件下符合冷却能力要求的一系列闭塔，本文称之为理论模型塔。
表1给出了以环境湿球温度为27℃、空气干球温度为33℃、进水温度为37℃、出水温度为32℃、管内水流量为100m3/h、大气压力为99.4kPa 时采用不同管材、不同管径、不同壁厚的四个相同冷却能力的理论模型塔（塔一、塔二、塔三、塔四），四个塔的水平管间距均为0.046m，垂直管间距均为
0.0398m ，截面风速均为2.3m/s ；与其对比的逆流开塔 （塔五）如图2，也是在
相同设计参数下与闭塔有相同的冷却能力。
图1 理论模型塔结构图 图2 逆流开式冷却塔结构图
表1 塔形说明表
从以上设计计算可知，闭塔的换热模型有两个过程，一是管内流体被管
外喷淋水冷却，换热驱动力为温差，管的作用为间壁式换热器；二是喷淋水与空
气换热，换热 驱动力为空气中水蒸汽的分压差，管外壁的作用相当于开塔的填
料。
需要多少管数，取决于管表面上所形成的喷淋水膜向空气的散热与同一面积
下管内流体向管外喷 淋水传热之间的热量平衡。
对被冷却的流体是水来说，当
管内流态为旺盛湍流（Re>104）时,管内侧换热的界膜导热系数很大，换热的瓶
颈主要在管外 侧水气的热质交换上，故全盘管塔型的管数不少为管外侧水膜的
蒸发面积所需。
如用填料部分替代这些管面积，即在喷淋水循环过程中加入一个
喷淋水在填料中的预 冷却过程，可使所需管数大为减少，从而有效地节省了塔
的成本，突破了闭塔价格居高不下的局面，在系统的综合技术经济性上增强了闭
塔相对于开塔的优势。
因此，闭塔除图1这种塔型外，还有盘管与填料叠合的各种塔型，并根据喷淋水与空气的流向不同，也有逆流、横流和混合流等多种形式。
图3即为韩国京仁闭式冷却塔结构图，系横流有填料预冷却形式，其性能数据在其公开的网站上可以录取，本文作为比较的塔型之一，称之为京仁塔型；图4为一逆流型有填料预冷却的闭式冷却塔结构图，我们有部分实测数据，该塔在本文中称之为实验塔，可用理论模型塔在实验工况下与其比较。
图3 京仁闭式冷却塔结构图图4 实验塔结构图
2 环境湿球温度对出塔水温的影响
冷却塔的设计中，进塔水温与出塔水温之差称为冷却温差，出塔水温与环境湿球温度之差称为逼近度（或称为冷幅），逼近度的高低对冷却塔的性能具有重要影响。
图5显示了在相同进塔水温和不同湿球温度下，理论模型塔的塔一至塔四的出塔水温的变化规律，并与开塔（塔五）相比较。
从图中可以看出，所有的塔，随着逼近度的增大，冷却温差随之增大，但就变化规律，闭塔和开塔并不一致。
至于该闭塔塔型的冷却温差比开塔还大，与闭塔风系统和淋水系统相对管内被冷却水系统独立有关。
在较低环境湿球温度时，由于喷淋水的进口温度与环境湿球温度之差小于相应开塔进口水温与环境湿球温度之差，喷淋水能达到更低的逼近度，所以管内水也可能达到更低的逼近度。
另外，表1所列四个闭塔的设计差异，对环境湿球温度与闭塔性能关系并不敏感，源于其为同一塔型。
图6是理论模型塔的塔一和京仁塔及开塔进行比较，这是不同塔型间的比较。
从图中可以看出，京仁塔型由于有填料预冷却，反而与开塔更接近，并且随着湿球温度的降低，该塔型的温差比开塔要小。
显然理论模型塔的塔一与京仁塔有明显的差别。
由于实验条件限制，难以复现设定工况，因此图7是以实验塔的实验工
况为基础，将与实验塔相同设计能力的理论模型塔、京仁塔和开塔倒过来复现以
上相同的实验工况（即同一台塔的变工况），其实验工况见表2。
图5 开塔和各理论模型闭塔的出塔水温 随环境湿球温度变化的曲线
图6 开塔和两种闭塔塔型对应的出塔
水温随环境湿球温度变化的曲线
图7 四种塔在实验工况下的比较
此四种塔型设计工况的湿球温度为28℃、进塔水温为37℃、出塔水温
为32℃、循环水量为27.2m3/h。
从图7中看到，四种塔型的环境湿球温度和进塔水温越接近设计工况，出塔水温的相差就越小，实验工况水流量的大小在一定范围内时对四种塔型出塔水温差影响不大。
四种塔型出塔水温有差别的原因主要并不是实验工况流量的大小导致的，而可能是由于环境湿球温度和进塔水温不同于设计工况而产生的。
3 结论
1）与开塔不同，闭塔的塔型和设计参数均影响环境湿球温度与蒸发冷却能力的关系。
2）环境湿球温度对闭式冷却塔的出塔水温影响显著，在相同进塔水温下，出塔水温随着环境湿球温度的升高而稳定升高。
对全盘管逆流形式的闭式冷却塔，管材、管径、壁厚等设计参数对环境湿球温度与冷却能力的关系有影响但不明显。
3）相同设计冷却能力的几种不同闭塔塔型，其运行工况越接近设计工况，相应的实际冷却能力越接近。
相同设计冷却能力的开塔和闭塔随着逼近度的增大，冷却温差随之增大，但就变化规律，闭塔和开塔并不一致，各闭塔间也不一致。
