冷却水塔功能及型式介绍（二）

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交流式冷却水塔市面上主要设计为方形，亦有圆形之设计，外形的差异主要是考量场地空间的安排，以方形较轻易安置，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，原因是空气入口活动方向会使水滴向内活动；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活动，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轻易，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入口侧边风道；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。 六、喷流式冷却水塔设计 　　喷流式冷却水塔是一种所谓可长期不须维修之冷却水塔，原因是此型之冷却水塔不需要（没有）转动组件、不需要（没有）浸湿填料、以及没有电路在里头；由于使用的条件分布的很广，在运转及维修上情形各异，端视空气品质及水的纯净度而定。 　　有关喷流式冷却水塔之一般性维修说明如下，由于冷却水塔主要是配合冷冻空调主机或产业制程之冷却，一般均视为主机之附属系统，且与主机配置位置多不在同一位置，固然主机被视为定期保养的重点，但冷却水塔之相关维护及保养工作则时常被人们遗漏。对于喷流式冷却水塔之系统维护主要与空气及水的洁净度有密切的关连，在空气方面，工厂废气及一些不溶性固体粒子均是造成腐蚀的首恶；水方面特别是水蒸发后之不纯物会积存于循环水系统中，浓度高到某一成度后，相关之结垢及腐蚀就会产生。随着空气及水的洁净度得决定固定排水量以及保养周期。 　　因喷流式冷却水塔（无风扇冷却水塔）之保养维护很少，因此此种冷却水塔一般又视为无故障型冷却水塔，它的保养相对少且简单，包括喷嘴的保养、补给水阀的保养、水槽的清理、排水系统检视及调整、漏水的检查、以及金属表面保护漆的检查等等。 　　于喷流型冷却水塔之喷水速率较高，喷嘴较小，其中阻塞的问题须特别小心处理，因此水质过滤须较为讲究，一般装设有双重过滤网，除了在水槽内之较粗粒过滤网外，在喷流分散管前设有一道较细粒子过滤网，为了避免喷嘴阻塞，须时常保持滤网的清洁，因此滤网的设计应以易取易装为原则。 　　由于喷水情况须时常检视，空气入口稳流分布器应设计为轻易拆取式，以便能进行喷流观测。喷流分布管紧随着空气入口稳流分布器之后，取出空气入口稳流分布器即可观测喷流是否正常。当喷嘴口有阻塞的现像时可用非金属类之毛刷洗擦。 七、开放型（Open Type）及密闭型（Closed Type）冷却水塔 　　由冷却水循环环路区分亦可分为开放水循环环路型（Open Type）简称开放型及密闭水循环环路型（Closed Type）简称密闭型冷却水塔，开放型冷却水塔经常被用于冷冻空调系统或产业制程机构之冷却用，例如在冷冻空调系统中其循环之冷却水主要目的是作为冰水主机冷媒之冷凝用，当冷却水于冷凝器内吸收冷媒冷凝所排放之热量后，冷却水温度会提升，为了将此冷却水循环再利用，因此在冷却水塔藉由塔内内部之空间进行空气与水之直接对流热交换及质传，此空间通常装有填充材料以增加冷却水与空气之热质传递面积，并用一风扇将空气自下向上抽送，上升之空气与自洒水单元洒落之冷却水直接接触，部分之冷却水因蒸发气化与被空气吸收带离，蒸发气化之冷却水可带走大量热能，而达到冷却水降温的作用，此低温之冷却水即可藉由循环泵输送至冷凝器吸收冷媒冷凝所开释出之热能。 　　由于传统之冷却水塔为开放式结构，循环之冷却水直接与空气接触，因此空气中之污染物质很轻易藉由与冷却水接触的同时被水吸收。长期与空气接触之下，因冷却水不断蒸发因此须不断有新的水补充，如此一来极易使冷却水之离子浓度增加，另外掺尘及其它各种因素，亦会造成输送之冷却水水质污浊及离子浓度增加，极易形成结垢现像于管路及冷凝器中，此积存之水垢不断累积导致流道缩减，造成输送马力增加以及冷凝器内之热阻抗增加等，热交换效率因而降低使得系统之效率下降，形成能源浪费及热交换器使用年限降低等问题。 　　为改善开放式冷却水塔造成热交换器无可避免之腐蚀及结垢问题，密闭式冷却水塔成为最佳的选择，密闭型冷却水塔，主要是由一密闭回路之一次侧冷却水循环管路(原开放型之冷却水)再搭配一开放之二次侧冷却水回路所构成，如此之安排可使一次侧冷却水完全在一密闭回路中循环，而避免水垢因素之困扰，同时开放型之二次侧又兼具相变化之热传机构，两者之间并以一高效率之液对液管排式热交换器或板片式热交换器来达成热交换之目的；如此安排之冷却水塔其关键性之组件为，高效率之洒水及喷水头、液对液管排式或板片式热交换器及档水帘等。 　　密闭型冷却水塔以管排式密闭型冷却水塔结构较多，多用以进行冷冻空调系统或产业制程机构冷却水之冷却作业，保持冷却水水质避免结构发生于冷冻空调系统或产业制程之机构内部，维持机构长期性之高热传效率进而达到延长机构寿命及节约能源并节省维护用度等等，除了管排式外，利用板式热交换器于密闭型冷却水塔结构亦是有效的方式，目前能资所已在积极进行其高效率板片热交换器应用于冷却水塔的研发，且已累积数年经验。 八、减轻可视水气排放式冷却水塔(节水型)设计 　　一般冷却水塔（传统型）排放之水气混和皆趋近于或超越饱和状态，完全蒸发之水蒸气是无色的，然而若排气中带有未完全蒸发之水雾则会有白色烟雾(水雾)形成，当气温较低的情况下，白色蒸汽造成视觉障碍的情况越是严重，有些地区更是会造成视觉障碍，特别是冬天的季节因气温较低，当水蒸气排放入大气时即因遇冷而形成水雾。假如要避免水雾造成视觉障碍的现像时，排放之水气尽可能低于饱和状态，一种可减轻水气排放之冷却水塔设计，其设计原理是将冷却水塔分为干、湿两段，干段区位于热水入口之上游区，湿段位于下游区，热水首先于干段上游区与空气进行热交换，此区之水与空气完全区分成两路，互不相接触，因无水蒸发故空气保持干燥，一般设计此区段多采用管鳍式热交换器或仅裸管式热交换器，热水经过干段后紧随着进入湿段区，湿段区水与空气直接接触进行热质传递，此段空气因水的蒸发出口趋近于饱和状态；干空气与湿空气于风扇排气前进行混和，然后排入大气中，由于已阔别饱和线，排气后要形成水气较不轻易因此不回有水雾排放的现像造成视觉障碍的问题困扰。然而因增加干段区，此种设计会增加成本，当然因此亦有减少水蒸发量的效果。 九、结论 　　冷却水塔型式种类相当多，目前市场主要仍以传统开放式为主力产品，然而结构问题一直是最难以有效克服的问题，随着密闭型冷却水塔观念不断普及，未来在成本上若能进一步克服，高效率密闭型冷却水塔将有机会取代传统开放型冷却水塔，其次噪音的问题仍待解决，无风扇冷却水塔将可有效解决噪音的问题，但仍待进一步产品改良