閉式冷卻塔

3秒看懂

閉式冷卻塔是一種將被冷卻介質封閉在盤管內部，利用管外噴淋水蒸發潛熱與強制空氣對流間接帶走熱量的蒸發式換熱裝置。與開式塔不同，介質自身全程不與大氣接觸，杜絕外界汙染和飛沫損耗。在AI資料中心液冷架構中，它承接3035℃的一次側回水，將其穩定冷卻至2530℃乃至更低，再送回CDU或冷水機組，是實現全年高效散熱和水資源平衡的關鍵末端裝置。

3分鐘產業解釋

閉式冷卻塔本質上是“蒸發冷卻+間壁式換熱”的複合裝置。塔內設有翅片或光管盤管，承載純水、乙二醇溶液或其他工藝流體；塔頂或側方安裝軸流風機，將外界空氣抽過盤管；噴淋泵將集水池中的水均勻噴淋在盤管表面，形成連續水膜。水膜蒸發吸收潛熱，使管內流體降溫；空氣依次掠過填料、盤管和收水器，最終攜溼空氣排出。

在資料中心尤其是GPU叢集場景，閉式塔的價值被放大到極致。冷板液冷二次側必須維持極高的水質潔淨度，以防微通道冷板堵塞，開式塔無法做到這一點。閉式塔通過全封閉迴路，確保二次側液體始終處於設計電導率和顆粒度以下，延長硬體壽命並減少補水頻次。它還可根據室外溼球溫度切換執行模式：高溫條件全蒸發模式滿足冷量；低溫則關閉噴淋泵，僅靠風機乾冷執行，實現近似零水耗的自然冷卻；更嚴寒時還可自動排空或降低乙二醇濃度以防凍結。在全生命週期內，這種靈活性使液冷系統能效比和水利用率大幅最佳化，因此閉式冷卻塔已從傳統工業冷卻場景迅速滲透至大型智算中心，成為採購清單上的標準項。

技術原理

閉式冷卻塔的熱力學基礎是Merkel方程和焓差驅動理論。管內流體通過對流換熱將熱量傳導至盤管外表面，管外水膜直接蒸發到掠過空氣中，蒸發過程由水膜與空氣邊界層的焓差驅動。傳熱總驅動力可簡化為管外水膜平均溫度與進口空氣溼球溫度之差，而非乾球溫度，因此即使在環境溫度較高時，只要空氣相對溼度較低，仍可產生有效冷卻。

實際裝置中，熱質交換過程分三段：噴淋水先流經PVC填料，與空氣預冷後降至接近空氣溼球溫度，再噴到盤管上；盤管外表面覆水膜，部分水分蒸發吸收管內流體熱量，未蒸發的水滴迴流至集水池；攜帶水蒸汽的飽和空氣經收水器去除飄滴，最後從風機排出。整個過程中，空氣狀態從進口的初始幹球和溼球溫度，經填料段降溫加溼，再經盤管段升溫加溼，最終以接近飽和的高焓狀態排出。

根據風機與盤管相對位置，可分為誘導通風（抽風式）和強制通風（鼓風式）。抽風式風機置於塔頂，塔內為負壓，空氣分佈均勻、飄滴率低；鼓風式風機位於進風口，塔內正壓，便於檢修但易產生氣流短路和噴淋水飛濺。大型資料中心更傾向採用低噪音、高效收水的誘導通風式。

冬季防凍是設計要點之一。除乾冷模式外，閉式塔還可配置電動或手動排放閥，在停機或極端低溫時排空盤管和噴淋管路中的積水；高緯度專案通常使用體積濃度30%~50%的乙二醇溶液，冰點可達-30℃以下。控制系統會持續監測環境溫度、回液溫度和流量，自動切換執行模式，並觸發備用加熱器或旁通閥，保證裝置安全。

水質管理側，噴淋水因蒸發而濃縮，需定期排汙並補充新鮮水，維持濃縮倍數在2~4之間，防止結垢和腐蝕。同時，化學加藥裝置可投入緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑，控制軍團菌等微生物滋生。收水器能將飄滴率控制在迴圈水量的0.001%—0.005%以內，減少水資源浪費，並滿足環保要求。部分型號還可加裝消音百葉或變頻風機，滿足城市資料中心苛刻的噪音限制。

