马利冷却塔基础知识

马利冷却塔 第二部分 技术基础知识

第二部分 技术基础知识（提纲）

一、冷却塔

二、冷却塔的降温及耗水量分析

① 冷却水的部分蒸发

② 冷却水的适量放空

③ 飘水损失

三、冷幅△t和逼近度A对塔容量的影响

四、广州马利冷却塔构件材料及特点

五、SR系列圆形逆流冷却塔设计说明

六、SC、SNC系列方形横流冷却塔设计说明

七、SRC系列方形逆流冷却塔设计说明

八、QDF系列多边形横流式冷却塔设计说明

九、AQ系列侧出风横流式冷却塔设计说明

十、广州马利逆流式与横流式冷却塔比较

十一、广州马利冷却塔对比表

十二、主要冷却塔厂家比较表（仅供参考） 马利冷却塔 第二部分 技术基础知识

—— 一、冷却塔

冷却塔是水与空气进行热交换的一种设备，它主要由风机、电机、填料、播水系统、

塔身、水盘等组成，而进行热交换主要由在风机作用下比较低温空气与填料中的水进行热

交换而降低水温。水塔的构造及设计工况在说明书上有注明，而我们现在采用的水吨为单

位是国际上比较常用的单位。在计算选型上比较方便，另冷却塔在选型上应留有20%左右

的余量。

以日立RCU120SY2为例：

冷凝：37℃

蒸发：7 ℃

蒸发器：Q = 316000 Kcal/h Q = 63.2m3/h

冷凝器：Q = 393000 Kcal/h Q = 78.6m3/h

这些在日立的说明书上可以查到；

如选用马利冷却塔则：

78.6×1.2 = 94.32 m3/h（每小时的水流量）

选用马利SR-100可以满足（或其它系列同规格的塔，如SC-100L）

在选用水泵时要在SR-100的100吨水中留有10%的余量，在比较低的扬程时可选用管道泵，

在扬程高时则宜选用IS泵。

100×1.1=110吨水/小时

选用管道泵GD125-20可以满足；

而在只知道蒸发器Q=316000Kcal/h时，则可以通过以下公式算出需要多大的冷却塔：

316000×1.25（恒值）= 395000 Kcal/h,

1.25——冷凝器负荷系数

395000÷5 = 79000 KG/h = 79 m3/h

79×1.2（余量） = 94.8m3/h（冷却塔水流量）

（电制冷主机—通式：匹数×2700×1.2×1.25÷5000 或 冷吨×3024×1.2×1.25÷5000

= 冷却塔水流量m3/h）

马利冷却塔 第二部分 技术基础知识

—— 二、冷却塔的降温及耗水量分析

在冷却塔的水气热交换中，水蒸发吸收潜热、湿空气升温吸收显热，是冷却水温度降

低的原因。据热平衡原理有：

Q = r×I + C×CL×ΔT, Kcal/h ⑴

或 Q = LO×（t1-t2）, Kcal/h ⑵

式中，Q：冷却水释放的热量，即是冷却水塔的热负荷或制冷量

r：水的蒸发潜热 Kcal/h

I：水的蒸发量 Kg/h

C：空气的比热 Kcal/kg.℃

CL：空气的质量流量 Kg/h

ΔT = T2-T1：空气通过水塔的温升 ℃

LO：冷却水的质量流量 Kg/h

t1-t2：冷却水进出塔的温差 ℃

众所周知：水的蒸发潜热是很大的（约2427.9KJ/KG或580Kcal/KG）而空气的比热则

是很小的（0.2Kcal/kg℃），所以两种热量传递方式中，尤其是在气候温度比较高时，水的

蒸发吸收的热量是引起冷却水降温的主要原因，而水、气之间的温差传递则是次要的，二

者比值将随着气候条件而变化。通常，可设水蒸发吸热占总散热量的75~80%，温差传热占

20~25%，并以此比值估计水塔的空气用量，但是实际上则不然，许多资料表明，我公司实

测数据亦证实，水蒸发吸收的热量随气候条件变化是很明显的，高可达95%以上，低则小

于75%，了解冷却水塔的工作原理，就不难进行耗水量分析，如不考虑冷却水系统的漏损，

则冷却水的消耗包括如下三部分：

①、冷却水的部分蒸发：

部分水蒸发引起冷却水消耗是正常的、必须的，其消耗量不仅同冷却水本身的质量、

流量、降温幅度（即热负荷）有关，同时还和入塔空气的温度（包括干球温度和湿球温度）

和质量流量有关，为了向用户提供较可信的蒸发数据，我公司在收集并分析有关数据的基

础上，用试验方法验证，测得数据用如下公式计算的：

e=G(X2 - X1)/L×100%

式中： e：水的百分蒸发量 %

G：空气的质量流量 kg/h 或 kg/min

L：冷却水的质量流量 kg/h 或 L/min 马利冷却塔 第二部分 技术基础知识

X2 - X1：空气在出塔和入塔时的含湿量 kg/kg

下表列出收集的文献数据及本公司的实测数据，不难看出文献值的平均值与实测值是

极其接近的。因此，对冷幅为5℃（或9O F）的标准型冷却水塔，按0.83%冷却水量或0.166%

冷却水量/1℃（或0.088%冷却水量/1O F）估计水的蒸发损失是可信的、合理的。 冷却水塔正常运行时的蒸发量

水 的 蒸 发 量

资料来源 水塔冷吨e=E/LX100%

r=e/R.%L/℃ r=er.%L/ O F

C T I —————————— 0.180 0.100 ASHRAE —————————— 0.144 0.080 中 国 —————————— 0.149 0.083 MARLEY 40-300 0.94-0.69平均0.80 0.167-0.122平均0.142 0.093-0.068平均0.079SHINWA 100 0.82 0.166 0.092 平 均 0.803 0.158 0.088 注：适用于标准设计条件的冷却水塔：37℃/32℃/28℃ MARLEY：美国马利冷却塔公司

