首先，何为闭式冷却塔？

即闭式蒸发冷却塔，也称为密闭式冷却塔或闭式塔。是一种将循环水热量通过盘管传递给空气的冷却塔。

其主要构造如图所示：

闭式塔一般由风机、散热器（盘管）、自循环水泵、配水系统、收水器、塔体结构、填料（有无均可）和闸阀等部件组成。

与开式塔不同，闭式塔的热水为闭式循环，不与空气直接接触，可以保障循环水质的清洁，可保障主设备高效运行并提高主设备的使用寿命，当外界气温较低时，还可通过关闭自循环喷淋系统，使闭式塔变为空冷工况运行，达到节约水资源的效果，符合中国的节能减排节水政策，近十多年已在钢铁、冶金、电力、电子、机械加工、食品、化工、空调系统领域得到了广泛应用。

闭式塔的散热机理为：热水的热量首先传给散热器，散热器再传给其表面的淋水，淋水与空气通过接触传热和蒸发传质将热量交换给空气。其冷却过程的原理示意图如下图：

下面就为大家简述一下闭式塔的热力计算过程。

在进行方程推导前，先让我们做如下假定：

（1）喷淋水膜在整个换热器中为平均的水膜温度，并保持不变（这是因为自循环的水进入散热器时的水温与出散热器的水温是相同的）；

（2）水膜的表面积近似等于盘管的表面积，即认为水膜非常薄；

（3）自循环水被平均地分布于不同的管排上，每一根盘管的表面都有水膜；

（4）路易斯数等于1，即不考虑蒸发损失。

（注：以下推导过程主要是基于焓差推动、能量守恒等机理及一些传热学的知识来进行。）

首先，热水将热量传给盘管外的水膜，传热方程为：

盘管可视为薄壁管，其传热系数可表示为：

上式中不太确定的是水膜的对流传热系数，其值与水膜的状态和厚度有关，也与自循环水量、风速及盘管直径和布置尺寸有关。即：

根据假定（2），可得到水膜与空气之间的传热量为：

上式中散质系数为一个未知参数，需通过试验获得，该参数值与淋水量、空气的流速以及盘管的布置有关，可表示为：

空气焓的增加等于微单元内的换热量比空气量：

对式（6）整理后有：

注意到i”t是与水膜水温相应的饱和空气焓，水温按第（1）假定为常量，所以该焓亦为常量，对式（7）积分求解可得到：

其中Mw称为水膜的面积冷却数，值为：

此外，自循环水温的变化等于空气与工艺流体的能量变化和，即：

根据第（1）个假设，那么方程式（10）为零，可忽略。

另一方面，由式（1）可得：

同样注意到水膜水温不变的假定，对式（11）积分可得到：

其中，NTU称为蒸发冷却塔的传热单元数，值为：

由假定条件（4），忽略自循环水的蒸发损失，闭式冷却塔的传热量为：

将式（8）、（12）代入式（14）中可得到：

继续求解得：

由式（15）便可通过迭代的方法求出自循环水温。

上式在推导过程中并未特别针对逆流式，所以，上式对于横流式闭式塔也适用。有填料的闭式冷却塔的自循环水温低，可将填料的传热效果等价至散质系数中，然后按上式进行热力计算。

当知道闭式塔的传热系数和散质系数后便可由式（16）计算自循环水温，有了自循环水温，由式（8）和式（12）可计算出工艺流体冷却后的温度和排出闭式冷却塔的空气焓。

以上方程还可用于闭式冷却塔的试验数据整理，试验中可测出工艺流体的进出口温度、空气的进塔干湿球温度、空气流量、自循环水量等参数，由这些参数便可由式（12）计算出传热单元数，由式（8）可计算出水膜面积冷却数，进一步计算可获得闭式塔的传热系数和散质系数。

以上便是闭式冷却塔简单的热力计算方法了，是不是干货满满呢！