關鍵引數

• 冷卻能力：單模組常見標稱散熱量從50kW到5000kW，大型專案通常採用多塔並聯。以某型號為例，在溼球溫度28℃、入口水溫37℃、出口水溫32℃時，單塔散熱量可達2000kW（來源：廠商選型樣本）。
• 冷卻水流量與壓降：管內流體流量按溫差5℃設計，對應散熱量1000kW的流量約為172 m³/h。盤管側壓力損失一般在3080 kPa之間，選泵時須計入。噴淋水量通常為迴圈風量的1/3001/600。
• 風機功率與噪音：風機比功率是效率指標，典型範圍0.025—0.05 kW/kW散熱。4米直徑風機滿負荷運轉時，1米處聲壓級約75—85 dB(A)，低速或變頻時可降至65 dB(A)以下。
• 飄滴率：配高效收水器時飄滴率<0.002%迴圈水量，即2000 m³/h迴圈量時飄滴損失<0.04 m³/h，遠低於開式塔。
• 節水與排汙：在額定工況下，蒸發水耗約1.0—1.5 kg/kW散熱，排汙和飄滴損失合計約0.2—0.5 kg/kW散熱。進入乾冷模式後水耗降為零，年均節水可達40%—60%，具體取決於當地氣候和執行策略（來源：ASHRAE Handbook-HVAC Applications，2019）。
• 材料與耐腐蝕：盤管材質常見有銅、304/316L不鏽鋼和鋁合金。資料中心多采用316L，保證耐腐蝕且不與乙二醇反應。外殼採用熱浸鋅鋼板或FRP，使用壽命15~25年。
• 控制介面：支援Modbus RTU/TCP、BACnet等協議，可接入樓宇自控系統。關鍵監測點包括出口水溫、噴淋水電導率、振動開關、液位和電流等。

技術路線

按盤管形式可分為圓管直列、橢圓管和波紋管。橢圓管空氣側阻力小、傳熱係數略高，適合緊湊型安裝；波紋管能誘發紊流，強化管內換熱，在相同體積下可提升5%~10%散熱量。按噴淋方式有重力噴淋和壓力噴淋：重力噴淋能耗低，布水均勻性依賴填料分配；壓力噴淋通過噴頭強制噴灑，可維持更高噴淋密度，適用於水質較差、易結垢場合。

風機方面，直驅式EC風機和無蝸殼軸流風機正在替換傳統皮帶傳動。EC風機效率高，部分負載下功耗大幅降低，且支援無級調速，非常適合全年變工況的資料中心。但初投資較高，單塔成本可能增加15%~20%。傳統皮帶式方案仍在成本敏感型工業專案中佔據主流。

絕熱冷卻塔是閉式塔的一條演變路線：它取消噴淋泵，改用高壓水霧對進入盤管前的空氣進行噴霧加溼，降低空氣乾球溫度至接近溼球溫度，從而提高顯熱冷卻能力。這種技術在乾燥地區效果顯著，能取締迴圈噴淋系統，徹底免除軍團菌風險和水處理負擔，但在高溼度環境下優勢有限。

還有閉式塔與機械製冷耦合的複合冷卻方案：當室外溼球溫度過高，單靠蒸發冷卻無法達到供應水溫要求時，可串聯或並聯冷水機組接力冷卻。此類方案已見於部分對溫度精度要求嚴苛的超算中心，利用閉式塔承擔基礎負荷，機械製冷僅作峰值補充，全年綜合COP可達10以上（來源：某國際廠商白皮書，2023）。

在資料中心專用領域，各廠商更推出低矮模組化、快接式設計，將閉式塔、水泵、控制系統、水處理集成於一個集裝箱或撬裝內，實現“即插即用”。這極大縮短現場安裝週期並降低介面風險，當前新建樓宇式智算中心多傾向該類整合系統。

