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      冷卻水塔功能及型式介紹

      發(fā)布時(shí)間:2020-12-03     瀏覽次數 :7604


       一、冷卻水塔的功能及基本原理

        所謂冷卻水塔顧名思義即是應用于散熱冷卻為目的之塔狀灑水系統;以一般常見(jiàn)于樓頂之中小型空調用冷卻水塔而言,其結構不外乎一圓型或方形殼體,而殼體內由上而下分別為一抽風(fēng)馬達及帶動(dòng)之抽風(fēng)扇,擋水板,撒(散)水器,散熱材(填充材),入風(fēng)口,更底 下為水槽、進(jìn)出水管及抽水馬達,可參考,其功能為將空調主機所吸收或產(chǎn)生之熱能經(jīng)由冷卻水的傳送在冷卻水塔中藉由水與空氣的直接接觸將熱能排放至大氣中。由于水具有高潛熱(蒸發(fā)熱)熱能,加上取得容易,而空氣具有吸濕能力,在這種有利條件下,冷卻水塔成為散熱最有效且更便宜 的工具。

        冷卻水塔內擋水板主要用于阻擋細小水滴的散失,當熱水透過(guò)灑水噴嘴均允噴灑在冷卻水塔內之填料上端,藉由重力向下方流動(dòng),由于空氣的反向流動(dòng)會(huì )造成較小液滴隨空氣流往上帶走,為了減少冷卻水的損失,須于水塔灑水噴嘴上方設置擋水版裝置,小液滴遇到擋水裝置受到阻擋而附著(zhù)于檔水版上,等檔水版上之液滴累積至較大時(shí),當其重力高于空氣流帶動(dòng)之阻抗反向力時(shí),水滴便會(huì )向下掉落于填料上。

        二、冷卻水塔形式分類(lèi)簡(jiǎn)介

        市面上之冷卻水塔形式種類(lèi)相當多,依空氣驅動(dòng)型式大致可分為機械力驅動(dòng)型(Mechanical draft)及自然對流型(Nature Draft);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式(俗稱(chēng)逆流式或反流式)及交叉流式(俗稱(chēng)橫流式或交流式);依冷卻水環(huán)路又可在分為密死循環(huán)路型冷卻水塔或稱(chēng)為密閉式冷卻水塔,另一種即為開(kāi)放環(huán)路型冷卻水塔或稱(chēng)為開(kāi)放式冷卻水塔,其中密死循環(huán)路型冷卻水塔又稱(chēng)為蒸發(fā)型冷卻水塔。有關(guān)各型冷卻水塔之特點(diǎn)將敘述如下。

        三、機械驅動(dòng)空氣型(Mechanical Draft)冷卻水塔

        特色是藉由一機械動(dòng)力(一般即為馬達風(fēng)扇)驅使空氣流動(dòng),與水塔內冷卻水或熱交換器進(jìn)行熱質(zhì)傳遞,藉以降低冷卻水溫度。依風(fēng)扇位置可分為抽風(fēng)式及吹入式兩種,所謂吹入式是用風(fēng)扇將空氣吹入殼體內側與殼內冷卻水進(jìn)行熱質(zhì)傳交換作業(yè),通常由殼的下方吹入,吸收水蒸氣之濕空氣則由上方吹出,此型依風(fēng)扇之型式可分為離心式及軸流式,離心式者其特色為具有較高之風(fēng)壓,可運用于較高阻抗設計之熱交換散熱填料。一般常見(jiàn)于蒸發(fā)型冷卻水塔。

        吹入式冷卻水塔是透過(guò)風(fēng)扇將外氣吹入塔內,因此塔內空氣為正壓(大于一大氣壓),密度亦較高于大氣壓力下之空氣密度,因此空氣之熱交換系數略高,這是吹入式冷卻水塔的優(yōu)點(diǎn)。通常吹入式冷卻水塔之塔的周邊氣密度(封閉度)要求較高,原因是避免塔內空氣無(wú)法完全由頂端吹出,造成空氣未能完全與冷卻水充分接觸進(jìn)行熱質(zhì)傳遞;其次吹入式受風(fēng)扇葉片影響其空氣動(dòng)能于入口端局部較大,局部風(fēng)速亦會(huì )較高,而末端(出風(fēng)口端)之出口空氣流分散,出風(fēng)速度較為平穩,局部出風(fēng)動(dòng)力不若抽風(fēng)式者高,因此相對而言出風(fēng)回流的情形較多,此為吹入式冷卻水塔的缺點(diǎn)。

        抽風(fēng)式冷卻水塔通常于塔頂裝有一馬達驅動(dòng)之軸流式風(fēng)扇,由于屬抽氣式因此于其塔內之空氣為負壓(低于一大氣壓),塔內空氣密度較低,因此熱質(zhì)傳系數亦會(huì )較低,這是抽風(fēng)式的缺點(diǎn)。但由于其出口之風(fēng)扇葉片局部帶動(dòng),出口空氣局部流速較高,吹出之局部風(fēng)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(fēng)式的優(yōu)點(diǎn)。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(fēng)式需求較大之風(fēng)力驅動(dòng)動(dòng)能。

        自頂部溢出之水滴往往是機械驅動(dòng)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(shí)當風(fēng)速足以帶動(dòng)水滴時(shí),水滴即可能隨風(fēng)向而向上飄逸出水塔,造成飛濺損失現象,因此通常于出水口附近(風(fēng)扇下方)設有擋水板以便阻擋水滴飛濺損失。抽風(fēng)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(fēng)式冷卻水塔之出口局部風(fēng)速較大所致,此點(diǎn)亦是抽風(fēng)式冷卻水塔之缺點(diǎn)。

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