闭式冷却塔

3秒看懂

闭式冷却塔是一种将被冷却介质封闭在盘管内部，利用管外喷淋水蒸发潜热与强制空气对流间接带走热量的蒸发式换热设备。与开式塔不同，介质自身全程不与大气接触，杜绝外界污染和飞沫损耗。在AI数据中心液冷架构中，它承接3035℃的一次侧回水，将其稳定冷却至2530℃乃至更低，再送回CDU或冷水机组，是实现全年高效散热和水资源平衡的关键末端设备。

3分钟产业解释

闭式冷却塔本质上是“蒸发冷却+间壁式换热”的复合装置。塔内设有翅片或光管盘管，承载纯水、乙二醇溶液或其他工艺流体；塔顶或侧方安装轴流风机，将外界空气抽过盘管；喷淋泵将集水池中的水均匀喷淋在盘管表面，形成连续水膜。水膜蒸发吸收潜热，使管内流体降温；空气依次掠过填料、盘管和收水器，最终携湿空气排出。

在数据中心尤其是GPU集群场景，闭式塔的价值被放大到极致。冷板液冷二次侧必须维持极高的水质洁净度，以防微通道冷板堵塞，开式塔无法做到这一点。闭式塔通过全封闭回路，确保二次侧液体始终处于设计电导率和颗粒度以下，延长硬件寿命并减少补水频次。它还可根据室外湿球温度切换运行模式：高温条件全蒸发模式满足冷量；低温则关闭喷淋泵，仅靠风机干冷运行，实现近似零水耗的自然冷却；更严寒时还可自动排空或降低乙二醇浓度以防冻结。在全生命周期内，这种灵活性使液冷系统能效比和水利用率大幅优化，因此闭式冷却塔已从传统工业冷却场景迅速渗透至大型智算中心，成为采购清单上的标准项。

技术原理

闭式冷却塔的热力学基础是Merkel方程和焓差驱动理论。管内流体通过对流换热将热量传导至盘管外表面，管外水膜直接蒸发到掠过空气中，蒸发过程由水膜与空气边界层的焓差驱动。传热总驱动力可简化为管外水膜平均温度与进口空气湿球温度之差，而非干球温度，因此即使在环境温度较高时，只要空气相对湿度较低，仍可产生有效冷却。

实际装置中，热质交换过程分三段：喷淋水先流经PVC填料，与空气预冷后降至接近空气湿球温度，再喷到盘管上；盘管外表面覆水膜，部分水分蒸发吸收管内流体热量，未蒸发的水滴回流至集水池；携带水蒸汽的饱和空气经收水器去除飘滴，最后从风机排出。整个过程中，空气状态从进口的初始干球和湿球温度，经填料段降温加湿，再经盘管段升温加湿，最终以接近饱和的高焓状态排出。

根据风机与盘管相对位置，可分为诱导通风（抽风式）和强制通风（鼓风式）。抽风式风机置于塔顶，塔内为负压，空气分布均匀、飘滴率低；鼓风式风机位于进风口，塔内正压，便于检修但易产生气流短路和喷淋水飞溅。大型数据中心更倾向采用低噪音、高效收水的诱导通风式。

冬季防冻是设计要点之一。除干冷模式外，闭式塔还可配置电动或手动排放阀，在停机或极端低温时排空盘管和喷淋管路中的积水；高纬度项目通常使用体积浓度30%~50%的乙二醇溶液，冰点可达-30℃以下。控制系统会持续监测环境温度、回液温度和流量，自动切换运行模式，并触发备用加热器或旁通阀，保证设备安全。

水质管理侧，喷淋水因蒸发而浓缩，需定期排污并补充新鲜水，维持浓缩倍数在2~4之间，防止结垢和腐蚀。同时，化学加药装置可投入缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂，控制军团菌等微生物滋生。收水器能将飘滴率控制在循环水量的0.001%—0.005%以内，减少水资源浪费，并满足环保要求。部分型号还可加装消音百叶或变频风机，满足城市数据中心苛刻的噪音限制。

