冷卻塔的結構組成及功能：

支架和塔體：外部支撐；

填料：為水和空氣提供儘可能大的換熱面積；

冷卻水槽：位於冷卻塔底部，接收冷卻水；

收水器：回收空氣流帶走的水滴；

進風口：冷卻塔空氣入口；

百葉窗：平均進氣氣流，保留塔內水分；

淋水裝置：將冷卻水噴出；

風機：向冷卻塔內送風；

軸流風扇用於誘導通風冷卻塔；

軸流/離心風扇用於強制通風冷卻塔。

冷卻塔的選型

應測量的引數：空氣溼球溫度、空氣乾球溫度、冷卻塔進水溫度、冷卻塔出水溫度、排氣溫度、泵和電機執行引數、水流速度、空氣流速；

執行引數：冷卻水溫差、冷幅、效率、冷卻塔容量、補給水量、冷卻水流量、選型、冷卻塔選型設計問題。

1.冷卻水溫差

入口溫度—出口溫度

大溫差 = 高效能

2.冷幅：冷卻塔出水溫度與入口空氣溼球溫度的差值：小冷幅 = 高效能

3.效率：

4. 冷卻塔容量

冷卻塔容量單位為“千卡每小時”或者“冷噸”。

冷卻塔容量=冷卻水質量流量×水的比熱容×溫差。

大容量=高效能

5.補給水量計算

蒸發損失水量（E）

E = Q/600 =（T1-T2）×L/600

E 代表蒸發水量 (kg/h) ；

Q代表熱負荷(Kcal/h)；

600代表水的蒸發潛熱(Kcal/h)；

T1代表入水溫度(℃)；

T2代表出水溫度(℃)；

L代表迴圈水量(kg/h)。

飛濺損失水量（C）：冷卻塔之飛濺損失量依冷卻塔設計型式、風速等因素決定之。一般正常情況下，其值約等於迴圈水量的0.1~0.2%左右。

定期排放水量損失（D）：定期排放水量損失須視水質或水中固體濃度等因素決定之。一般約為迴圈水量之0.3%左右。

M=E+C+D

蒸發損失水量（E），飛濺損失水量（C），定期排放水量損失（D）。

冷卻塔用於空調時，溫度差設計在5℃，此時冷卻塔所須之補給水量約為迴圈水量的2%左右。

6.冷卻水流量

K·Q=C·M·ΔT

K：估算係數

Q：機組最大製冷量

C：水的比熱容

ΔT：供回水溫差

M：冷卻水質量流量

壓縮式製冷機組最大製冷量的1.3倍；

吸收式製冷機組（溴化鋰）製冷量的2.5倍。

例題：一項用一臺640RT冷水機組的工程冷卻塔水流量和補水量。

補水量m=M·2％=140kg/s·2％=2.8kg/s

1、冷卻塔耗能的決定因素：風機功率，冷卻水流量，冷卻水補水量？

2、冷卻塔的溫度工況，什麼溫度下效率經濟型好？

冷卻塔的進水溫度根據使用情況的不同有所不同，例如中央空調冷凝器的出水溫度一般為30-40℃，而冷卻塔的出水溫度一般為30℃。冷卻塔理想冷卻溫度（回水溫度）最佳溫度為高於溼球溫度2-3℃，這個值叫“逼近度”，逼近度越小，冷卻效果越好，冷卻塔越經濟。

3、開式和閉式對比

開式：首期的投入比較的少，但是運營成本較高（水耗、電耗）。

閉式：本裝置適合在乾旱、缺水、沙塵暴頻發地區等惡劣環境中使用。能冷卻介質多水、油類、醇類、淬火液、鹽水及化學液等多種介質，介質無損耗和成份穩定。能耗低。

缺點：閉式冷卻塔造價為開放式塔的三倍。

冷卻塔降噪處理

冷卻塔噪聲的評價指標

目前，對冷卻塔噪聲有兩種不同的評價指標，其一為針對冷卻塔設計和生產廠家的國家產品標準GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997《玻璃纖維增強塑膠冷卻塔》，標準對不同迴圈水量與型號的產品規定使用者的國家標準GB3096-2008《聲環境質量標準》，標準對不同環境區域規定了最高聲級。