上游

閉式冷卻塔核心原材料包括金屬盤管、風機馬達、PVC填料、收水器、噴淋泵及結構鋼。銅和不鏽鋼盤管成本佔總物料成本30%45%（來源：國內某廠商招股書，2022年口徑）。20222023年銅價在8000—9500美元/噸高位執行，不鏽鋼受鎳價波動影響，盤管成本壓力顯著。風機方面，大型軸流風機葉片材料有鋁合金和玻璃鋼，高階專案傾向採用德國或日本進口軸承和EC電機，供貨交期可能長達6個月。

填料與收水器大多由PVC或PP製成，國內供應商眾多，技術壁壘不高，但阻燃和抗紫外線效能需滿足GB/T 4100或FM認證要求。水泵一般採用端吸離心泵，知名品牌如格蘭富、賽萊默等，近年供應鏈受晶片和鑄件供貨影響，交貨週期延長至12—16周。

結構鋼和熱浸鋅處理受環保政策約束。2023年國內部分鍍鋅廠因能耗雙控限產，導致塔體外框加工費上漲10%~15%，推動閉式塔整機成本小幅上移。此外，控制元器件如PLC、變頻器、感測器來自西門子、ABB等廠商，晶片短缺期間也曾出現斷供風險。整體而言，閉式塔供應鏈較長，但核心部件國產化率已較高，尤其在盤管和結構製造領域，中國是全球最大生產基地。

下游

閉式塔的傳統下游是化工、製藥、食品飲料和暖通空調系統的冷卻水迴路，但近年來資料中心尤其是GPU叢集的液冷系統成為增長最快的終端場景。典型架構為“伺服器冷板—CDU一次側—閉式冷卻塔”。CDU內部使用板式換熱器將二次側的潔淨冷卻液與一次側冷卻水隔離，一次側冷卻水直接進入閉式塔，被冷卻後迴圈回CDU。該結構中閉式塔承擔全部或大部分散熱，全年利用自然冷源時間越久，PUE越低。

除此之外，閉式塔還用於集中空調冷站的冷凝器冷卻、空壓機餘熱回收迴路、發電機組缸套水冷卻等。在供熱領域，可兼作水環熱泵系統的散熱器，冬季切換為熱泵蒸發器從大氣中取熱。下游使用者對裝置的可靠性、低噪音和緊湊性要求越來越高，這與城市化程序和資料中心靠近使用者側的部署趨勢密切相關。

從區域需求看，國內東部沿海和中西部地區大型智算中心建設激活了閉式塔市場，尤其在電力資源充沛但缺水地區，幹/溼切換能力成為專案審批的加分項。2023—2024年公開招標資訊顯示，單個萬卡級GPU叢集通常配套4~8臺、單臺2000kW以上閉式塔，中標金額可達人民幣800—2000萬元不等（來源：中國招標投標公共服務平台，2024年不完全統計）。

受益公司

閉式冷卻塔產業鏈的直接參與企業分為三類：整機制造商、核心部件供應商和系統整合商。整機制造領域，國際三巨頭——巴爾的摩空氣盤管（BAC，美國）、益美高（Evapco，美國）和SPX馬利（Marley）技術深厚，在高階資料中心和超級工程中佔據先發優勢。國內以隆華科技、海鷗股份、藍科高新為代表，近年加碼液冷用閉式塔研發與產能擴張。

• 隆華科技（300263.SZ）：公司具備閉式冷卻塔自主設計與生產能力，產品用於石化、冶金及資料中心。根據2023年年報，冷卻換熱業務營業營收佔公司主營業務比重約35%，但未單獨揭露閉式塔營收。2024年公司多次在互動平台表示，與頭部液冷方案商合作開發資料中心專用閉式塔。
• 海鷗股份（603269.SH）：專業冷卻塔製造商，2023年年報顯示，公司冷卻塔業務實現營業營收13.27億元（含開式、閉式及配件），年增率增長約52%，其中閉式塔尤其受益於新能源與資料中心需求。公司建有海外工廠，產品出口比例較高。
• 藍科高新（601798.SH）：公司換熱器產品線覆蓋閉式冷卻塔，但其營收佔比較小。2023年報未單獨列示閉式塔資料，公告提及公司正積極推廣應用於資料中心的節能冷卻技術。
• 國際企業：BAC和Evapco均為私有公司，未公佈財務資料。根據行業公開資訊，BAC在全球設有多個工廠，閉式塔產品線豐富，推出專為資料中心設計的V系列低噪音、高能效型號。SPX馬利隸屬於SPX Technologies（NYSE:SPXC），2023年報未單獨拆分閉式塔營收，但公司冷卻業務部門整體營收約10.8億美元，其中包括閉式塔、開式塔及零部件。