关键参数

• 冷却能力：单模块常见标称散热量从50kW到5000kW，大型项目通常采用多塔并联。以某型号为例，在湿球温度28℃、入口水温37℃、出口水温32℃时，单塔散热量可达2000kW（来源：厂商选型样本）。
• 冷却水流量与压降：管内流体流量按温差5℃设计，对应散热量1000kW的流量约为172 m³/h。盘管侧压力损失一般在3080 kPa之间，选泵时须计入。喷淋水量通常为循环风量的1/3001/600。
• 风机功率与噪音：风机比功率是效率指标，典型范围0.025—0.05 kW/kW散热。4米直径风机满负荷运转时，1米处声压级约75—85 dB(A)，低速或变频时可降至65 dB(A)以下。
• 飘滴率：配高效收水器时飘滴率<0.002%循环水量，即2000 m³/h循环量时飘滴损失<0.04 m³/h，远低于开式塔。
• 节水与排污：在额定工况下，蒸发水耗约1.0—1.5 kg/kW散热，排污和飘滴损失合计约0.2—0.5 kg/kW散热。进入干冷模式后水耗降为零，年均节水可达40%—60%，具体取决于当地气候和运行策略（来源：ASHRAE Handbook-HVAC Applications，2019）。
• 材料与耐腐蚀：盘管材质常见有铜、304/316L不锈钢和铝合金。数据中心多采用316L，保证耐腐蚀且不与乙二醇反应。外壳采用热浸锌钢板或FRP，使用寿命15~25年。
• 控制接口：支持Modbus RTU/TCP、BACnet等协议，可接入楼宇自控系统。关键监测点包括出口水温、喷淋水电导率、振动开关、液位和电流等。

技术路线

按盘管形式可分为圆管直列、椭圆管和波纹管。椭圆管空气侧阻力小、传热系数略高，适合紧凑型安装；波纹管能诱发紊流，强化管内换热，在相同体积下可提升5%~10%散热量。按喷淋方式有重力喷淋和压力喷淋：重力喷淋能耗低，布水均匀性依赖填料分配；压力喷淋通过喷头强制喷洒，可维持更高喷淋密度，适用于水质较差、易结垢场合。

风机方面，直驱式EC风机和无蜗壳轴流风机正在替换传统皮带传动。EC风机效率高，部分负载下功耗大幅降低，且支持无级调速，非常适合全年变工况的数据中心。但初投资较高，单塔成本可能增加15%~20%。传统皮带式方案仍在成本敏感型工业项目中占据主流。

绝热冷却塔是闭式塔的一条演变路线：它取消喷淋泵，改用高压水雾对进入盘管前的空气进行喷雾加湿，降低空气干球温度至接近湿球温度，从而提高显热冷却能力。这种技术在干燥地区效果显著，能取缔循环喷淋系统，彻底免除军团菌风险和水处理负担，但在高湿度环境下优势有限。

还有闭式塔与机械制冷耦合的复合冷却方案：当室外湿球温度过高，单靠蒸发冷却无法达到供应水温要求时，可串联或并联冷水机组接力冷却。此类方案已见于部分对温度精度要求严苛的超算中心，利用闭式塔承担基础负荷，机械制冷仅作峰值补充，全年综合COP可达10以上（来源：某国际厂商白皮书，2023）。

在数据中心专用领域，各厂商更推出低矮模块化、快接式设计，将闭式塔、水泵、控制系统、水处理集成于一个集装箱或撬装内，实现“即插即用”。这极大缩短现场安装周期并降低接口风险，当前新建楼宇式智算中心多倾向该类集成系统。

上游

闭式冷却塔核心原材料包括金属盘管、风机马达、PVC填料、收水器、喷淋泵及结构钢。铜和不锈钢盘管成本占总物料成本30%45%（来源：国内某厂商招股书，2022年口径）。20222023年铜价在8000—9500美元/吨高位运行，不锈钢受镍价波动影响，盘管成本压力显著。风机方面，大型轴流风机叶片材料有铝合金和玻璃钢，高端项目倾向采用德国或日本进口轴承和EC电机，供货交期可能长达6个月。

