强制通风冷却塔广泛用于建筑空调及石油、化工、冶金等工业企业中。冷却塔配有大口径轴流风机，强制使大量空气对流需要巨大的动力，工业企业中耗能很大，但是如果我们能够合理组织运行，这种冷却塔的节能潜力也很大。^[1]

它包括一个塔体和控制装置，在塔体的进水管位置或出水处有一温度传感器，控制装置分别与温度传感器和风机电机电连接，控制装置包括一个控制器，一个变频器和一个PC机。冷却塔能根据进水管或出水处的水温，经控制装置的控制器和PC机的处理，将相关的信号输至变频器，最后控制风机电机的转速，使风机电机转速达到运行状况，最终使冷却塔节约能源。它具有一个塔体，所述的塔体包括外壳、至少一个风机电机、进水管和出水处，其特征在于：所述冷却塔的进水管或出水处上有一温度传感器。^[1]

冷却塔按不同的分类方式分成不同的类型：

（1）按空气与水接触的方式，可分成湿式冷却塔和干式冷却塔，以及二者结合的干湿式冷却塔。在湿式冷却塔中，空气和水直接接触进行热、质交换，其热、质交换效率高，冷却水的极限温度为空气湿球温度，缺点在于冷却水存在蒸发损失和飘散损失，并且水蒸发后盐度增加，需要补水；干式冷却塔中，水或蒸气与空气间接接触进行热交换，不发生质交换，它主要用于缺水地区及特殊场合，热交换效率一般比较低，并且投资大，耗能高。

（2）按通风方式，分为自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。自然通风冷却塔又称风筒式或双曲线型塔，它利用塔内外的空气密度差造成的通风抽力使空气流通（自然通风），其冷却效果稳定，运行费用低，故障少，易维护，风筒高飘滴和雾气对环境影响小，缺点在于空气内外密度差小，通风抽力小，不易用在高温高湿地区；机械通风冷却塔又分为抽风式和鼓风式冷却塔，分别利用抽风机或鼓风机强制空气流动，它的冷却效率高，稳定，占地面积小，基建投资少，但运行费用高，其中抽风式使塔内呈负正压状态，有利于水蒸发，鼓风式情况则相反，鼓风式冷却塔主要用于小型冷却塔或水对风机有侵蚀性的冷却塔中。

（3）按水和空气的流动方向分，可分为逆流式冷却塔和横流式冷却塔两种。其中，逆流式冷却塔里水自上而下，空气自下而上，横流式冷却塔中水自上而下，空气从水平方向流入。^[1]

冷却塔的形式可分为自然通风冷却塔和强制通风冷却塔，自然通分冷却塔不需要强制通风，因此，从节能角度来看，选择它是合理的，但它一次性投资较大；从经济角度来看选择强制通风冷却塔是合理的，但是也不能一概而论，要根据循环水量情况，综合一次性投资和运行费用确定。^[1]

由于冷却塔常常在设计条件以下运行，因此，在春、秋、冬各季如果使冷却塔的风机和夏季一样运行则出水温度低于所需温度，将导致不必要的电力消耗，且出口温度对机械设备也有影响。由此看来，操作者边监视出口水温边开动或关闭风机，随时调节风量大小，能够达到节能运行的目的。

1、开动或关闭风机，改变台数方法

为了调节风量，许多机械设备采用开动或关闭风机的方法，即由操作者监视冷却塔的出口温度，适当开动或关闭风机，增减风机 99%风量的台数和停止运转的台数，使温度控制于某一范围。这种方法有些工厂很早就采用，并以此作为节能措施运行，因此，形成了现在研究冷却塔节能效果的基础。开动或关闭组合变化的切换间隔，随季节而改变。但从一个月一次的机械设备调试来看，操作者每隔数小时就要采集出口温度数据，规定很细，运行管理烦琐。根据实际经验，采用这种方法节能效果一般保持在 20%～40%。

2、改变风机转数的方法

改变风机转数是使开动或关闭风机节能的方法更进一步正规进行节能及温度控制的方法。冷却塔的风量与转数成正比，风机的功率又与转数的三次方成正比，因此，改变风机转数能达到很好的节能效果。

1）极数变换电机

如使用极数变换电机，取 99%速度、50%速度、停止3个控制级是可能的。与99%速度、关闭（停止）两级相比，采用极数变换电机控制更加精密，但工业费用高，工程时间长，主要原因是极数变换电机需动力配线施工，电机及减速器的机械台数需求量也很大，因此，不宜采用此方法。

2）周期变换方法

由于我国1年内的湿球温度变化很大，并且1d之内的湿球温度也有相当程度的变化，因此，上述节能运行方法都不能达到很高的节能率，而采用自动控制改变供电周期f的方法节能效果非常显著，通过理论计算可证实这一点。假设强制通风冷却塔有容量100kW电机2台，在一般风机全速和停止外，可通过自动控制任取中间速度，这里仅以 50%风量的情况加以论述。设风机分别在全速，1个全速、1 个半速，2 个半速，1 个半速、1 个停止，2个停止情况下运行，首先分别做出这几种情况下的冷却性能曲线，由于出水温度30℃，分别求出这几种情况下满足出水温度要求所对应的湿球温度。由于温度、湿度是随时变化的，只有自动控制风机转数，使之能任意发生变化，才能使风机在满足设计出水温度条件下运行，达到节能率。

因此，对强制通风冷却塔实现自动调速运行是的节能运行方式。这种方法有好几种，例如采用可控硅变换器控制转速，还可采用在电机和减速器之间安装机械减速连接（调速液力耦合器）等。但这些方法都有一定的缺点，都不是很理想的方法，例如采用可控硅变换器，由于其波形失真会造成冷却塔及电机震动；采用调速液力耦合器机械维修量很大。目前，国内外交流调速技术发展很快，由于效率高、节能，在国外被广泛应用。我国已引进了富士、三菱、东芝和三开等公司的VVVF 变频调速装置，但价格比较高。目前国产的变频调速器质量已经过关，价格较进口低，因此，采用变频调速器的调速方式是冷却塔理想的节能措施。^[1]

3、采用微型机与变频调速器结合的冷却塔节能系统

1）节能系统概述

如《冷却塔风机自动控制概略图》所示，表示风机自动控制的基本结构。

采用敏感元件测定冷却塔出口温度，经过输入输出装置，由温度输入软件输入电子计算机。计算机的冷却塔估量软件以冷却塔的性能曲线为依据，存储在微机内部，根据这些温度输入决定风机风量，从而决定用电的频率，控制信号输出软件借助输出装置将频率信号传输到变频器中，从变频器中输出频率，改变电机转数来控制冷却水温度。采用这种方式，全年节省动力费平均值为71.1%（不包括风机全部停止各月）。连续变频调速控制节能率比这个数值更高。

2）本系统节能效果

随着各季节气候条件的变化，改变机力通风冷却塔的运行方式会产生很好的节能效果。随着电子技术的发展，对这种冷却塔采用微型机与变频调速器相结合的控制方式，成本会大大降低，这种控制方式必将广泛应用在机力通风冷却塔运行控制中，产生很好的节能效益。^[1]