闭式冷却塔的工作原理主要涉及三个循环过程：
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内循环（一次侧换热循环）：
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被冷却的介质（如软化水、油等）在闭式冷却塔的换热盘管内进行封闭循环。这些介质通常是从需要冷却的设备（如中央空调的冷凝器、工业生产中的发热设备等）中流出，温度较高。
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当高温的介质在盘管内流动时，热量通过对流换热传递给盘管的内表层，然后经过壁厚导热至盘管外表层。
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盘管外表层再将热量对流传热给管外流动的水膜，完成一次侧的换热过程。
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外循环（喷淋循环）：
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喷淋水由喷淋水泵从闭式冷却塔底部的集水槽或集中水池抽取，送至换热盘管上部的喷淋管道。
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通过喷嘴将水均匀地喷洒至换热盘管上，在盘管表面形成一层水膜。这层水膜不断吸收盘管内高温介质传递出的热量，使水的温度升高，部分水会因吸收热量而蒸发，变成水蒸气，这个过程带走了大量的热量，从而实现对盘管内介质的冷却。
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冷却后的喷淋水落入下部的集水槽，再次被水泵抽取进行循环喷淋。
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空气循环：
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风机将闭式冷却塔外的不饱和空气吸入塔内。空气进入塔内后，气流先经过盘管，与盘管表面的水膜进行热交换，吸收水膜中的热量，使空气的温度升高、湿度增加。
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接着，空气流经散热材（填料等），进一步与水膜进行潜热及显热交换，充分吸收热量。
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然后，空气高速掠过换热盘管，将水膜蒸发形成的蒸汽裹挟带出塔外，变成高焓值的气体排至大气中。在这个过程中，空气起到了带走热量和促进水蒸发的作用。
通过以上三个循环过程的协同工作，闭式冷却塔能够有效地将被冷却介质的热量传递给空气，从而实现对介质的冷却降温。与开式冷却塔相比，闭式冷却塔的冷却水不直接与空气接触，形成了封闭循环系统，避免了冷却水被污染以及被冷却介质的浪费、设备堵塞等故障2。