系統整合商如華為數字能源、維諦技術（Vertiv）、英維克等也在液冷方案中大量採購閉式塔，繼而推動上游廠商訂單增長。部分CDU製造商開始與塔廠聯合開發“冷卻塔+CDU”一體化機組，進一步繫結受益關係。

注意：以上僅為產業梳理，不構成任何投資建議，也不對具體公司未來盈利做出預測。

市場規模

由於閉式冷卻塔常與開式冷卻塔、蒸發冷凝器合併統計，缺乏統一專門口徑，各界推算不一。根據Grand View Research 2023年釋出的《Evaporative Cooling Market Size, Share & Trends Report》，全球蒸發冷卻裝置（含開式與閉式塔、蒸發冷凝器）2022年市場規模約76.7億美元，其中閉式冷卻塔與蒸發冷凝器子領域約佔35%，即約26.8億美元；該子領域預計以6.2%的複合年增長率擴張，至2030年將超過43億美元（資料口徑：製造商出廠銷售額，包含裝置與部分服務）。該報告還指出，資料中心與IT負載冷卻貢獻了增量的28%，成為最主要驅動力。

區域性市場方面，2023年北美在閉式塔市場佔比約為38%，受益於超大規模資料中心建設和製造業迴流；亞太地區佔比約33%，中國、印度、東南亞資料中心擴張為增長主力；歐洲佔比約22%，受限於水資源法規和更傾向乾式冷卻，增長率稍低；其餘地區佔7%（來源：Grand View Research，2023年口徑）。中國市場內部，閉式冷卻塔細分規模尚無官方或協會獨家的完整統計，但綜合各券商研究報告和廠商調研，2023年國內閉式塔出貨額約在人民幣45—60億元之間，其中資料中心應用佔比快速提升至25%~30%，相較2020年的約10%大幅躍升（來源：中國製冷學會、公開券商報告綜合估算）。預計到2028年，國內閉式塔市場規模有望達到90—110億元，主要受智算中心建設和工業節水政策推動。

產能方面，根據中國通用機械工業協會冷卻裝置分會的資料，2023年國內會員企業閉式塔產能約合20萬臺標準模組（對應2000kW級），實際產量約15萬臺，產能利用率約75%。龍頭企業海鷗股份和隆華科技均在擴建閉式塔生產線，預計2025年年底行業總產能增至約25萬臺。

必須注意，不同機構對“閉式冷卻塔”劃分邊界、是否包括蒸發冷凝器等差異明顯，以上數值僅為參考區間，並非精確審計資料。

玩家對比

全球閉式冷卻塔競爭格局呈“三超多強”態勢。國際第一梯隊BAC、益美高和SPX馬利憑藉數十年工程經驗、遍佈全球的工廠網路以及對資料中心客戶定製化方案的深刻理解，基本壟斷全球超大規模資料中心及對可靠性要求極嚴苛的專案。國內頭部企業如海鷗股份、隆華科技、藍科高新在通用工業及中小型數中心市場快速崛起，憑藉成本、交期和服務靈活性搶佔份額。

