5.1.2 冷却水系统的主要形式
5.1.2.1 直流式冷却水系统
冷却水系统常用的水源有地表水（河水、湖水等）、地下水（深井水、浅井水）、海水、自来水等。而在有充足水源的地方，例如江河附近有大型空调冷源用水量大的场合，可采用直流式冷却水系统。这种冷却水系统是最简单的一种冷却水系统，无须设置冷却塔，直接把水源作为冷却水抽吸使用，使用后又直接排走，不再循环使用，示意图如图5-9所示。
值得注意的是，由于直流式冷却水系统不再循环使用冷却水，为避免造成浪费，故不应以自来水作为水源。选取水源时也要注意对水质的检验，保证有良好的水质作为冷却水，保证换热效率。
5.1.2.2 混合式冷却水系统
为节省水源，可以把经过冷凝器使用后的一部分冷却水排走，而一部分与供水混合后循环使用，其示意图如图5-10所示。这种系统虽然节省了水源，但是同时也增大了冷却水进水温度，所以这种系统只适合用于冷却水进水温低和中央空调系统较小的场合。
图5-9 直流式冷却水系统
图5-10 混合式冷却水系统
5.1.2.3 循环式冷却水系统
1.利用喷水池冷却 如图5-11所示，这种冷却水系统由水池（或水箱）作为冷却水的储存装置，工作时，水泵把水池中的冷却回水抽出，喷洒入大气中，从而增加了水与空气的接触面积，部分水滴蒸发吸热，起到降低水温的作用，然后再用水泵抽出降温后的冷却水，供冷凝器冷却。这种冷却水系统结构简单，一般每平方米的水池的冷却水量为0.3～1.2m3/h，但占地面积较大，在建筑中的中央空调工程很少使用，但是工业空调中不乏常见。
2.利用冷却塔冷却 如图5-12所示，这种冷却水系统是利用冷却塔来对冷却回水进行冷却，蒸发冷却后的冷却水再循环供给冷凝器使用。由于其占地较小而且使用灵活，所以在建筑中央空调中应用得最广泛。以下对利用冷却塔冷却的几种典型形式进行介绍。
（1）单独配套相互独立的冷却水循环系统。如图5-13所示，为单机配套冷却水循环系统，这种循环系统的冷却塔和冷水机组一对一配对，构成相互独立的冷却水系统。运行和管理都比较方便，但管路布置复杂，所耗费的管材也比较多，所以在实际工程中应用得比较少。
图5-11 喷水池冷却水系统
图5-12 机械通风冷却水系统
（2）共用供、回水管的冷却水循环系统。一般工程中的中央空调冷却水系统都是设置相同台数的冷水机组和冷却塔，并且共用供回水干管。这种共用循环管道的系统为了使冷却水泵能够稳定地运行，即在起动时水泵吸入口不出现空蚀现象，故一般会设置冷却水的蓄水箱（池），以增加系统的水容量方便补水。一般工程中比较典型的有以下三种形式：
图5-13 单独配套冷却水循环系统
1）下水箱式冷却水系统。如图5-14所示，冷却水箱设在冷却塔下方（一般设在冷水机房），而冷却塔则设在楼顶。单层的地上制冷站（冷却塔设于楼顶）或地下制冷站（冷却塔设于室外地面）最常用。
这种冷却水系统的一般循环流程是：来自冷却塔的冷却供水→冷水机房的冷却水箱（同时加药装置向水箱投药）→除污器（以过滤杂质，保护水泵）→冷却水泵（增压）→冷水机组的冷凝器（吸热升温）→冷却回水返回冷却塔。
因设置了冷却水箱就令这种系统成为开式冷却水系统，这就要求冷却水泵有较高的扬程（要克服从水箱水面到冷却塔洒水点的几何高度、系统管道沿程及局部阻力、出水的喷射压头，并有5%～10%的富余量），造成耗电量大，水在与空气接触时也容易被污染。而这种系统的好处则体现在冷却水泵从冷却水箱（池）吸水后把冷却水压入冷凝器，该过程水泵总是充满水的，即可避免水泵吸入空气而产生水击现象。
2）上水箱式冷却水系统。如图5-15所示，冷却水箱设在冷却塔近旁（两者共同设在裙楼楼顶或主楼楼顶）。
这种冷却水系统的循环流程是：来自冷却塔的冷却供水→楼顶的冷却水箱（同时加药装置向水箱投药）→除污器（以过滤杂质，保护水泵）→冷却水泵（增压）→冷水机组的冷凝器（吸热升温）→冷却回水返回冷却塔。
显然，上水箱式由于冷却水箱设在与冷却塔高度相近的楼顶上，有效利用了冷却水箱至冷却水泵的进口势能，减小了冷却水泵的扬程（主要是降低了建筑的几何高度部分），所以上水箱式的扬程主要是克服冷却塔洒水点到水箱水面（或冷却塔集水盘）的几何高度、系统管道沿程及局部阻力、出水的喷射压头，并有5%～10%的富余量。如此一来，所需水泵扬程较小，较为节省电能。另外，系统中冷却塔的供水自流入楼顶冷却水箱后，靠自身重力进入冷却水泵，冷却水在被水泵增压后进入冷凝器，这有效保证了水泵始终充满水，避免了气蚀。
图5-14 下水箱式冷却水系统
图5-15 上水箱式冷却水系统
3）多台冷却塔并联运行冷却水系统。多台冷却塔并联运行的冷却水系统在大中型工程中比较常用，其示意图如图5-16所示。
由于冷却塔需要并联运行，所以设计时要注意平衡每个冷却塔的阻力，以保证水量的平均分配。若阻力出现不平衡，则处于阻力大回路的冷却塔水流量会比处于阻力小回路中的水流量小得多，具体表现为流量大的塔在溢水（回路阻力小），流量小的塔在补水（回路阻力大），这样既令冷却塔不能合理地使用，又浪费了水资源。
因此，就有必要设置连通各并联冷却塔的平衡管（该平衡管的管径与进水干管的管径相同），并把出水干管（即集合管）的管径定为比进水干管大两号，这样就可以保证塔与塔之间的水量平衡、集水盘的水量一致。
另外，只在冷却塔的进水管上设置自动阀门（例如电动两通阀），而不在出水管道上设置，不运行的冷却塔由于进水管的阀门关闭而没有进水，但出水管却继续出水，故也会造成不运行的冷却塔补水。所以也要注意在冷却塔的进、出水支管上均要设置电动两通的阀门，两组阀门需成对地工作，并与冷却塔的启闭有电气联锁。
（3）冷却塔供冷系统。如图5-17a和图5-17b所示，分别为冷却塔供冷系统的直接式和间接式。冷却塔供冷系统是适合于低湿球温度地区（在夏季或过渡性季节使用）和现代化办公楼内区使用的一种节能供冷系统（通过冷却水系统来利用自然冷源）。这种系统往往是在室外空气焓值低于室内设计焓值，又无法利用增大新风量进行免费供冷时使用。使用时，应关闭冷水机组，用流经冷却塔冷却后的冷却水直接或间接向空调系统供冷，用以承担建筑冷负荷。
图5-16 多台冷却塔并联运行冷却水系统
图5-17 冷却塔供冷系统
1—冷凝器 2—蒸发器 3—冷冻水泵 4—冷却水泵 5—冷却塔 6—集水器 7—分水器 8—电动三通阀 9—压差调节阀