填料与收水器大多由PVC或PP制成，国内供应商众多，技术壁垒不高，但阻燃和抗紫外线性能需满足GB/T 4100或FM认证要求。水泵一般采用端吸离心泵，知名品牌如格兰富、赛莱默等，近年供应链受芯片和铸件供货影响，交货周期延长至12—16周。

结构钢和热浸锌处理受环保政策约束。2023年国内部分镀锌厂因能耗双控限产，导致塔体外框加工费上涨10%~15%，推动闭式塔整机成本小幅上移。此外，控制元器件如PLC、变频器、传感器来自西门子、ABB等厂商，芯片短缺期间也曾出现断供风险。整体而言，闭式塔供应链较长，但核心部件国产化率已较高，尤其在盘管和结构制造领域，中国是全球最大生产基地。

下游

闭式塔的传统下游是化工、制药、食品饮料和暖通空调系统的冷却水回路，但近年来数据中心尤其是GPU集群的液冷系统成为增长最快的终端场景。典型架构为“服务器冷板—CDU一次侧—闭式冷却塔”。CDU内部使用板式换热器将二次侧的洁净冷却液与一次侧冷却水隔离，一次侧冷却水直接进入闭式塔，被冷却后循环回CDU。该结构中闭式塔承担全部或大部分散热，全年利用自然冷源时间越久，PUE越低。

除此之外，闭式塔还用于集中空调冷站的冷凝器冷却、空压机余热回收回路、发电机组缸套水冷却等。在供热领域，可兼作水环热泵系统的散热器，冬季切换为热泵蒸发器从大气中取热。下游用户对设备的可靠性、低噪音和紧凑性要求越来越高，这与城市化进程和数据中心靠近用户侧的部署趋势密切相关。

从区域需求看，国内东部沿海和中西部地区大型智算中心建设激活了闭式塔市场，尤其在电力资源充沛但缺水地区，干/湿切换能力成为项目审批的加分项。2023—2024年公开招标信息显示，单个万卡级GPU集群通常配套4~8台、单台2000kW以上闭式塔，中标金额可达人民币800—2000万元不等（来源：中国招标投标公共服务平台，2024年不完全统计）。

受益公司

闭式冷却塔产业链的直接参与企业分为三类：整机制造商、核心部件供应商和系统集成商。整机制造领域，国际三巨头——巴尔的摩空气盘管（BAC，美国）、益美高（Evapco，美国）和SPX马利（Marley）技术深厚，在高端数据中心和超级工程中占据先发优势。国内以隆华科技、海鸥股份、蓝科高新为代表，近年加码液冷用闭式塔研发与产能扩张。

• 隆华科技（300263.SZ）：公司具备闭式冷却塔自主设计与生产能力，产品用于石化、冶金及数据中心。根据2023年年报，冷却换热业务营业收入占公司主营业务比重约35%，但未单独披露闭式塔收入。2024年公司多次在互动平台表示，与头部液冷方案商合作开发数据中心专用闭式塔。
• 海鸥股份（603269.SH）：专业冷却塔制造商，2023年年报显示，公司冷却塔业务实现营业收入13.27亿元（含开式、闭式及配件），同比增长约52%，其中闭式塔尤其受益于新能源与数据中心需求。公司建有海外工厂，产品出口比例较高。
• 蓝科高新（601798.SH）：公司换热器产品线覆盖闭式冷却塔，但其营收占比较小。2023年报未单独列示闭式塔数据，公告提及公司正积极推广应用于数据中心的节能冷却技术。
• 国际企业：BAC和Evapco均为私有公司，未公布财务数据。根据行业公开信息，BAC在全球设有多个工厂，闭式塔产品线丰富，推出专为数据中心设计的V系列低噪音、高能效型号。SPX马利隶属于SPX Technologies（NYSE:SPXC），2023年报未单独拆分闭式塔收入，但公司冷却业务部门整体营收约10.8亿美元，其中包括闭式塔、开式塔及零部件。