冷卻塔噪聲治理現狀

如果企業按照GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997的最高限值生產冷卻塔，所有產品都不能滿足國標GB3096—2008對於二類以下地區夜間噪聲≤45~50dB(A)的要求，只有少數幾種低噸位超低噪聲型號的冷卻塔可以滿足少部分割槽域夜間噪聲標準的要求。

目前冷卻塔的降噪措施並非行之有效，如聲屏障對於低頻波的繞射無能為力，隔聲罩會阻礙氣流流動導致熱溼交換不良，對寬頻噪聲吸聲效果差等，這使得冷卻塔的噪聲控制日益受到人們的重視。

因此，冷卻塔周圍的居民和政府的環保部門依據國家環境噪聲標準GB3096—2008要求冷卻塔使用者對冷卻塔產生的噪聲汙染治理。

冷卻塔噪聲聲源冷卻塔噪聲源主要由以下４個部分組成：

１）風機進排氣噪聲；

２）淋水噪聲；

３）風機減速器和電動機噪聲；

４）冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。

聲源屬性：噪聲源為落水區下的巨大圓形水面，為塔內冷卻落水對池水的大面積連續的液體間撞擊產生的穩態水噪聲；是機械噪聲、空氣動力噪聲、電磁噪聲之外的一種特殊噪聲。

聲源特徵

聲源聲級：80dB（A）左右。

頻譜：音訊分佈呈高頻（1000－16000 Hz）及中頻（500－1000Hz）成分為主的峰形曲線；峰值位於4000Hz左右。

聲速：c＝340m/s。

波長：λ＝c／f；1.36m（250 Hz）～0.02 m（1000 Hz），以0.085m（4000 Hz）為主。兩個最主要噪聲源風機噪音：聲波長，穿透能力強，聲音衰減不明顯，治理困難。

空氣在冷卻塔頂導流管內產生湍流和摩擦激發的壓力擾動，產生噪聲，同時槳葉與空氣作用產生振動向外輻射噪聲，風機的空氣動力噪聲是主要聲源。

兩個最主要噪聲源落水噪音：主要為高頻，治理較為容易。

冷卻塔的迴圈水經填料層自由下落到落水槽，所產生衝擊噪聲。的強度與落水速度的平方成正比。測量的結果表明落水的A聲級噪聲達到70dB，這屬於冷卻塔需治理的噪聲源之一。

聲波的距離衰減規律落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳播過程中隨著能量分佈的擴大而衰減的規律，其“點聲源” 的距離衰減規律為距離每增加一倍聲能衰減 6dB。用公式表達即為： L1－L2= 20 lg（r2／r1）

式中：L1，L2——離聲源邊緣由近及遠二個測點的聲級值，dB；

r2／r1——遠、近二個測點分別到聲源邊緣的距離之比。

當 r2／r1＝2時，lg（r2／r1）＝0.3010，於是 L1－L2= 20 lg（r2／r1）＝6 dB。

冷卻塔為“點聲源”的起始位置

根據已有距離衰減實測資料，分析各起始位置d（視進風口為聲源邊緣）的規律可知，視冷卻塔為“點聲源”的起始位置d可用下式估算：

d＝a1/2/4

式中：a——冷卻塔面積，m2。

以目前中國常見範圍的 2000 m2的冷卻塔為例，其“點聲源”起始位置d點（以進風口底緣為起點）為11.18 m。由此可見，設在離塔（以進風口底緣為起點）12 m以外的噪聲測點基本上都可將所有的冷卻塔視為“點聲源”

