自然通風(fēng)冷卻塔

從以上分析可以看出，蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說的干球溫度）低于或高于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會(huì)降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會(huì)無休止地進(jìn)行下去。當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí)，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時(shí)，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動(dòng)平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低 。

分為類似于噴水冷卻池的開放式冷卻塔和具有較高通風(fēng)筒的風(fēng)筒式冷卻塔兩種類型。

適用于冷卻水量大于1000m³/h。溫、濕度和冷、熱水溫差不高的冷卻處理工藝過程中。自然通風(fēng)冷卻塔風(fēng)吹水量損失小，效率穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，受場(chǎng)地建筑面積影響小，但投資較高，施工技術(shù)復(fù)雜，冬季維護(hù)較困難 。

自然通風(fēng)冷卻塔一般淋水裝置設(shè)在冷卻塔筒身內(nèi)部，空氣自下而上與淋水流向相反，稱逆流通風(fēng)。也有淋水裝置設(shè)在塔下部筒身外邊，空氣橫向流過淋水再進(jìn)入簡(jiǎn)身的冷卻塔，稱橫流通風(fēng)。淋水有呈點(diǎn)滴狀和薄膜狀兩種。大型自然通風(fēng)冷卻塔多用鋼筋混凝土建造，外形大多為雙曲線筒型。自然通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)用最低，但基建投資較高 。

以圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例：熱水自主機(jī)房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi)，通過播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低焓值的空氣在風(fēng)機(jī)的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時(shí)形成水膜和空氣進(jìn)行熱交換，高濕度高焓值的熱風(fēng)從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內(nèi)，經(jīng)出水管流入主機(jī)。

一般情況下，進(jìn)入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動(dòng)能壓力差，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動(dòng)能便會(huì)降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。

自然通風(fēng)雙曲線型冷卻塔如圖1所示（1—人字形支柱；2—風(fēng)筒；3—淋水裝置；4—儲(chǔ)水池）所示，它由配水系統(tǒng)、淋水裝置、帶支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)筒和集水池等組成。冷卻水在凝汽器及其它設(shè)備吸收熱量后，在一定的壓力下，沿壓力水管送至塔身下部距地面8—10m高度上布置的配水槽；水沿配水槽由塔中心流向四周，并經(jīng)配水槽內(nèi)的孔呈線狀下流，落在特殊的濺水條上；濺水條由木條或鋼筋水泥組成。經(jīng)過幾層濺水條，最后落入布置于地面之下的儲(chǔ)水池中。冷空氣靠塔筒造成的吸力，從塔筒下部的四周被吸人塔內(nèi)，在塔中與濺散下落的水滴，形成逆向流動(dòng)，并吸收水中熱量，再從塔上部排出。在此種冷卻塔內(nèi)，水被濺散成小水滴進(jìn)行冷卻，故也被稱為滴水式冷卻塔。

水在冷卻塔中主要由于蒸發(fā)作用，小部分是由于對(duì)流作用而受到冷卻。蒸發(fā)可以進(jìn)行到空氣中的水蒸氣完全飽和為止，因此冷卻塔的設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)貧庀髼l件有著密切關(guān)系。

滴水式淋水裝置通常由水平或傾斜安放的濺水條按一定間距排列而成。濺水條可以是橫剖面形式為矩形或三角形的木板條、水泥條，或塑料十字型、石棉水泥角型、弧形等。如圖2所示三角形及矩形板條組成的淋水裝置。

除滴水式冷卻方式外，還有薄膜式冷卻方式。薄膜式是指水沿著木板或彎曲波形板組成的多層空心體表面淌下，形成具有較大接觸面積的水膜，與自下而上流動(dòng)的冷空氣充分接觸，將熱量散出。圖3（1—配水槽；2—對(duì)水平微傾的護(hù)板；3—冷卻水池；4—塔的金屬骨架）為薄膜式多邊形冷卻塔，圖4為薄膜式淋水裝置。

滴水式冷卻塔的淋水密度一般為2.5—3.5m/(m·h)，而薄膜式冷卻塔為7m/(m·h)。薄膜式冷卻塔的單位容積放出的熱量比滴水式約大1.6—2.5倍，冷卻效率高，占地面積小，工作時(shí)受風(fēng)速的影響較小，但建筑費(fèi)用較大，構(gòu)造復(fù)雜。