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冷卻水塔的功能以及型式介紹

抽風式冷卻水塔通常于塔頂裝有一馬達驅(qū)動之軸流式風扇,由于屬抽氣式因此于其塔內(nèi)之空氣為負壓(低于一大氣壓),塔內(nèi)空氣密度較低,因此熱質(zhì)傳系數(shù)亦會較低,這是抽風式的缺點。但由于其出口之風扇葉片局部帶動,出口空氣局部流速較高,吹出之局部風速亦較大,因此排出之濕空氣可吹離較遠,其回流量遠較吹入式冷卻水塔少,這是抽風式的優(yōu)點。然而因空氣密度較低(因為出口空氣溫度較高且含濕量較較大)之故,抽風式需求較大之風力驅(qū)動動能。

自頂部溢出之水滴往往是機械驅(qū)動空氣型冷卻水塔所很難完全避免的,由于冷卻水塔之冷卻水降溫模式須利用空氣與水的直接接觸,由空氣帶走蒸發(fā)之水蒸氣,因此所需之空氣與水的接觸面積特別多,因而水滴撒下時當風速足以帶動水滴時,水滴即可能隨風向而向上飄逸出水塔,造成飛濺損失現(xiàn)象,因此通常于出水口附近(風扇下方)設有擋水板以便阻擋水滴飛濺損失。抽風式冷卻水塔的水滴飛濺損失往往又比吹入式冷卻水塔者多,原因是抽風式冷卻水塔之出口局部風速較大所致,此點亦是抽風式冷卻水塔之缺點。

四、自然對流驅(qū)動空氣型(Nature Draft)冷卻水塔

自然對流驅(qū)動空氣型冷卻水塔特點是空氣之流動是依其溫度差或密度差所形成之浮力帶動空氣流動之冷卻水塔,不藉由機械動力驅(qū)使空氣流動,其原理是利用密度差驅(qū)使空氣自然對流以達到循環(huán)空氣的效果;在冷卻水塔內(nèi)部空氣含濕度及溫度均較塔外高,溫度越高相對密度越低,含濕量越多相對密度也越低,由于塔內(nèi)空氣密度較塔外空氣密度低的緣故,塔內(nèi)含濕空氣上浮的結(jié)果促使塔外干空氣由塔底流入塔內(nèi),達到相同于機械力驅(qū)動型冷卻水塔之空氣循環(huán)的效果。圖4、5分別為逆流式及交流式自然對流型冷卻水塔。

除了上述分類外,冷卻水塔亦可有機械驅(qū)動空氣與自然對流驅(qū)動空氣兩類之混和型,一種較先進型自然對流冷卻水塔,于底部采用風扇輔助帶動空氣流(Fan assist cooling tower),這種方式可節(jié)省塔的高度,初期費用也較少,但運轉(zhuǎn)電力消耗產(chǎn)生之費用增加是其缺點。另一種將自然對流式冷卻水塔內(nèi)部裝置燃燒后之廢熱煙道排出口,其中去硫化物裝置亦可同時裝置于塔內(nèi),利用排氣熱量增加煙道氣體溫度,達到增加對流效應,如此可降低塔高節(jié)省初期經(jīng)費。

五、逆流式與交流式冷卻水塔形式介紹

依空氣與水的相對流路方向,冷卻水塔基本上又可分為反向流型(俗稱逆流式或反流式)及交流型(俗稱橫流式或交流式),空氣與水于塔內(nèi)進行熱質(zhì)傳交換的過程中,當空氣與水成相反方向流動者,此稱為逆流式冷卻水塔,而空氣與水成垂直方向流動者,此稱為交流式冷卻水塔。

常見之逆流式冷卻水塔多應用于圓型塔狀結(jié)構(gòu),圓形塔狀結(jié)構(gòu)之冷卻水塔多為單一型設計(但有時亦為雙機型設計),主要原因是圓形塔狀結(jié)構(gòu)具有環(huán)型之入風口,入風量大,因此效率亦會較高,圓形者可考慮多風扇組合,亦可達到充分的空間利用。方形冷卻水塔較具模塊功能,通?勺鰹槎鄦卧M合型,配合房屋空間利用,方形適合多單元組合排列成一直線,這對空間的利用具有極大優(yōu)勢,所占面積相對較小。一般方形之空氣入口設于下方兩側(cè),逆流式方形冷卻水塔受入風口的限制多屬小噸位型,大噸位型則以交流式為主。逆流式冷卻水塔之空氣主要由散熱填料下方向上流動,淋水則由上方受重力向下流動形成與空氣逆向流動,逆向流具有高熱交換系數(shù),原因是當水越接近下方,越接近空氣入口,此時之空氣含濕量亦較低,濕球溫度相對亦較低之故,即使接近出口之較低溫水亦能持續(xù)散熱致空氣中,而于空氣接近出口處,空氣因吸濕的緣故溫度較空氣入口提高許多,然而此處亦即為水的入口處(接近撒水處),水溫亦相對較高,因此水的熱能仍可持續(xù)傳送至空氣中,逆向流冷卻水塔之空氣濕球溫度與水溫之相對變化,水溫與空氣始終可保持一定之溫差,因此熱交換效率較高。

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