如按“點聲源”的距離衰減規律即距離每增加一倍聲能衰減 6dB計，則50m處的聲級應分別為 65.7及 71.ldB（A）：100 m處的聲級應分別為 59.7及65.ldB（A）；200 m處的聲級應分別為53.7 及 59.ldB（A），220 m處的聲級用公式推算則應分別為52.9及58.3 dB（A）。這就是噪聲影響範圍（力度）的大致評估，它包含了目前常見的各類大小塔型範圍。藉助此法，我們便可根據 10－25 m處（各塔與其塔型大小相應的“點聲源”起始位置）以遠測點實測所得聲級，評估各種塔型（單塔）的噪聲影響範圍（力度）。但這只是一種理想條件下的簡便、粗略的評估方法。

降噪原理

聲波在傳播過程中遇到障礙時，就會發生反射、透射和繞射三種現象。聲屏障就是在聲源與受聲點之間插入一個設施，用以隔斷並吸收聲源到達受聲點的直達聲波，使部分聲波受阻反射，部分聲波則經吸收衰減後透過屏體透射（極小）和屏頂繞射等附加衰減形式到達受聲點，達到減輕受聲點的噪聲影響、取得降噪效果的目的。

風機低頻噪音治理：

消聲器選擇非常重要，一般消聲器對中低頻噪音效果不明顯，抗性消聲器治理效果好，但頻率選擇性十分強，所以一般選擇阻抗複合式消聲器。

阻抗複合消聲器是指將聲吸收和聲反射恰當地組合起來的消聲器。它同時既有阻性消聲器消除中、高頻噪聲和抗性消聲器消除低、中頻噪聲的特性，具有寬頻帶的消聲效果。

落水高頻噪聲治理

治理相對容易，但要注意隔音治理同時避免影響散熱效能的發揮，雖然消聲器和消聲百葉可以大幅降噪，但要合理設計，及設計時要綜合考慮散熱效能和動力效能。結構不合理就達不到降噪目的，流阻太大會影響冷卻塔工作，降低製冷能力：動力效能設計不好也會增加阻力，甚至會產生混響噪聲，所以治理過程中要綜合考慮。

幾種常見的冷卻塔降噪方法

聲導流片法（消聲彎頭）

消聲導流片法及特點在冷卻塔進風口安裝消聲導流片，透過消聲導流片的消聲作用，來減少冷卻塔噪聲對外界的影響 ，也稱為消聲器法。理論及試驗表明其降噪量可以達到35dB(A)，甚至更高；在降噪量15—2OdB(A)時，與聲屏障造價相當，在20dB(A)以上降噪量時是唯一可選方案；結構緊湊，不佔建築物額外場地，基本無須維護 。

消聲導流片法（消聲彎頭）

隔聲屏障一般設計為距冷卻塔進風口的距離大於冷卻塔進風口高度，屏障高度等於屏障到進風口的距離。降噪效果一般在10-15dB(A)，理論上降噪量可2OdB(A)左右，但存在著聲波繞射問題，在聲影區範圍內降噪量較好，繞射區和聲亮區降噪效果較差，因此實際工程上很難將其影響區內噪聲降低20dB(A)；對通風影響不大，維護比較簡單；建設聲屏障的技術要求不高，但對結構要求相當高，並且投資成本隨著高度的增加成倍增加；

隔聲屏障法及特點：

隔聲屏障

聲屏障的結構可分為地上和地下二部分，地上部分為厚約 20 cm的遮蔽聲波的巨型、連續板式立面（包括斜撐），其頂部為扇形吸聲體或內傾式遮簷；地下部分則為承重、抗傾覆（風荷載）的基礎。

