当前空调系统中采用的冷却塔通常为开式的,因为冷却水和空气直接接触,水容易污染,造成水资源的巨大浪费。将管式蒸发冷却器作为核心部件制成闭式冷却塔,由于冷却水和空气通过盘管换热,水质得到保证,提高了水的重复利用率。同时在闭式冷却塔喷淋段增加淋水填料对喷淋水进行冷却预处理,可以大幅度降低冷却盘管换热过程中管外流体的温度,减少盘管换热面积。目前基于冷却填料与蒸发式冷却盘管的优化设计研究较少。基于这样的背景,本文对带填料的闭式冷却塔的性能和优化设计展开研究。本文主要从求解数学模型、分析影响冷却性能的因素和进行优化设计三个方面对研究对象进行深入的研究。第一,对淋水填料和盘管进行理论分析。在确定控制方程及其边界条件的情况下,对传热传质过程进行适当简化,得到了研究对象的数学模型。并根据其它文献提出的经验公式得到传热和传质系数,对整个逆流闭式冷却塔的传热、传质过程的数学模型进行求解。第二,通过算例分析以及实验研究提出了闭式冷却塔的结构参数和运行参数对性能的影响能力的分析结论,为优化设计提供依据。闭式冷却塔的冷却性能参数主要包括:冷却水出口温度、冷却效率、传质系数、传热系数。影响管式蒸发冷却器性能的参数包括:换热器的管间距、盘管内外径、盘管布置形式、管材;运行参数:喷淋水量、空气流量、湿球温度、管内水量。第三,利用MATLAB与C#提供的优化工具箱以及友好的可视化编程环境,把繁琐的计算过程程序化,建立良好的用户界面。论文中以传热、传质系数为目标函数,以理论分析得到的部分结论为约束条件,以换热器面积、管间距、空气流量、喷淋水量、淋水填料高度作为优化结果,使用遗传算法从而实现闭式冷却塔的优化设计。在课题试验当中发现在逆流闭式冷却塔的盘管段盘管材质及盘管的导热系数大小对于整个塔内的传热传质过程的影响甚微,对于传统依赖于铜质盘管的换热器设计提供了其他材料替代性的可行性分性。在填料高度的计算当中,实验结果同时证明了填料高度的增加也可能导致冷却效率的下降,所以计算机模拟计算过程当中对此进行了优化,根据以上结论以及其他分析结果论文结尾提出了进行下一步完善优化设计的研究方向。