CTI：美国冷却水塔协会

ASHRAE：美国供热-制冷-空调工程师学会

NARKET：美国大型冷却塔制造厂

SHINWA：日本大型冷却塔制造厂

E： 水的蒸发量 1/min

L： 冷却水量 L/min

E： 水的百分蒸发量 %

R： 冷却水降温幅度 ℃ 或 OF

r: 每降低1℃（OF）时水的百分蒸发量，%L/℃（OF）

②、冷却水的适量放空：

为了保证冷却水的水质达到国家环保要求，允许冷却水有一定比例的放空量，以便补

充更新。通常，此放空量控制在冷却水总量的0.3%，亦可由用户据环保技术规范自行确定

放空量。

这里，简要介绍当前国际制冷空调界十分关注的一个问题，即冷却水中的肺亲和性菌，

是如何繁殖，生长及应如何防止。 马利冷却塔 第二部分 技术基础知识

肺亲和性菌是一种病原细菌，其感染症状早在1942年就被列为不明原因的疾病而报道

过，但引起人们十分震惊则是70年代中期的一次会议发生的严重死亡事件，1976年7月

至8月间，美国费城饭店召开退伍军人会，到会者许多人发生原因不明的急性肺炎，很快

不治而亡，死亡率达15.8%，因此后来便称之为《肺炎型退伍军人病》，经研究证实，这种

病菌的生成、繁殖及传播与空调设备（包括冷却水塔）有关，原来，肺亲和性菌是一种在

各种环境下均可发现且分布极广的士壤菌，广泛分布于自然界的土壤和水中。之所以易在

水塔的循环水中生成和繁殖，估计是由于水中的多种成份经不断浓缩又成为各种微生物滋

生的营养液。虽然目前尚未弄明白这种细菌什么条件下侵入及什么条件对其滋生最有利，

但无疑地，水塔中循环水的水温（约20—32℃）周围潮湿的环境以及不断浓缩而形成的营

养液，都为肺亲和性菌繁殖提供了条件，这种细菌在冷却塔运行时随水飘出而进入大气中，

如被人们吸入，便被感染，尢其是老年慢性病患者和免疫性差的人更易染上。

基于上述，除非不准用冷却水塔，否则肺新和性菌侵入冷却水中并随水飘出而进入大

气中是可能的，且又是难于避免的，可是，由于冷却水塔具有空冷式冷却设备所不能比拟

的优点，如冷却效率高，逼近值可低到3~5℃，第一次投资和能耗低等，因此，在以前、

现在乃至将来，它的广泛应用，已是人们所接受的事实，问题的关键是如何采取积极的有

效的措施，来抑制肺亲和性菌的滋生和繁殖，综合国内外有关文献介绍的方法，大致如下：

A、定期于冷却塔循环水中投放消毒（杀菌）剂。

B、冷却塔应定期检查水质，定期清洗和换水。

C、降低冷却水营养化程度——即提供较大比例的补充水，有关资料指出：补充水量占

总量的4%时，仍可测出有肺亲和性菌，不言而谕，从防止肺亲和性菌滋生而言，补充水应

大于总量的4% 。

事实上，上述措施十分简便易行，但又是十分有效的，值得注意的是：要明确制度，付之

实施，持之以恒。