聲屏障的降噪效果聲波遇到屏障發生的繞射現象會減弱聲屏障的隔聲作用，而繞射能力與聲波的頻率有關，所以聲屏障的降噪效果與聲波的頻率即波長的關係很大。聲屏障對於波長短、不易繞射的高頻波的遮蔽作用十分顯著，可以在屏障後面形成很長的聲影區；而對於波長、具有很強繞射能力的低頻波的遮蔽作用則十分有限。當然，也可以透過加高屏障的辦法來削弱繞射聲波對受聲點的影響。由於聲屏障對高頻聲波產生明顯有效的遮蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主，所以採用聲屏障可以取得一定的降噪效果。

聲屏障的降噪效果以聲影區中緊挨屏障的區域性區域為最好，最高可達 25 db

聲影區以外的降噪聲級則由於中頻繞射聲波的到達而有所反彈，但對於高頻波而言，衰減量一般還可達到 10－15dB。

然而由於冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分，所以其降噪效果會有折扣。對於建築外受聲點來說，為取得滿意的降噪效果，在不影響進風的前提下，尚應透過加大屏障高度調節之。

安裝隔聲屏障時主要注意的是隔聲屏障離冷卻塔百葉進風 口的距離在1m左右以保冷卻塔換氣進風口不受阻，從而使冷卻塔冷卻效果更好。

為防止噪聲繞射而影響消聲導流片的聲學效果，可以在消聲導流片附近安裝一定長度的聲屏障，起到輔助降噪作用。

落水消聲法及特點 ：即在冷卻塔底部水面以上安裝落水消能 降噪材料，從源頭著手降低噪聲源。 降噪 效果一般在6—10dB(A)；初次投資較少，對通風散熱沒有影響；缺點是降噪量較少，部件易損壞，維護工作量大， 需要持續投入，並還可能引起凝汽器管子堵塞的問題。

“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式，層高18cm，由豎嚮導入段、無聲擦貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個功能段組成。

彈簧減震器的選型方法：

1.彈簧減震器荷重範圍選擇

裝置運轉重量M * 130% /減震器安裝數量N=彈簧減震器載重範圍；

例：風機運轉重量為：5噸重；單颱風機需要安裝4個彈簧減震器；求單個彈簧減震器的載重是多少？

依公式可得：5000公斤 * 130% /4 = 1625公斤

根據彈簧減震器的引數，彈簧減震器規格引數即可找到適合該臺冷卻塔使用的彈簧減震器規格。

2.裝置安裝彈簧減震器數量的確定：

具體辦法如果裝置廠家有提供此資料，則依廠方規定；一般情情況下減震器安裝間隔不超過2M,依此可計算出彈簧減震器安裝數量，考慮到裝置的穩定性，每個冷卻塔的減震設計為4個。

3.彈簧減震器型別的選擇：

大部分情況下，彈簧減震器的功能和作用都是一樣的，不同型別的減震器的差別在於外形結不同而已。限制型彈簧減震器簡單介紹如下：

限制型彈簧減震器的結構特點在於設有限制減震器高度的裝置，這一特點有利於應用在機器運轉重量變化較大的裝置，避免減震器安裝後，機器的高度發生較大變化，而引起裝置某些結構受到破壞。例：冷卻水塔、水冷機組等大型裝置。

冷卻塔在迴圈水系統中的功能是將裝置中帶出的熱水冷卻，以供再次迴圈使用。目前，治金、動力、化工、電力、建材、食品和輕工等企業的各類生產裝置，以及近年來科研機構、賓館、商場等處的空調系統，為了節省用水和動力消耗，廣泛採用迴圈用水系統。

一 冷卻塔的形式

冷卻塔由於用途不同而有多種結構形式。

1、自然通風冷卻塔 自然通風冷卻塔的噪音主要由淋水聲產生，在離塔150m處聲壓級約60dB.