系统集成商如华为数字能源、维谛技术（Vertiv）、英维克等也在液冷方案中大量采购闭式塔，继而推动上游厂商订单增长。部分CDU制造商开始与塔厂联合开发“冷却塔+CDU”一体化机组，进一步绑定受益关系。

注意：以上仅为产业梳理，不构成任何投资建议，也不对具体公司未来盈利做出预测。

市场规模

由于闭式冷却塔常与开式冷却塔、蒸发冷凝器合并统计，缺乏统一专门口径，各界推算不一。根据Grand View Research 2023年发布的《Evaporative Cooling Market Size, Share & Trends Report》，全球蒸发冷却设备（含开式与闭式塔、蒸发冷凝器）2022年市场规模约76.7亿美元，其中闭式冷却塔与蒸发冷凝器子领域约占35%，即约26.8亿美元；该子领域预计以6.2%的复合年增长率扩张，至2030年将超过43亿美元（数据口径：制造商出厂销售额，包含设备与部分服务）。该报告还指出，数据中心与IT负载冷却贡献了增量的28%，成为最主要驱动力。

区域性市场方面，2023年北美在闭式塔市场占比约为38%，受益于超大规模数据中心建设和制造业回流；亚太地区占比约33%，中国、印度、东南亚数据中心扩张为增长主力；欧洲占比约22%，受限于水资源法规和更倾向干式冷却，增长率稍低；其余地区占7%（来源：Grand View Research，2023年口径）。中国市场内部，闭式冷却塔细分规模尚无官方或协会独家的完整统计，但综合各券商研报和厂商调研，2023年国内闭式塔出货额约在人民币45—60亿元之间，其中数据中心应用占比快速提升至25%~30%，相较2020年的约10%大幅跃升（来源：中国制冷学会、公开券商报告综合估算）。预计到2028年，国内闭式塔市场规模有望达到90—110亿元，主要受智算中心建设和工业节水政策推动。

产能方面，根据中国通用机械工业协会冷却设备分会的数据，2023年国内会员企业闭式塔产能约合20万台标准模块（对应2000kW级），实际产量约15万台，产能利用率约75%。龙头企业海鸥股份和隆华科技均在扩建闭式塔生产线，预计2025年年底行业总产能增至约25万台。

必须注意，不同机构对“闭式冷却塔”划分边界、是否包括蒸发冷凝器等差异明显，以上数值仅为参考区间，并非精确审计数据。

玩家对比

全球闭式冷却塔竞争格局呈“三超多强”态势。国际第一梯队BAC、益美高和SPX马利凭借数十年工程经验、遍布全球的工厂网络以及对数据中心客户定制化方案的深刻理解，基本垄断全球超大规模数据中心及对可靠性要求极严苛的项目。国内头部企业如海鸥股份、隆华科技、蓝科高新在通用工业及中小型数中心市场快速崛起，凭借成本、交期和服务灵活性抢占份额。