③、飘水损失

这是一项非正常的水耗，也是衡量一台冷却水塔技术性能的指标之一，通常飘水损失

应控制在冷却水总量的0.2%以下，它的大小和水塔的结构（是否采取除水设备）、风机的

性能（包括风量、风压及叶片角度的调节以及它们之间的匹配等）、水泵的匹配以及水塔的

安装质量等因素有关。

综上所述，冷却水塔处于正常运行时，补充水量为总水量的1.3% 。（设计时建议加大

到2.5%，如考虑抑制肺亲和性菌时，则应大于4% 。）

对于马利冷却塔而言，由于飘水损失极小，在运行时的自动补水量即为蒸发损失0.83%，

设计时可加大到1% 。马利冷却塔 第二部分 技术基础知识

—— 三、冷幅△t和逼近度A对塔容量的影响

有两个名词术语，现定义如下：

冷幅△t∶△t = t1 - t2

t1 --进水温度， t2 --出水温度

它等于冷却水进、出塔的温差，表示冷却水通过水塔后的降温幅度（简称冷幅△t），

△t值的大小是由使用者要求规定的，但如果一个水塔的热负荷和水流量确定时，它的大

小也就被决定了。

逼近度A∶A = t2 - tw2 tw2.--空气的湿球温度

它等于冷却塔出水温度与空气湿球温度之间的温差，表明出塔水温逼近湿球温度的程

度，简称逼近度A，当一个冷却水塔的热负荷、水流量以及空气入塔条件确定时，逼近度

A是该塔容量的函数，较大容量的水塔，能得到较小的A值，即出水温度越逼近湿球温度，

下面应用△t、A的定义解释几个用户关注的问题：

1、冷却塔出水温度能否低于32℃，比如说30℃或25℃？

和一般降温用的热交换器一样，逼近度A即是热交换器的冷端温度差，因此，冷却水

塔的出水温度只能逼近空气的湿球温度而不能等于或低于湿球温度，否则，不仅散热面须

趋于无限大，同时结构上要采取许多复杂的技术措施，基于上述，对冷却塔取A≥3℃是较

适合的（CTI推荐：取A≥t2=5O F或F≥2.8℃),由此可推论出，若空气的湿球温度tW2=27

℃,那麽冷却水塔出水温度t2=30℃是有可能的，而t=25℃则是达不到的；但如果tW2＜25

℃，则t2＞25℃又成为可能了。其可能性与否，与气候条件有关，因此，不同国家、不同

地区的冷却水塔设计条件是不同的，如果1个国家地跨不同温区，则有关标准中会规定一

个标准设计条件（中国标准为28℃湿球温度），用于湿球温度不同的地区时则需进行换算。

2、相同水量，相同湿球温度，不同进出水温度但维持△t（进出水的温差）值相同时，选

塔容量是否一样？ 答案是：否！

有人提出：水量相同，湿球温度相同（如27℃），冷幅△t值相同（△t =5℃）但进出

水温度分别为37/32℃和35/30℃，那么选用的塔容量是否一样？

对上述条件，虽然塔的热负荷是相同的，但按CTI推荐方法或国家标准GB7190-1997，