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,如圖1~3所示)及交叉流型(俗稱橫流式或交流式,如圖7所示),空氣與水于塔內進行熱質傳交換的過程中,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構,圓形塔狀結構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構具有環型之入風口,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,通常可做為多單元組合型,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勢,所占面積相對較小。一般方形之空氣入口設于下方兩側,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,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圖如圖8所示,水溫與空氣始終可保持一定之溫差,因此熱交換效率較高。
交流式冷卻水塔市面上主要設計為方形,亦有圓形之設計,形狀的差異主要是考量場地空間的安排,以方形較容易安置,方形交流式冷卻水塔空氣由水塔側方流入,與重力向下流之撒水成垂直,由于水塔兩側面積大,空氣入口相對截面積亦較大,因此此型設計多為大噸位型式;交流式冷卻水塔之填料通常安裝成與水平成一頃斜角度,原因是空氣入口流動方向會使水滴向內流動;由于交流型冷卻水塔熱交換區域位于兩側,抽風扇下方乃設計為中空型式,空氣由兩側向中心之空間流動,最后再由上端之風扇抽離,因此交流型均屬抽風式冷卻水塔。方形交流式冷卻水塔最大的優點是空間的布置較容易,具有較佳之模塊能力,可于另一側邊多組并列仍不影響空氣進口側邊風道;交流型的另一項優點是飛濺損失量較少,當空氣由兩端流入中心空間后須由近乎水平轉為向上,具有慣性力之水滴較難轉向而隨風扇流出。不過交流型冷卻水塔水溫分布不均(見圖9所示)以及單位傳熱面積之傳熱效果較低是其缺點,位于水塔近于入風口兩端側邊水溫最低,且水流向下使得外側低溫之水始終與低溫之入口空氣接觸,而位于水塔較內側之冷卻水所接觸之空氣均為空氣之下游端,空氣越接近下游端其含濕量越高,因此濕球溫度越高,此時所能吸收冷卻水之蒸氣量較有限,所以內側水溫亦相對較外側高些。顯然內側傳熱填料之熱傳量較外側傳熱填料略差,因此水溫分布不均時整體之冷卻能力也會些微降低。
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