• 技术对比：国际三巨头均拥有完善的计算程序与选型软件，可快速匹配全年气象数据、优化塔群布局。BAC的“VXi”系列采用集成变频风机与绝热预冷段，部分负载下能效突出；益美高“AT”系列强调闭式-蒸发-干式三合一能力；马利“NC8400”系列以模块化和低噪音著称。国内品牌则在盘管防腐蚀材料选型（如双相不锈钢）、智能控制和紧凑型集成上积极跟进，参数差距缩小。
• 产品线与价格：同等冷却能力下，国际品牌价格通常高出国内产品30%50%，但全生命周期能耗和维护成本可能更低。国内厂商则提供更具性价比的替代方案，在交付周期上占据优势，普遍为812周，快于国际品牌14~20周的供货期。
• 产能与份额：公开资料未见精确的闭式塔市场份额数据。行业估算，国际三巨头合计占据全球闭式塔市场约45%~55%的金额份额，国内企业合计约占25%~30%，其余为区域小型厂商。在国内本土市场，国产产品出货量占比持续提升，2023年估计已超过60%（来源：中国通用机械工业协会冷却设备分会公开交流信息）。
• 数据中心专项能力：2023—2024年大型智算中心招标中，BAC及益美高频繁作为推荐品牌进入短名单，但海鸥股份、隆华科技均获得了多个国产替代项目案例，如中国移动、中国电信某些省份智算中心已采用国产闭式塔。维谛技术、英维克等系统商也加大国产塔采购认证，为内资品牌打开增长空间。

说明：上述份额数据为行业调研估算，未经审计，仅供参考，不含有对企业投资价值的任何判断。

风险

1. 技术替代风险：干冷器、大型风冷冷水机组以及“液冷到液冷”的直接冷却架构（如将热交换完全交由冷冻水系统，取消冷却塔）可能削弱闭式塔需求。特别是冷冻水系统配合磁悬浮离心机可实现全年高效运行，在电价便宜而水资源稀缺的地区，干式方案更具吸引力。若浸没式液冷或芯片级直接冷却技术成熟，闭式塔在数据中心中的不可替代性将受到挑战。

2. 水资源与环保政策风险：闭式塔仍依赖蒸发水耗，在地下水位下降、节水法规严格的地区，其应用被限制。中国多地已要求新建项目冷却塔采用干/湿自动切换并限制补水量，且对军团菌防控提出更严格监测要求，若运维不善，将被罚款或停业整顿，增加持有成本。

3. 原材料价格波动与供应链风险：铜、不锈钢、镀锌钢材占成本比例高，若大宗商品价格大幅上行，制造商毛利率将被挤压。此外，关键部件如变频器、专用电机依赖海外品牌，地缘政治和贸易摩擦可能导致交期延长甚至断供。

4. 季节性产能和交付风险：数据中心项目集中在下半年交付，造成设备厂产能峰谷不均。若订单超预期，交付延迟可能影响项目进度，客户索赔风险上升。同时，行业快速扩张可能导致低质小厂混入，引发质量安全事故，影响整个行业声誉。

5. 氢氟碳化合物等监管外溢风险：虽闭式塔不含制冷剂，但数据中心整体冷却方案中若搭配水冷冷水机组，其含氟限制可能变严，间接改变对闭式塔的依赖度。

上述风险仅为产业风险分析，不代表任何价格预测或趋势判断。

误读纠偏

• “闭式塔就是不需要用水的冷却设备”：错误。闭式塔在蒸发模式下依然消耗水，只不过被冷却介质本身不与空气接触、不飘散。实际年耗水量取决于运行小时数和模式，虽比开式塔节省40%左右，但仍需稳定补水和排污管理。
• “闭式塔的能效永远比开式塔高”：不准确。闭式塔增加了一层盘管传热热阻，风机与喷淋泵的总功耗通常略高于同容量开式塔。它的主要优势在于水质保障、防冻与可靠性，而非纯粹的电效。选择时需综合评估PUE和WUE（水利用效率）。
• “闭式塔可以完全取代开式塔”：只在某些场景合理。当冷却水回路不要求闭式洁净循环，且系统补水和维护成本可接受时，开式塔凭借初期投资低、结构简单仍占一席之地。两者是互补关系，而非简单替代。
• “一台闭式塔就能满足所有数据中心需求”：闭式塔只是散热系统的一个环节，需配合CDU、水泵、管路和控制策略才能达到设计性能。项目全生命周期成本中，阀门、管路和控制系统往往占据相当比重，忽视系统设计容易导致期待落差。
• “冬季只要关了喷淋就万无一失”：还需考虑盘管残留水冰冻风险。正确的冬季防护需结合乙二醇防冻液、自动排空和备用加热等多重手段，否则仍可能发生盘管冻裂。

