冷卻塔的高效低耗能是冷卻塔技術發展中永恒不變的目標。冷卻塔與節能有兩種含義：一是強調冷卻塔的研究，優化冷卻塔配件(如填料、配水、收水器等)，改善和完善冷卻塔的設計方法(如流場的分析、配水配風的均勻性、冷卻塔精確的氣動計算等)，從而提高效率，降低能耗。二是對目前正在運行的數量龐大的冷卻塔開展挖潛改造，提高效率，降低能耗。我們認為通過以下途徑可以實現冷卻塔的節能。
降低冷卻塔的供水揚程。冷卻塔的能耗除電機外，還有熱水送上配水系統的水泵功耗，其耗電量遠大于風機，以4000m3／h循環水為例，風機軸功率耗電為l37kW·h，而把4000m3／h的水提升至10m揚程的水泵所耗電能為167.8kW·h，比風機耗電多了22．4％，若能降低2．0m的揚程，可節約電耗33kW·h，這是個不小的數值。眾所周知，降低進風口高度、減少供水管的阻力和采用低壓噴嘴都可以降低水泵的揚程。為了實現上述目標，我們分別進行進風口型式(包括不同的百葉及導流檐等)和低壓噴頭的配水均勻度的試驗。試驗證明，當風量不變時，隨著進風口降低，進風流速提高，進風口阻力增加。煙氣試驗發現進風口上沿的尖端效應也越顯著，這說明《機械通風冷卻塔工藝設計規范》對冷卻塔的進風口面積比要有一定的限制，但從冷卻塔設計的總體而言，在進風口上沿增加導流板，可以大大改善進入填料氣流上的均勻性，使填料的熱力特性得到充分挖掘。判斷氣均勻分布與否，可以通過某特性斷面(如氣室處的某斷面)的靜壓與進風口的動壓之比(又稱壓力比)來決定。當壓力比大于5～8時，可認為氣流是均勻的。
降低供水壓力除減少進風口高度外，另一個重要步驟就是選用配水均勻、低壓力的噴嘴，為滿足這兩項要求，我們在噴嘴試驗裝置上進行噴嘴的篩選，分別測試噴嘴的流量與壓力，噴射高度與噴射角、噴嘴的流量系數，考量每個噴嘴布水的均勻性，優者首選。在此基礎上再去進行配水系統如主管、支管、連接噴嘴的管壁等的優化水力計算。目前在對有限的噴嘴種類測試后，比較理想的低壓噴嘴為K2、NS5A、GEA上噴噴嘴等。
提升冷卻塔的換熱效率。高效率的冷卻塔，為完成設計任務所需的氣水比就低，風量小，功耗就小，以往研究提高冷卻塔效率，著重點放在淋水裝置(填料)上，如填料的構形(孔隙率、比表面積)、材質(親水性、強度)，而忽略了獲得填料特性時的邊界條件及模化試驗時，受到試驗邊界條件的制約，使填料特性Ka=Agm·qn或N=A姿m性能發揮受到限制的情況，在冷卻塔的設計時無論邊界條件和氣象、水溫變化情況如何，均把熱力特性方程中的“A”作為常數考慮，加上工業塔中的配水條件和配風條件與實驗室的條件相差甚遠，所以未能充分體現出填料特性的潛力。對比國內外同類填料的熱力特性發現，雖然都是薄膜式填料，單位體積的質量相近，比表面和孔隙率相近，僅細部構形有別，但熱力特性相差較大，性能高的填料為完成相同的設計任務，所需的氣水比則小得多，風機功率就低得多。因此除了繼續開發新的填料品種外，也要注重現有填料的潛力，改進試驗裝置及方法，在進行熱力測試的同時，也應對試驗時的配水均勻性及進氣的均勻性以及不同淋水密度和不同風速下的特性給予區分，并在不同的氣象條件與不同的運行區段加以論證，使填料的特性能得以充分和有效的運用。
冷卻塔的挖潛改造。老塔改造不能停留在塔內配件損壞的更新上，改造的含義應著重于挖潛。
上世紀60~70年代前后建造的冷卻塔大部分至今仍還在運行，但其冷卻效率多數不盡人意，如塔的面積為8m×8m，處理水量為360m3／h～400m3／h，配椎4．75m風機，裝機容量為47kW。
20世紀90年代中期建成的若干冷卻塔冷卻效率已有大幅度的提升，如l994年在華北某化工工廠建成的3500～4000m3／h的逆流式冷卻塔平面尺寸l7m×l7m，兩面進風，風機椎9．2m，配用電機180kW，經權威單位鑒定認為，當匹配電機功率為200kW，進一步提高風機風量(氣水比達到0．705時)，該塔的性能可以滿足設計要求。由此可見，該塔的淋水密度己提升至13．8m3/h，冷卻塔效率大大提高了，只是功耗與國外同類型的冷卻塔相比高出近50kW。可想而知，目前正在運行的老的冷卻塔，挖潛改造潛力巨大。
近幾年來冷卻技術有了很大發展，新材料、新工藝等不斷出現，高效的冷卻塔發展日新月異，對老塔挖潛改造客觀條件已具備。
老塔的改造也許比新塔設計更復雜一些，因為要利用原有的主體結構，而且要盡可能地保留原有風機及其傳動機構，這與理想的改造設計方案相比會有差異，因此必須對改造塔現狀調查分析，因地制宣地進行老塔的改造設計，使冷卻塔的新技術、新配件在老塔改造中發揮更大的作用。 |