无风冷却塔综合运行能耗分析
摘要：无风冷却塔与机械通风冷却塔相比，噪声小，节省了风机电机的能耗，但无风机冷
却塔比机械通风冷却塔的进塔压力高 左右，需要水泵提供更多的能量，与节省掉
的风机电机能耗相比之后，才能确定是否节能，不能简单地把要冷却塔的进塔水压差折算
成无风机冷却塔的增加能耗，这是不准确的。
关键词：无风机冷却塔 机械通风冷却塔 水泵 综合能耗
0概
冷却塔通过汽水交换把热量带入大气中，是循环冷却水系统的关键设备。无风机冷却
塔（亦称喷雾通风冷却塔、“免风机电机”水力取风冷却塔等）由风筒、收水器、塔体淋
水筛网、喷雾装置、进风百叶窗和集水盆组成。无风机冷却塔喷雾装置是一种射流元件，
它取代了传统冷却塔的填料和风机，喷雾装置由旋流雾化喷头、风叶、密封转动机构三大
部分组成，利用液压驱动。低压液流通过旋流雾化喷头形成雾化，喷雾流的反作用推动密
封传动机构和风叶作反向旋转，产生由下部吹向雾流的风力，气水比可达 ~。雾化
水滴与进塔空气在雾化状态下进行热交换，达到预期的降温效果。从原理上，无风机冷却
塔不需要填料和风机，节省了风机的电耗，但综合运行电耗仍需进一步测试 计算 ，才能
确定无风机冷却塔在何种情况下节约能量
要确定系统的综合电耗，必须对循环冷却却水系统涉及到的要素进行逐项 分析 ，比
如水泵的选型、水泵电机电耗、冷却塔的放置位置及风机电耗、空调机组的压力损失、循
环冷却水管道及阀门的压力损失等。通常机械通风冷却塔进塔压力要求一般在 （
个别塔型达 ），无风机冷却塔进塔压力要求约 左右，就会比机械通风冷
却塔高 ，对循环冷却水系统总的能耗而言，要以系统为基础综合各方面的因素进
行电能消耗比较
1 冷却塔的位置及循环冷却水管道的压力损
冷却塔设定放在建筑物的裙房屋面上，循环冷却水管道总长按 70m计算，管道局部损
失按沿途损失的 30%计算。为了减少管道的损失，建议管径≥DN200，V＜
DN100~150，V＜
环冷却水管道的流速、配管尺寸及管道损失等，见表 1
表 1 循环冷却水管道的流速、配管尺寸及管道损
续表 1 循环冷却水管道的流速、配管尺寸及管道损
实际以计算数据为准，建议总管损小于或等于 ，以节约能耗
2 机械通风冷却塔配套功率的确
机械通风冷却塔风机电机功率 参考 “中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔”-
1997中 C型塔Δt=5℃的工况选定，根据其规定，实测耗电比不大于 (m3/h)，为了
便于对照设计计算，还参考了良机集团 LRCM-LN、LBC-M塔的配套功率，具体工程应以具
体产品样本进行校核。以下是不同循环水量机械通风冷却塔配套风机电机的额定功率及风
机耗能，见表 2
表 2 机械通风冷却塔配套风机电机的额定功
续表 2 机械通风冷却塔配套风机电机的额定功
通常风机选用时应考虑功率储备系数，其值宜取 ~之间。折算掉储备系数后
即为风能消耗，计算时小于 20kW的电机其储备按 折算，大于 20kW的电机其储备系
数按 折算
3 两种塔进水压比
无风机冷却塔进塔压力参考良机 LFC型冷却塔，机械通风冷却塔进塔压力参考良机
LRCM-LN和 LBC-M两种塔型，具体情况见表 3-1和表 3-2
表 3-1 LRCM-LN和 LFC进塔压力比
续表 3-1 LRCM-LN和 LFC进塔压力比
表 3-2 LBC-M和 LFC进塔压力比
续表 3-2 LBC-M和 LFC进塔压力比
不同型号机组的压力损失是不一样的，本文以远大 VII型直燃机（溴化锂）的压力
损失进行 计算 ，具体工程以设计选定的机组为准。不同冷却水量的空调机组的压力损失
见表 4
表 4 空调机组的压力损
续表 4 空调机组的压力损
5 水泵及其电机能
① 水泵扬
水泵扬程的确定与冷却却循环水系统的形式有关，限于篇幅本文以下列冷却循环水的
图式确定水泵扬程
这样水泵的扬程=空调机组水头损失+布水器所需水头（或塔体扬程）+管道水头损失
，并假定冷却塔的进出水管均从塔的底部接入，其中管道损失考虑一定的余量按
计算。不同流量、不同塔型水泵扬程的计算数据见表 5-1、5-2
表 5-1 LRCM-LN塔和 LFC塔水泵扬
续表 5-1 LRCM-LN塔和 LFC塔水泵扬
表 5-2 LBC-M塔和 LFC塔水泵扬
表 5-2 LBC-M塔和 LFC塔水泵扬
从表 5-1、5-2的数据 分析 ，LBC-M型塔所需水泵扬程稍大，下文的计算均以表 5-
2的数据为依据
① 水泵的能
要得到水泵的能耗，必须先计算出泵的轴功率，并考查传动效率、电动机的效率。
文中以 KQW型泵的参数进行论述，该型泵采用电机直接连接，机泵轴完全同心，传动效率
高，计算泵的能耗时该项忽略不计；电动机的效率以其额定工况的效率进行计算。根据表
5-2的数据选出合适的水泵，其流量、扬程、电机功率 电机效率、泵的轴功率，泵的能耗
等数据见表 5-3
表 5-3机械通风冷却塔配套水泵及无风机冷却塔配套水泵能
续表 5-3机械通风冷却塔配套水泵及无风机冷却塔配套水泵能
6 综合能耗比
根据表 2中机械通风冷却塔配套风机电机的风机耗能和表 5-3中机械通风冷却塔配
套水泵及无风机冷却塔配套水泵能耗数据，得出机械通风冷却塔和无风机冷却塔综合能耗
，具体 内容 详见表 6
表 6 机械通风冷却塔和无风机冷却塔的综合能
表 6中节能效率，正值表示节能，负值表示不节能
7 结
①如果把机械通风冷却塔系统改造成无风机冷却塔，其原有的循环水泵既使考虑选泵
时形成的压力富余，基本上不能满足无风机冷却塔需增的能量要求
①计算两种塔型的能耗，无风机冷却塔的需增能耗值不能采用两种塔型的进塔水压差
折算，必须通过比较两种系统的水泵能耗及机械通风冷却塔的风机能耗才能确定
①小型塔（≤300m3/h）采用无风机冷却塔基本不节能，大型塔（≥400m3/h）采用无风
机冷却塔节能效果明显
参考 文献
1张飞栓，给水排水，第一期，98（2000
2胡国林，李丽萍，给水排水第四期，90（2000
3市政工程西北设计院，给水排水设计手册第一册， 中国 建筑 工业 出版社，1986
