多年來，由于增加服務(wù)器的密度并減少其體積的大小，服務(wù)器的密度變得越來越高，數(shù)據(jù)中心正日益產(chǎn)生更多的熱量。因此，每平方英尺產(chǎn)生熱量的瓦數(shù)正在不斷上升，這種功率密度的增加嚴(yán)重制約了傳統(tǒng)的冷卻方法和技術(shù)。同時，大量的能源應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心之后轉(zhuǎn)換成大量的熱，這是一個周而復(fù)始的過程，鑒于這種能源消耗與能源成本，一直在尋找既能降低能源成本又環(huán)保的方法。其中一種方法是使用冷卻塔。本文就冷卻塔的工作原理及應(yīng)用特點做簡單介紹。

　　正如它的名稱表明的那樣，冷卻塔是一種塔狀設(shè)備，負(fù)責(zé)冷卻數(shù)據(jù)中心并把廢棄的熱量排放到大氣中。冷卻塔使用冷卻水或者僅僅使用空氣消費數(shù)據(jù)中心廢棄的熱量。冷卻塔有各種尺寸，簡單的冷卻塔有房頂高，巨大的冷卻塔占地面積直徑達100米。數(shù)據(jù)中心安裝多大尺寸的冷卻塔主要取決于需要清除的熱量總量和其它相關(guān)的因素。

　　冷卻塔是集空氣動力學(xué)、熱力學(xué)、流體學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、材料學(xué)、靜、動態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)，加工技術(shù)等多種學(xué)科為一體的綜合產(chǎn)物。水質(zhì)為多變量的函 數(shù)，冷卻更是多因素，多變量與多效應(yīng)綜合的過程。

　　冷卻塔是利用空氣同水的接觸（直接或間接來冷卻水的設(shè)備。是以水為循環(huán)冷卻劑，從一系統(tǒng)中吸收熱量并排放至大氣中，從而降低塔內(nèi)空氣溫度，制造冷卻水可循環(huán)使用的設(shè)備。

　　冷卻塔主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng)、冷凍系列、注塑、制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機、鋁型材加工、空壓機、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域，應(yīng)用多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。具體劃分，如下：

　　A、空氣室溫調(diào)節(jié)類：空調(diào)設(shè)備、冷庫、冷藏室、冷凍、冷暖空調(diào)等；

　　B、制造業(yè)及加工類：食品業(yè)、藥業(yè)、金屬鑄造、塑膠業(yè)、橡膠業(yè)、紡織業(yè)、鋼鐵廠、化學(xué)品業(yè)、石化制品類等；

　　C、機械運轉(zhuǎn)降溫類：發(fā)電機、汽輪機、空壓機、油壓機、引擎等；

　　D、其他類行業(yè)……

　　冷卻塔的作用是將攜帶廢熱的冷卻水在塔體內(nèi)部與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。

　　冷卻塔的工作原理：冷卻塔是利用水和空氣的接觸，通過蒸發(fā)作用來散去設(shè)備或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備?；驹硎牵焊稍铮ǖ挽手担┑目諝饨?jīng)過風(fēng)機的抽動后，自進風(fēng)網(wǎng)處進入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱（高焓值）的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣與不的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，帶到目前為走蒸發(fā)潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達到降溫之目的。

　　冷卻塔還有一個特點，其中航空移動手段的機械通風(fēng)冷卻塔依靠電力驅(qū)動的風(fēng)扇，以吸引或強行塔空氣。自然通風(fēng)冷卻塔使用的排氣煙囪的高增長提供空氣浮力草案。風(fēng)扇輔助自然通風(fēng)冷卻塔采用機械草案，以增加浮力的影響。許多早期的冷卻塔靠的風(fēng)向產(chǎn)生的空氣草案。如果冷卻水從冷卻塔回到重用，一些水必須添加到更換或構(gòu)成，流動的那部分蒸發(fā)。由于蒸發(fā)包括純凈水，溶解的礦物質(zhì)和其他固體循環(huán)水的濃度往往會增加，除非一些溶解，如打擊固體控制手段下，提供。一些水也喪失了與正在開展的廢氣（漂移）飛沫，但是這通常是減少到一個非常小的數(shù)額安裝擋板樣裝置，稱為漂流排除，收集液滴。彌補的金額必須等于蒸發(fā)，吹下來，總漂移，如風(fēng)力井噴和其他水滲漏損失，保持一個穩(wěn)定的水位。

　　冷卻塔的工作過程：圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例，熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi)，通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出，進入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當(dāng)風(fēng)機運行時，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動能便會降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。從以上分析可以看出，蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說的干球溫度）低于或高于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進行下去。當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達到飽和時，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進行，水溫就容易降低。

　　由此可見，冷卻塔的工作原理很容易理解。簡單的說，通風(fēng)的空氣從正確的角度吹向滴下來的水，當(dāng)空氣通過這些水滴的時候，一部分水就蒸發(fā)了，由于用于蒸發(fā)水滴的熱量降低了水的溫度，剩余的水就被冷卻了。這種方法的冷卻效果依賴于空氣的相對濕度以及壓力。

　　蒸發(fā)的水的總量隨著濕度的下降而增加，剩余的水的溫度也隨著下降。換句話說，濕度越低，冷卻塔的冷卻效果就越好。普通的冷卻塔有各種形狀和尺寸。根據(jù)工作量的需求和安裝的位置，有的冷卻塔形狀像一個倒著放的漏斗，有的冷卻塔像一個小箱子。

　　必須要記住，安裝冷卻塔的初成本肯定比安裝那些沒有冷卻塔的傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)高得多。但是，這肯定是性的成本，但是每一年節(jié)省的成本將不斷增加。因此在一段時間里，冷卻塔肯定能夠節(jié)省大量金錢和珍貴的能源?？紤]到的能源狀況，節(jié)省能源是更加重要的。

　　冷卻塔在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用已經(jīng)受到了重視，英特爾近介紹了它在兩個高密度數(shù)據(jù)中心成功地使用冷卻塔的情況，通過使用濕氣節(jié)能設(shè)備減少了冷卻設(shè)備的電源消耗。采用這種方法每年能夠節(jié)省14.4萬美元電費。無論按照什么標(biāo)準(zhǔn)衡量這都是很大的節(jié)省。

　　不過在英特爾的這個冷卻塔試驗中還發(fā)現(xiàn)這種節(jié)能設(shè)備的也許沒有初看起來那樣節(jié)省。這種矛盾的原因是冷卻塔需要一個龐大的加濕系統(tǒng)和預(yù)熱。這將增加整個系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。

　　還有一個爭論說由于使用冷卻塔的這種節(jié)能設(shè)備的濕的方面需要更多的溫度較低的水，因此，冷卻塔風(fēng)扇部分將消耗更多的能源，所以它并不便宜。但是，試驗結(jié)果表明這沒有負(fù)面的影響，冷卻塔從長遠(yuǎn)看仍是節(jié)能的。

　　因此，我們看到，冷卻塔是利用自然的的空氣在工業(yè)機構(gòu)和數(shù)據(jù)中心提供冷卻的一種極好的方法。從長遠(yuǎn)看，這種方法實際上節(jié)能的。期待冷卻塔在未來能增加應(yīng)用，從而在給企業(yè)帶來好處的同時能夠節(jié)省更多的寶貴的能源。但是任何單個的策略都會有自己的局限性，因此，數(shù)據(jù)中心要達到限度的節(jié)能效率就需要采取全面的方法，CIO們需要把行業(yè)中目前所有的降低能耗的方法智能地組合起來，尋找減少能源消耗的新途徑。