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冷却水塔的功能及基本原理

热学 2019-04-16 09:45 未知晓娜

冷却水塔的功能及基本原理
     所谓冷却水塔顾名思义即是应用于散热冷却为目的之塔状洒水系统;以一般常见于楼顶之中小型空调用冷却水塔而言,其结构不外乎一圆型或方形壳体,而壳体内由上而下分别为一抽风马达及带动之抽风扇,挡水板,撒(散)水器,散热材(填充材),入风口,最底下为水槽、进出水管及抽水马达,可参考图1所示,其功能为将空调主机所吸收或产生之热能经由冷却水的传送在冷却水塔中藉由水与空气的直接接触将热能排放至大气中。由于水具有高潜热(蒸发热)热能,加上取得容易,而空气具有吸湿能力,在这种有利条件下,冷却水塔成为散热最有效且最便宜的工具。
      冷却水塔内挡水板主要用于阻挡细小水滴的散失,当热水透过洒水喷嘴均允喷洒在冷却水塔内之填料上端,藉由重力向下方流动,由于空气的反向流动会造成较小液滴随空气流往上带走,为了减少冷却水的损失,须于水塔洒水喷嘴上方设置挡水版装置,小液滴遇到挡水装置受到阻挡而附着于档水版上,等档水版上之液滴累积至较大时,当其重力高于空气流带动之阻抗反向力时,水滴便会向下掉落于填料上。

冷却水塔形式分类简介

依空气驱动型式大致可分为:

机械力驱动型(Mechanical draft)

自然对流型(Nature Draft)

依空气与水的相对流路方向可分为:

反向流式(俗称逆流式或反流式)

交叉流式(俗称横流式或交流式)

依冷却水环路可分为:

密闭环路型冷却水塔或称为密闭式冷却水塔

开放环路型冷却水塔或称为开放式冷却水塔

选用冷却水塔之确观念

冷却水塔所需排除之热量包括冷却容量与压缩热之和,通常,使用氟氯烷系冷媒的空调系统之冷却水塔负荷为空调主机容量的125% 

冷却水塔厂商建立最好以130%为宜.

当冷房能力为1RT=3024Kcal/hr时,则冷却水塔散热能力为1RT=3900Kcal/hr

冷却水塔之温度差,并非决定于冷却水塔本身,而系热交换器,其值决定于

Kcal/hr = LPM( 流量) × 60 ×温度差℃

     冷却水流经热交换器后送至冷却水塔之水量与本身之热负载有关,故很显然地,温度差与冷却水塔大小无关,而系直接与热负载和流经系统之水量成函数关系。理论上,当空气之湿球温度与冷却水温愈接近时(温度差距愈小)则选定之冷却水塔愈大,通常在温度差距为3 ℃ (或5 ℉ )时为最大极限,如进一步推敲,假设冷却水塔已经安装完成,在某一湿球温度条件下,温度差保持一定值时,温度差距愈大时,排出之热负载也就愈多,总而言之,其循环水量相对增加。一般而言,冷却水塔之选用应考虑,热负载之大小及循环水量、冷却水出入口温度、外气条件(湿球温度)、循环水之水质、场地及环境(含空间大小)、马达及电力状况等因素。针对这些考虑项目,故冷却水塔选定之正确观念为:

   当冷水温度不变,而温度差增加时(热水温度增加),则冷却水塔亦应适度加大。当热水温度保持固定不变,而温度差增加时(冷水温度降低,温度差距变小),冷却水塔将明显加大。

    若循环水量、湿球温度、温度差距等保持一定值时,热负载增加将促使温度差增加,则冷却水塔之大小将随着热负载加大。若热负载、湿球温度、温度差距等保持一定值时,循环水量减少、温度增加时,则冷却水塔之大小将随着循环水量减小。

     同一冷却水塔,若温度差及循环水量一定时,湿球温度愈高,则温度差距愈小。


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