所谓“无电机冷却塔”：是不用电机带动风机转动，而由水轮机靠水动力驱动风机转动，从而达到节能节电的目的。水力取风是在冷却塔本身不再装置电动机，减速器等部件，而由专利产品“水轮机”完成满足热交换所需的通风量，不增加原循环水泵应有的电流，达到冷却效果的一种新型冷却塔。
无电机冷却塔与一般冷却塔的区别及工作原理：
无电机冷却塔与行业上的冷却塔之区别在于:
（1）无电机冷却塔采取了更先进的专利技术。
（2）在外观上采用了新的布水取风器，取消了电机减速器，一般冷机塔还是采用机电动力取风，存在着电耗、噪声等弊病。 无电机冷塔的工作原理是由抽风动力来自于水动力，不是通常的机电动力，由循环水系统的水泵送来的水动力完成布水取风的任务，同时抽风和布水。水泵送水的压力wq足够承担布液抽风的任务，故可以省略电机。无须再增加水压，水泵与一般传统冷塔的使用相同。无电机冷却塔的优点是：
(1)环保。冷却塔取消电机以后就没有噪声环保问题。
(2)节电。按国家标准冷却塔耗电一年就等于塔价。如果换上无电机冷却塔水轮机就没有这项支出。
(3)冷效。水力取风是随水压力的增减而转速增减，风量也随之增减，所以无电机冷却塔水轮机的气水比始终稳定在{zj0}状态，冷效{zh0}。
(4)长寿。水力取风结构简单，运转平稳，维修方便，可长期连续工作。
(5)安全。无电机冷却塔水轮机可在防爆环境安全运行。
(6)适用广。无电机冷却塔水轮机适用一切类型的冷塔，还可对一切类型的老塔进行改造，塔型越大，经济意义越大。
无电机冷却塔水轮机的技术指标:
(1) 电耗等于零。
(2) 冷效大于0.75。
(3) 负荷率大于0.95（实测水量与设计水量之比）。
(4) 噪声小于50分贝。
(5) 热负荷率大于0.95（实测散热量与设计散热量之比）。
无电机冷却塔的工况条件:进塔水压:0.5-5t家用塔大于0.015Mpa;5-50t微型塔大于0.025 Mpa;50-100t小塔大于0.04 Mpa;100-1000t中塔大于0.06 Mpa;1000-4000t大塔大于0.08 Mpa. 老塔改用水轮机以后，泵的功率电流、压力、流量情况如何？老塔泵的扬程已经确定，无法改变，改造后加上水轮机的阻力不增加原泵的功率电流。事实上泵的功率是随着流量的增加而增加，流量的减少而减少，所以沿泵流程上增设水轮机，使阻力增加流量减少，泵功率就不增加。改造后的冷却塔水轮机阻力很低，恰好在泵的最{gx}率范围里面，流量减少极微，使压力增加后，流量减少3%，电流减少1%。整塔运转冷效优于原塔。
★ 【水轮机耗功极小的关键所在】
-
水轮机所需要带动冷却风扇的功耗远小于原电机带动风扇功耗：因为常用的异步电机的功率因数（磁滞损耗产sf热）损耗；
-
电机和减速机的机械效率多机串联损耗大（多机串联损耗环节多）；
-
电机、减速机效率低（从产生很大噪声即可知，转变成声能损耗掉，作为电机保护，采用皮带轮减速，则皮带打滑、发热损耗更大）；
-
电机转速恒定，不随水流量变化造成过剩功耗；
-
由于季节等因素冷却水量降低时，拖动水泵的电机负载降低，机械效率也会明显降低；
-
对供水泵增加水轮机的负荷后，使拖动水泵的电机负载提高，电机的效率不会下降（由于顾及电机启动扭矩大，选电机常常“大马拉小车”，按异步电机的特性而言，一般还会提{gx}率），由于相对水泵提水功耗来说水轮机功耗很小（差2个数量级），一升一降使得功耗很小；
-
水轮机随负荷调整转速，无“过吹”，水飘散率低，循环量可略微降低；
-
电机、减速机转速高，冷却差，寿命短，机械磨损后效率降低，后期功耗加大很快；
-
改用水轮机以后塔的水流量是否会减少而影响使用效果？
冷却循环水泵的工作效率一般在80%，老塔改用水轮机以后，水压略有增加，但流量不变，泵电流也没有明显的增量。究其原因是泵效率提高，增加了有用功，即不改变原泵功率，仅提高泵效率，水压增加，使流量不变。
泵有一个工作特性曲线，在其额定的工作范围内，效率、流量、压力、轴功率之间的关系均能相互制约，相互利用，在某一范围内曲线是相对稳定的，稍有变化不影响其它参数。
根 据实际操作，冷塔由原来的电机改成水轮机以后泵压增加，电流无变化，流量不变。所以老塔改用水轮机以后塔的水流量不会减少，不会影响使用效果。
1 水动风机的原理
