冷却水塔的工作原理和检修方法

冷却水塔是集合空气动力学、热力学、流体学、化学、生物化学、材料学、静/动态结构力学以及加工技术等多种学科为一体的综合产物。它是一种利用水与空气的接触对水进行冷却的设备。冷却水塔的应用十分广泛，类型也多种多样。其中，在中央空调系统中主要有逆流式冷却水塔和横流式冷却水塔两种。这两种水塔主要区别于水和空气流动的方向。

逆流式冷却水塔中的水自上而下进入淋水填料，空气为自下而上吸入，两者流向相反，其实物外形如图所示。它具有配水系统不易堵塞、淋水填料可以保持清洁不易老化、湿气回流小、防 冻冰措施设置便捷、安装简便、噪声小等特点。

横流式冷却水塔中的水自上而下进入淋水填料，空气自塔外水平流向塔内，两者流向呈垂直正交，下图所示为其典型实物外形。该类型的水塔一般需要较多的填料进行散热、 淋水填料易老化、布水孔易堵塞、防冻冰性能不良、湿气回流大；但其节能效果好、水压低、风阻小、无滴水噪声和风动噪声，可以安装在噪声要求严格的居民区内，淋水填料和配水系统检修便捷。

根据分类方式的不同，冷却水塔有多种类型，例如按照通风方式进行分类可以分为自然通风式冷却水塔、机械通风式冷却水塔、混合通风式冷却水塔；按照水域空气接触的方式可以分为湿式冷却水塔、干式冷却水塔以及干湿式冷却水塔；按照应用领域可以分为工业冷却水塔与中央空调冷却水塔；按照噪声级别可以分为普通式冷却水塔、低噪声式冷却水塔、超低噪声式冷却水塔、超静声式冷却水塔；按照形状可以分为圆形冷却水塔与方形冷却水塔；还可以分为喷流式冷却水塔、无风机式冷却水塔等。

1.冷却水塔的结构

冷却水塔的内部结构基本相同，下面以逆流式冷却水塔为例对其进行具体介绍。下图所示为典型的逆流式冷却水塔的内部结构，可以看到，其主要由风扇电动机、减速器、风扇、布水器、布水管、淋水填料、入水管、岀水管、进风窗、冷却水塔底盘、收水器、上壳体、中壳体以及塔脚等构成。

冷却水塔中的风扇电动机主要用于驱动风扇进行运转，从而可以使风进入冷却水塔中。布水器与布水管构成冷却水塔中的洒水系统，可以均匀地将水洒至淋水填料中。淋水填料可以使水在其内部形成亲水膜，便于与风进行热交换，使水冷却。

逆流式冷却水塔与横流式冷却水塔的内部结构基本相同，不同之处在于进风窗的位置有所不同，使空气与水的接触面变为不同。

2.冷却水塔的工作原理

在中央空调中冷却水塔主要用于对水进行降温，将降温后的水经连接管路送到冷凝器中，对冷凝器进行降温。当水与冷凝器进行热交换后，水温升高由冷凝器的出水口流出，经过冷却水泵循环将其再次送入冷却水塔中进行降温，冷却水塔再将降温后的水送入冷凝器， 再次进行热交换，从而形成一套完整的冷却水循环系统。

下图所示为冷却水塔内部对水进行冷却的工作原理。当干燥的空气经风机抽动后， 由进风窗进入冷却水塔内，蒸汽压力大的高温分子向压力低的空气流动，热水由冷却水塔的入水口进入，经布水器后送至各布水管中，并向淋水填料中进行喷淋。当对于空气接触，空气与水直接进行传热形成水蒸气，水蒸气与新进入的空气之间存在压力差，在压力的作用下进行蒸发，从而达到蒸发散热，即可将水中的热量带走，从而达到降温的目的。

进入冷却水塔的空气为低湿度的干燥空气，在水与空气之间存在着明显的水分子浓度差和动能压力差。当冷却水塔中的风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气进行蒸发，形成水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能会降低，从而使循环水的温度下降。从该分析可以看出，蒸发降温与空气的温度是否低于或高于循环水的温度无关，只要有空气不断地进入冷却水塔与循环水进行蒸发，即可将水温进行降低。但是，循环水向空气中进行蒸发不是无休止的，只有当与水接触的空气不饱和时，水分子才不断地向空气中进行蒸发，但 当空气中的水分子饱和时，水分子就不会再进行蒸发，而是处于一种动平衡的状态。当蒸发的水分子数量与从空气中返回到水中的水分子数量相等时，水温保持不变。因此得知，与水接触的空气越干燥蒸发就越容易进行，水温就越容易降低。

3.冷却水塔的检修方法

通过对冷却水塔内部结构及工作原理的了解可知，冷却水塔是由风扇电动机对风扇进行控制，风扇吹动空气使冷却水塔中淋水填料中的水与空气进行热交换。冷却水塔中常出现的故障主要有无法对循环水进行降温、循环水降温不达标等。该类故障多是由于冷却水塔风扇电动机故障引起风扇停转、布水管内部堵塞无法进行均匀的布水、淋水填料老化、冷却水塔过脏等原因造成。

下图所示冷却水泵的基本检修流程：

当冷却水塔出现故障时，应当首先检査冷却水塔的外部是否破损、风扇电动机是否故障、风扇减速器是否故障、风扇是否堵塞或损坏、内部淋水填料是否损坏，布水器及布水管是否损坏以及内部是否脏污等，针对不同的故障进行检修处理。

冷却水塔的检修流程如下图所示：

1）首先检査冷却水塔的外部是否破裂，应对其进行粘合。

2）检査冷却风扇扇叶是否正常，当其发生损害应对其进行更换。

3）检査冷却风扇的电动机是否正常，当其不正常时应对其进行检修。

4）检査冷却水塔中的淋水填料是否损坏，若损坏应当对其进行更换。

5）检査冷却水塔中脏污是否过多，应当定期对脏污进行清洁。