• 技術對比：國際三巨頭均擁有完善的計算程式與選型軟體，可快速匹配全年氣象資料、最佳化塔群版面配置。BAC的“VXi”系列採用整合變頻風機與絕熱預冷段，部分負載下能效突出；益美高“AT”系列強調閉式-蒸發-乾式三合一能力；馬利“NC8400”系列以模組化和低噪音著稱。國內品牌則在盤管防腐蝕材料選型（如雙相不鏽鋼）、智慧控制和緊湊型整合上積極跟進，引數差距縮小。
• 產品線與價格：同等冷卻能力下，國際品牌價格通常高出國內產品30%50%，但全生命週期能耗和維護成本可能更低。國內廠商則提供更具價效比的替代方案，在交付週期上佔據優勢，普遍為812周，快於國際品牌14~20周的供貨期。
• 產能與份額：公開資料未見精確的閉式塔市場份額資料。行業估算，國際三巨頭合計佔據全球閉式塔市場約45%~55%的金額份額，國內企業合計約佔25%~30%，其餘為區域小型廠商。在國內本土市場，國產產品出貨量佔比持續提升，2023年估計已超過60%（來源：中國通用機械工業協會冷卻裝置分會公開交流資訊）。
• 資料中心專項能力：2023—2024年大型智算中心招標中，BAC及益美高頻繁作為推薦品牌進入短名單，但海鷗股份、隆華科技均獲得了多個國產替代專案案例，如中國移動、中國電信某些省份智算中心已採用國產閉式塔。維諦技術、英維克等系統商也加大國產塔採購認證，為內資品牌開啟增長空間。

說明：上述份額資料為行業調研估算，未經審計，僅供參考，不含有對企業投資價值的任何判斷。

風險

1. 技術替代風險：乾冷器、大型風冷冷水機組以及“液冷到液冷”的直接冷卻架構（如將熱交換完全交由冷凍水系統，取消冷卻塔）可能削弱閉式塔需求。特別是冷凍水系統配合磁懸浮離心機可實現全年高效執行，在電價便宜而水資源稀缺的地區，乾式方案更具吸引力。若浸沒式液冷或晶片級直接冷卻技術成熟，閉式塔在資料中心中的不可替代性將受到挑戰。

2. 水資源與環保政策風險：閉式塔仍依賴蒸發水耗，在地下水位下降、節水法規嚴格的地區，其應用被限制。中國多地已要求新建專案冷卻塔採用幹/溼自動切換並限制補水量，且對軍團菌防控提出更嚴格監測要求，若運維不善，將被罰款或停業整頓，增加持有成本。

3. 原材料價格波動與供應鏈風險：銅、不鏽鋼、鍍鋅鋼材佔成本比例高，若大宗商品價格大幅上行，製造商毛利率將被擠壓。此外，關鍵部件如變頻器、專用電機依賴海外品牌，地緣政治和貿易摩擦可能導致交期延長甚至斷供。

4. 季節性產能和交付風險：資料中心專案集中在下半年交付，造成裝置廠產能峰谷不均。若訂單超預期，交付延遲可能影響專案進度，客戶索賠風險上升。同時，行業快速擴張可能導致低質小廠混入，引發質量安全事故，影響整個行業聲譽。

5. 氫氟碳化合物等監管外溢風險：雖閉式塔不含製冷劑，但資料中心整體冷卻方案中若搭配水冷冷水機組，其含氟限制可能變嚴，間接改變對閉式塔的依賴度。

上述風險僅為產業風險分析，不代表任何價格預測或趨勢判斷。

誤讀糾偏

• “閉式塔就是不需要用水的冷卻裝置”：錯誤。閉式塔在蒸發模式下依然消耗水，只不過被冷卻介質本身不與空氣接觸、不飄散。實際年耗水量取決於執行小時數和模式，雖比開式塔節省40%左右，但仍需穩定補水和排汙管理。
• “閉式塔的能效永遠比開式塔高”：不準確。閉式塔增加了一層盤管傳熱熱阻，風機與噴淋泵的總功耗通常略高於同容量開式塔。它的主要優勢在於水質保障、防凍與可靠性，而非純粹的電效。選擇時需綜合評估PUE和WUE（水利用效率）。
• “閉式塔可以完全取代開式塔”：只在某些場景合理。當冷卻水迴路不要求閉式潔淨迴圈，且系統補水和維護成本可接受時，開式塔憑藉初期投資低、結構簡單仍佔一席之地。兩者是互補關係，而非簡單替代。
• “一臺閉式塔就能滿足所有資料中心需求”：閉式塔只是散熱系統的一個環節，需配合CDU、水泵、管路和控制策略才能達到設計效能。專案全生命週期成本中，閥門、管路和控制系統往往佔據相當比重，忽視系統設計容易導致期待落差。
• “冬季只要關了噴淋就萬無一失”：還需考慮盤管殘留水冰凍風險。正確的冬季防護需結合乙二醇防凍液、自動排空和備用加熱等多重手段，否則仍可能發生盤管凍裂。