2、風機輔助通風的自然通風冷卻塔 在自然通風冷空氣人口處加設風機，增強通風效果，提高冷效。其噪聲要比自然通風冷卻稍高，在距塔150m處約為65~70dB。

3、機械通風冷卻塔 為了提高冷卻塔的效率，減小塔體，採用塔頂部風機強制通風的形式，這種冷卻塔目前使用最為廣泛。該種冷卻塔塔體目前普遍採用玻璃纖維增強塑膠製成，冷卻塔的處理水量為150~1000t/h，多半用於中小型工廠，科研單位、賓館及商場影院等，普通型冷卻塔的噪聲級約為80dB，低噪聲塔約為60~75dB，而超低噪聲為55~60dB。同時，按照熱交換過程中冷卻風與被冷卻水流向不同，機械通風冷卻塔又分為逆流塔和橫流塔，通常橫流塔噪聲比逆流塔噪聲低5dB以上。

4、溼/幹型冷卻塔 這是一種為了改善一般冷卻塔在排出空氣中含有過量水分而設計的形式。這種冷卻塔裝設有翅片管換熱器，它的噪聲比機械通風冷卻塔要低4dB左右。

5、噴射型冷卻塔 這種形式的冷卻塔不需要風機，水在壓力下噴入文丘裡罩子中，由於水噴射進入塔內的同時，將空氣帶入而進行熱交換使迴圈水達到冷卻的目的。這種冷卻塔聲源是噴射噪聲和落水噪聲，其聲功率級約為92dB。

二 機械通風冷卻塔噪聲源分析

1、風機噪聲

這是機械通風式冷卻塔的主要噪聲源，屬於空氣動力性噪聲，它的頻譜呈窄帶的低、中頻特性。機械通風的風機一般為軸流風機，風量大而壓頭低，其噪聲主要是空氣動力性噪聲。

冷卻塔風機噪聲集中在31.5~2000Hz之間。考慮到A計權網路的作用，要使冷卻塔A聲級降低主要應考慮250Hz、500Hz、1KH z和2KHz四個頻段。

2、機械噪聲

冷卻塔的機械噪聲，大皮帶傳動或齒輪傳動及傳動機械中的軸承所發生的噪聲。皮帶傳動較多采用三角皮帶，目前亦有采用同步齒形皮帶傳動，但其發生的噪聲不大，一般可不予考慮。

由於電機轉速較高，冷卻塔一般採用直角形減速齒輪組以帶動風機。齒輪齧合時，輪齒撞擊與摩擦產生振動與噪聲。另外，軸承主要是滾動軸承也會發生較高的噪聲，通常屬低頻聲，傳播較遠而影響較大，應予以特別重視。

3、電動機噪聲

電動機噪聲主要由電磁力引起。電磁力作用在定子與轉子之間的氣隙中，其力波在氣隙中是旋轉的或是脈動的，力的大小與電磁力負荷、電機有效部分的某些結構和計算引數有關。大多數型別的電機，電磁力引起的噪聲頻率都在100~4000Hz範圍內。為了降低塔的噪聲，應選用低噪聲電動機。

4、淋水噪聲

淋水噪聲是冷卻塔的淋水裝置下落水時與塔體地盤中積水撞擊產生。淋水噪聲一般僅次於風機噪聲，且呈高頻特性。冷卻塔的淋水噪聲在冷卻塔總噪聲級中僅次於風機的噪聲。水量的大小，也即塔的大小，與淋水聲直接有關，淋水噪聲還與水滴細化程度有關，顯然，傾盆注入的水流要比細如霧狀的水珠不權熱交換差而且噪聲也高，這就要求有高質量的噴頭，水滴細化良好。另外，受水填料種類也影響噪聲值，軟性材料要比硬性材料噪聲低，斜置填料要比直接正面滴入噪聲低，填料形狀也影響噪聲值，有折波式和點波式幾種，選用時要適當考慮。

5、水泵噪聲

冷卻塔配套的迴圈水泵一般佈置在冷卻塔附近，發出高頻噪聲，較大功率水，迴圈水泵噪聲往往也是很強的噪聲源，尤其是水泵本身質量不高、安裝不良或年久失修時。一般情況下，儘量把水泵置於專門室內，不但易於保養，對聲環境影響也較小，泵執行時振動則會引起結構傳聲，影響下部樓層。噪聲與振動某一型別較強時，即需要和冷卻塔一起治理。