最新事件

• 智算中心集中采购：2024年上半年，国内多个地方政府主导的智算中心项目（如北京、内蒙古、宁夏、贵州等地）进行了闭式冷却塔集中招标。公开信息显示，单次采购数量超30台，总金额逾3000万元。中标方包括海鸥股份、BAC中国等（来源：中国招标投标公共服务平台，2024）。
• 隆华科技扩产公告：2024年5月，隆华科技在深交所互动易平台回复投资者提问时称，已启动洛阳工厂闭式冷却塔专用产线技改项目，预计2024年底产能提升40%，并将强化数据中心客户的定制化交付能力。未披露具体数字。
• SPX冷却业务整合：2023年SPX Technologies完成对某暖通空调公司的收购，强化数据中心冷却业务产品线，同时马利品牌推出新一代EC风机闭式塔，支持全数字化运维平台（来源：SPX新闻稿，2023年12月）。
• 行业协会发布标准：中国工程建设标准化协会于2024年6月发布了《数据中心蒸发冷却系统技术规程》（CECS标准），闭式冷却塔作为重要组成部分被纳入，对选型、安装、调试、运维给出详细指导，有望提振市场规范化需求。
• 缺水地区试点绝热闭式塔：据公开报道，乌兰察布某大型数据中心于2024年安装了结合高压喷雾的绝热闭式塔系统，设计全年可实现超过70%的时间完全无喷淋运行，水耗降低约80%，该项目被视为高纬度缺水地区自然冷却的示范。

以上事件基于公开报道和公告整理，不代表任何趋势预测。

跟踪指标

• 数据中心资本开支：北美超大规模云商（如Amazon, Microsoft, Google）和中国主要运营商每季度发布的资本开支趋势，直接预示闭式塔需求。
• 闭式塔出货量/中标数量：通过中国招标投标公共服务平台、公司公告等渠道跟踪大型项目中标信息，观察国产替代和品牌格局变化。
• 主要厂商季度收入：海鸥股份定期报告中的冷却塔业务收入增速、毛利率，可作为行业景气度的领先指标。隆华科技冷却换热业务环比增速亦可参考。
• 铜价、不锈钢价：LME铜期货、不锈钢（304/316L）现货价，因占成本比例高，与制造商盈利预期相关。
• 水务政策与水资源费：重点地区如北京、山东、河北、内蒙对数据中心用水定额和蒸发冷却限制的新规，将影响闭式塔选型。
• 半导体和算力政策：AI芯片管制、国产算力部署计划均影响最终冷却设备的需求强度。
• 行业标准更新：ASHRAE 90.1、中国GB/T 系列以及CECS标准对冷却塔能效和飘滴的限值变化，将推动产品升级和更换周期。

这些指标不构成任何交易信号，仅用于产业趋势观察。

信源

• Grand View Research. “Evaporative Cooling Market Size, Share & Trends Analysis Report.” 2023.
• ASHRAE. ASHRAE Handbook—HVAC Applications. Chapter 40: Cooling Towers. 2019.
• 中国通用机械工业协会冷却设备分会. 行业交流数据和公开统计，2023—2024.
• 隆华科技（300263.SZ）2023年年度报告及投资者互动平台回复，2024.
• 海鸥股份（603269.SH）2023年年度报告及招股说明书.
• 蓝科高新（601798.SH）2023年年度报告.
• SPX Technologies (SPXC) 2023 Annual Report.
• 中国招标投标公共服务平台公开招标与中标公告，2023—2024.
• CECS标准《数据中心蒸发冷却系统技术规程》（2024年发布）.
• 各厂商公开选型样本和技术白皮书：BAC, Evapco, Marley, 隆华科技, 海鸥股份.
• 国际能源署（IEA）Data Centres and Data Transmission Networks 报告，2023.

以上内容仅供产业知识梳理，不构成任何投资、商业或政策建议。