依空气与水的相对流路方向,冷却水塔基本上又可分为反向流型(俗称逆流式或反流式,如图1~3所示)及交叉流型(俗称横流式或交流式,如图7所示),空气与水于塔内进行热质传交换的过程中,当空气与水成相反方向流动者,此称为逆流式冷却水塔,而空气与水成垂直方向流动者,此称为交流式冷却水塔。
常见之逆流式冷却水塔多应用于圆型塔状结构,圆形塔状结构之冷却水塔多为单一型设计(但有时亦为双机型设计),主要原因是圆形塔状结构具有环型之入风口,入风量大,因此效率亦会较高,圆形者可考虑多风扇组合,亦可达到充分的空间利用。方形冷却水塔较具模块功能,通常可做为多单元组合型,配合房屋空间利用,方形适合多单元组合排列成一直线,这对空间的利用具有极大优势,所占面积相对较小。一般方形之空气入口设于下方两侧,逆流式方形冷却水塔受入风口的限制多属小吨位型,大吨位型则以交流式为主。逆流式冷却水塔之空气主要由散热填料下方向上流动,淋水则由上方受重力向下流动形成与空气逆向流动,逆向流具有高热交换系数,原因是当水越接近下方,越接近空气入口,此时之空气含湿量亦较低,湿球温度相对亦较低之故,即使接近出口之较低温水亦能持续散热致空气中,而于空气接近出口处,空气因吸湿的缘故温度较空气入口提高许多,然而此处亦即为水的入口处(接近撒水处),水温亦相对较高,因此水的热能仍可持续传送至空气中,逆向流冷却水塔之空气湿球温度与水温之相对变化图如图8所示,水温与空气始终可保持一定之温差,因此热交换效率较高。
交流式冷却水塔市面上主要设计为方形,亦有圆形之设计,形状的差异主要是考量场地空间的安排,以方形较容易安置,方形交流式冷却水塔空气由水塔侧方流入,与重力向下流之撒水成垂直,由于水塔两侧面积大,空气入口相对截面积亦较大,因此此型设计多为大吨位型式;交流式冷却水塔之填料通常安装成与水平成一顷斜角度,原因是空气入口流动方向会使水滴向内流动;由于交流型冷却水塔热交换区域位于两侧,抽风扇下方乃设计为中空型式,空气由两侧向中心之空间流动,最后再由上端之风扇抽离,因此交流型均属抽风式冷却水塔。方形交流式冷却水塔最大的优点是空间的布置较容易,具有较佳之模块能力,可于另一侧边多组并列仍不影响空气进口侧边风道;交流型的另一项优点是飞溅损失量较少,当空气由两端流入中心空间后须由近乎水平转为向上,具有惯性力之水滴较难转向而随风扇流出。不过交流型冷却水塔水温分布不均(见图9所示)以及单位传热面积之传热效果较低是其缺点,位于水塔近于入风口两端侧边水温最低,且水流向下使得外侧低温之水始终与低温之入口空气接触,而位于水塔较内侧之冷却水所接触之空气均为空气之下游端,空气越接近下游端其含湿量越高,因此湿球温度越高,此时所能吸收冷却水之蒸气量较有限,所以内侧水温亦相对较外侧高些。显然内侧传热填料之热传量较外侧传热填料略差,因此水温分布不均时整体之冷却能力也会些微降低。
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