最新事件

• 智算中心集中採購：2024年上半年，國內多個地方政府主導的智算中心專案（如北京、內蒙古、寧夏、貴州等地）進行了閉式冷卻塔集中招標。公開資訊顯示，單次採購數量超30臺，總金額逾3000萬元。中標方包括海鷗股份、BAC中國等（來源：中國招標投標公共服務平台，2024）。
• 隆華科技擴產公告：2024年5月，隆華科技在深交所互動易平台回覆投資者提問時稱，已啟動洛陽工廠閉式冷卻塔專用產線技改專案，預計2024年底產能提升40%，並將強化資料中心客戶的定製化交付能力。未揭露具體數字。
• SPX冷卻業務整合：2023年SPX Technologies完成對某暖通空調公司的收購，強化資料中心冷卻業務產品線，同時馬利品牌推出新一代EC風機閉式塔，支援全數字化運維平台（來源：SPX新聞稿，2023年12月）。
• 行業協會發布標準：中國工程建設標準化協會於2024年6月釋出了《資料中心蒸發冷卻系統技術規程》（CECS標準），閉式冷卻塔作為重要組成部分被納入，對選型、安裝、除錯、運維給出詳細指導，有望提振市場規範化需求。
• 缺水地區試點絕熱閉式塔：據公開報道，烏蘭察布某大型資料中心於2024年安裝了結合高壓噴霧的絕熱閉式塔系統，設計全年可實現超過70%的時間完全無噴淋執行，水耗降低約80%，該專案被視為高緯度缺水地區自然冷卻的示範。

以上事件基於公開報道和公告整理，不代表任何趨勢預測。

追蹤指標

• 資料中心資本支出：北美超大規模雲端商（如Amazon, Microsoft, Google）和中國主要運營商每季度釋出的資本支出趨勢，直接預示閉式塔需求。
• 閉式塔出貨量/中標數量：通過中國招標投標公共服務平台、公司公告等渠道追蹤大型專案中標資訊，觀察國產替代和品牌格局變化。
• 主要廠商季度營收：海鷗股份定期報告中的冷卻塔業務營收增速、毛利率，可作為行業景氣度的領先指標。隆華科技冷卻換熱業務季增率增速亦可參考。
• 銅價、不鏽鋼價：LME銅期貨、不鏽鋼（304/316L）現貨價，因佔成本比例高，與製造商盈利預期相關。
• 水務政策與水資源費：重點地區如北京、山東、河北、內蒙對資料中心用水定額和蒸發冷卻限制的新規，將影響閉式塔選型。
• 半導體和算力政策：AI晶片管制、國產算力部署計劃均影響最終冷卻裝置的需求強度。
• 行業標準更新：ASHRAE 90.1、中國GB/T 系列以及CECS標準對冷卻塔能效和飄滴的限值變化，將推動產品升級和更換週期。

這些指標不構成任何交易訊號，僅用於產業趨勢觀察。

信源

• Grand View Research. “Evaporative Cooling Market Size, Share & Trends Analysis Report.” 2023.
• ASHRAE. ASHRAE Handbook—HVAC Applications. Chapter 40: Cooling Towers. 2019.
• 中國通用機械工業協會冷卻裝置分會. 行業交流資料和公開統計，2023—2024.
• 隆華科技（300263.SZ）2023年年度報告及投資者互動平台回覆，2024.
• 海鷗股份（603269.SH）2023年年度報告及招股說明書.
• 藍科高新（601798.SH）2023年年度報告.
• SPX Technologies (SPXC) 2023 Annual Report.
• 中國招標投標公共服務平台公開招標與中標公告，2023—2024.
• CECS標準《資料中心蒸發冷卻系統技術規程》（2024年釋出）.
• 各廠商公開選型樣本和技術白皮書：BAC, Evapco, Marley, 隆華科技, 海鷗股份.
• 國際能源署（IEA）Data Centres and Data Transmission Networks 報告，2023.

以上內容僅供產業知識梳理，不構成任何投資、商業或政策建議。