冷卻塔的配管及閥件噪聲

在調節或開啟關閉閥件時，由於閥門的節流作用造成刺耳的水擊聲。這種情況一般很少發生。

三 冷卻塔噪聲治理噪音控制方案冷卻塔噪聲控制要點

1、淋水噪聲降低措施

① 增加填料厚度，改進調料佈置形式。

② 在填料與受水盤水面間懸吊雪花片（因其形狀如雪花，用高壓聚乙烯材料製成），可減小落水差，使水滴細化，降低淋水噪聲。

④ 進風口增設拋物線形狀放射式擋聲板，進風不受影響，而落水噪聲則不會直接向外輻射。

2、設定聲屏障

頂部風機噪聲治理之後，淋水噪聲就會凸現出來，可使用隔聲罩將冷卻特封閉起來，並安裝進風消聲百葉來保證其進風散熱的要求。也可採用隔聲屏障加進風。

在冷卻塔噪聲控制工程中，聲屏障是比較常見的降噪措施。但在冷卻塔周圍設定聲屏障，會帶來一系列問題，必須注意下面三點。

① 一般來說，增加聲屏障將影響冷卻塔正常進風，影響冷卻效果，這就看原來選用的冷卻塔是否富裕容量，否則慎用。

② 冷卻塔聲屏障一般只能設定一個邊，至多隻能L型佈置。若噪聲影響居民面廣，設定屏障的效果不盡理想。

3、增設消聲器

增設進排氣消聲器也將影響通風效果，因此對消聲器除了消聲量要求外，通風阻力要小。

① 進氣消聲器-增設進風消聲圍裙，實際上是一張消聲空腔，進風首先透過消聲百葉窗，然後進入環狀消聲腔，使得淋水噪聲透過進風口外輻射時較大的衰減。

② 排氣消聲器-一般採用阻性消聲器形式，由於冷卻塔露天放置且自身漂水較多，為保持阻性消聲器穩定的消聲量，要求做好消聲片的防水設計。目前，冷卻塔排氣較多采用微穿孔板消聲器，為降低消聲器的阻力損失，消聲器形狀常採取同心圓錐式。

4、頂部風機安裝排風消聲器

在風機上部安裝排風消聲器，消聲器滿足阻力損失小，防潮及通風面積比，在保證消聲效果的同時還要保證冷卻塔冷卻效果的發揮。在降噪要求不高的條件下也可採用安裝消聲導風筒。

5、隔振措施

冷卻塔通常安裝在樓面上，風機的低頻振動在固體結構中可作遠距離傳播，產生的低頻結構聲會對某些要求較高的房間產生較大的影響，因此必須採取隔振基礎，安裝隔振器、管路橡膠柔性接頭、管路穿牆處聲學處理等。

冷卻塔噪聲處理思路

1、排風口安裝消聲裝置

排風口為機械式排風（通常為軸流風機），風速可高達10m/S，排風口可能會有水滴溢位。因此排風口消聲裝置應滿足：阻力損失小，防潮及通風面積比。在保證消聲效果的同時還要保證冷卻塔冷卻效果的發揮，以及消聲裝置的壽命。

2、進風口安裝消聲裝置或隔聲屏障

排風口的消聲裝置不會使得進風口噪聲的降低，必須採取獨立措施。當進風口降噪量不超過10dB時，可採用片式消聲器。如敏感區域在塔的一側，可直接採用聲屏障以簡化裝置、方便施工。

3、隔振和隔聲措施

冷卻塔通常安裝在樓面上，風機的低頻振動在固體結構中可作遠距離傳播，產生的低頻結構聲會對某些要求較高的房間產生較大的影響，因此必須採取隔振基礎。