前已提到，水能被冷却的理论极限温度是空气的湿球温度τ，水出口温度越接近τ时，冷却效果越好，但冷却塔的尺寸越大。虽冷却温差（即冷却前后水温之差）、冷却水量均影响塔的尺寸，但（t2-τ）值（称为冷幅）的大小却居主要地位。因而生产上一般要求t2要比τ高3～5℃。由于冷水塔常按夏季不利气象条件计算，如果采用外界空气最高温度和最高湿度显然是不合适的，因为在水负荷或热负荷一定的情况下，空气的计算温度和湿球温度越高，塔的尺寸就越大，且在其余时间里，冷水塔不能充分发挥作用；反之，如采用较低的温度和湿球温度，塔体是小了，但可能使得在炎热季节中冷水塔的实际出水温度长期超过所要求的温度t2。由此可见，选择适当的τ具有重要意义。具体选择时一般用保证率作为衡量依据。一般可根据夏季每年最热的10天排除在外的最高日平均干、湿球温度（气象资料不少于5～10年）进行计算，例如，某地的日平均干球温度30.1℃超过10天，日平均湿球温度25.6℃超过10天，就以30.1℃和25.6℃作为干、湿球温度进行设计。这样在夏季三个月（6～8月）的92天中，能保证冷却效果的时间（称为τ的保证率）有82/92=89.1%，而不能保证时间为10/92=10.9%。我国电力部门冷却水的最高温度按历年最炎热时期（3个月）保证率为90%的平均气象条件计算；石油、化工、机械、冶金部门以每年不超过5个最热天的日平均干、湿球温度的当年平均值作为气象条件的最高计算值[11]。
冷水塔的具体计算通常要遇到两类不同的问题：
第一类问题是在规定的冷却任务下，即已知冷却水量L，冷却前后的水温t1、t2，当地气象资料（θ1，τ，ψ，p等）选择淋水装置型式，通过热力计算、空气动力计算，确定冷水塔的结构尺寸等。
如果已经选定塔型，则结合当地气象参数，确定冷却曲线与特性曲线的交点（工作点）p，从而求得所要的气、水比λP，最后确定冷却塔的总面积、段数等。
第二类问题是在气量、水量、塔总面积、进水温度、空气参数、填料种类均已知的条件下，校核水的出口温度t2是否符合要求。
[例4.1] 要求将流量为4500t/h、温度为40℃的热水降温至32℃，已知当地的干球温度θ=25.7℃，湿球温度τ=22.8℃，大气压力p=101.3kPa，试计算机械通风冷却塔所需要的淋水面积。
[解]
1）冷却数计算
水的进出口温差 t1-t2=40-32=8℃
水的平均温度 tm=（40+32）/2=36℃由附录G查得：
与进口水温t1=40℃相应的饱和空气焓i″2=165.8kJ/kg
与平均水温tm=36℃相应的饱的空气焓i″m=135.65kJ/kg
与出口水温t2=32℃相应的饱的空气焓i″1=110.11kJ/kg
进口空气的焓i1，近似等于湿球温度τ=22.8℃时的焓，查得该值i1=67.1kJ/kg。(www.xing528.com)
由于水的进出口温差（t1-t2）＜15℃，故可用辛普逊积分法的两段公式（式4.24）计算冷却数。
由t2=32℃查图4.11，得系数K=0.944，求冷却数的过程列于表4.2。
表4.2 冷却数的计算
2）求气、水比，计算空气流量
将表4.2所示不同气、水比时的冷却数作于图4.17上。
选择d20，Z=10×100=1000mm的蜂窝式填料，将此种填料的特性曲线（见图4.14）也绘到图4.17上，则两曲线交点P的气、水比λP=0.61，相应的冷却数NP=0.86。故当L=4500t/h时，空气流量G=0.61×4500=2745t/h。由θ=25.7℃及i1=67.1kJ/kg，查得进口空气的比容υ=0.8689m3/kg，故其密度ρ=1.15kg/m3，空气的容积流量G′=2745×1000/（3600×1.15）=663m3/s。
3）选择平均风速，确定塔的总面积：
选取塔内平均风速，wm=2m/s。则塔的总截面积F=G′/wm=663/2=331.5m2。若采用四格9×9的冷水塔，减去柱子所占面积，可认为其平均断面积为80m2，因此塔的有效设计面积为4×80=320m2。
从而淋水密度为 qw=4500/320=14.1m3/（m2·h），
每格塔的进风量为 663/4=165.75m3/s。
图4.17 例4.1的N-G/L曲线
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