冷却塔的进塔循环水压头一般是5-8m。由此可推算进冷却塔的水流中具备着水头5-8m乘上相应的进塔水流量的功率。如100t／h标准塔的能耗为2.2kW左右，即100t／h标准塔所用的风叶的实际轴功率为2.2kW左右，风机效率高的还低于2.2kW，200t／h塔是4.5 kW左右，1000t／h是22kW左右，4000t／h是90kW左右，依次类推。既然现有冷却塔在正常运转 情况下的水流中具备着这样的能量，为什么不可以将其利用起来，而白白的浪费掉。
冷却塔的进水压头的要求是根据塔的管路损失、塔的高度和布水的喷射力共同所需的总和来确定。其中布水的喷射力所需的压头仅0.5-1 m就足够了。这些工作压力来自于循环水泵，水泵的扬程选型计算是冷却塔所处位置的高度、沿程管路损失、弯头、阀门的阻力，以及用水设备阻力的总和。泵的流量口是按冷却塔公称名义匹配的，如100t／h塔即匹配100t／h泵，500t／h即匹配500t／h泵。泵的扬程乘上流量即为水流所具备的功率，进塔水的压头是总扬程减去供水系统阻力损失以后所剩下的5—8m。这宝贵的5-8m，大有文章可做。把它先通过水轮机而获得输出功率来驱动风机，可以wq省去风机电机。实际上工业选泵的扬程，为了确保流量，还必须考虑泵的效率，按规定扬程只允许大不允许小，它为水轮机提供了富裕的水头。所以凡是冷却塔符合常规设计选型，wq可以由水轮机取代风机电机，大可不必担心水轮机的原动力不够而影响风量、冷效。而通过水轮机以后的余压足够完成布水和其它管路损失。如图1所示为水动风机冷却塔的结构图，水轮机的位置在布水系统的上部，水流经水轮机以后的出水到布水的位差即可获得0.5-1 m的水头。
2 水动风机冷却塔的节能
这种结构原理的冷却塔笔者经过5年的研制试验，一百多家用户的实用，证实可省去电机，节电可观，水动风机冷却塔大有节能价值。我国按200t／h标准塔折算有50万台，200t／h标准塔的电耗以国家标准规定的0.04kW／t为7.5kW，宏观地全部改成水轮机来驱动风叶，则可节电240亿度，以上海地区峰谷电平均0.5元／度计算，每年节约120亿元。从单塔的节能效果看200Vh塔每天用电4.5×24=108度，每年39420度，电费0.5元／度每年19710元，工业用电1元／度计算是39420元，这笔帐算起来十分清楚。节约的全部是利润。塔的大小wq可以照此推算。
3 微型水轮机的研制
要达到这样节能的效果，关键是如何配好水轮机，市场水轮机大都用于水力发电，其功率在100kW以上，而冷却塔的功率均在100kW以下，即使有小功率的水轮机也不能直接拿来用上，要么水压头过高，要么形状结构不适应，为此笔者专门研制了冷却塔专用水轮机如图2。笔者称它为微型水轮机，双击贯流式，转轮的进水角度为30°，叶片的弦倾角为22.5°，叶片17片，叶片的线型遵照尽可能地wq利用能量的方法设计，进水口的水头为5-8m，wq解决了冷却风叶所需的转速、轴功率，实际应用经法定检测单位检测效果十分满意。
4 水动风机冷却塔的冷却效果
2001年5月31日上海节能服务中心对2台同类型200t／h塔进行测试，其中1台的风机运行系统仅进行水轮机改造，其它部位不变。2台塔在同时运行，工况相同的情况下，进行热力性能，节能效果对比测试，测试结果表明，水泵没有增加功率，扬程没有改变，风叶电机却取消了，因此电耗等于零，实现了节电100％。
5 结语
水轮机应用于冷却塔不论是改造也好，整台新塔也好，优点在于：
①节能。该塔利用水轮机取代风叶电机，wq节省了风叶电机的运行电耗，且没有增加循环水泵的负担。
②无噪声。水轮机的能量转换是在水流道内完成的；控制湍振的雷诺数，使水轮机不会发出干扰的噪声。
③{gx}。水轮机轴直接输出风叶，不需再通过其它减速器等，且随着水流量的变化而风量相应变化，始终稳定在较好的气水比。
④使用寿命长。水轮机结构简单，运转平稳，因此只要达到材料设计强度和密封，其寿命是长期的。一旦出现故障，维修也极为简单，更换一些标准件即可，比电机减速器的维修要省却许多麻烦。
⑤安全。冷却塔电机有漏电伤人，火花爆炸的潜在危险，水轮机不用电，且质量轻，高处作业不再为起吊卸下电机减速器而为难，增加了冷却塔的运行环境安全性。
⑥适用。对任何形式的冷却塔都适用，特别适用于特大型的冷却塔。越大越可靠。
广告
