自然通风冷却塔工作原理

以圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低焓值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高焓值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。

一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。

从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低 。

分为类似于喷水冷却池的开放式冷却塔和具有较高通风筒的风筒式冷却塔两种类型。

适用于冷却水量大于1000m³/h。温、湿度和冷、热水温差不高的冷却处理工艺过程中。自然通风冷却塔风吹水量损失小，效率稳定，维护简单，受场地建筑面积影响小，但投资较高，施工技术复杂，冬季维护较困难 。

自然通风冷却塔一般淋水装置设在冷却塔筒身内部，空气自下而上与淋水流向相反，称逆流通风。也有淋水装置设在塔下部筒身外边，空气横向流过淋水再进入简身的冷却塔，称横流通风。淋水有呈点滴状和薄膜状两种。大型自然通风冷却塔多用钢筋混凝土建造，外形大多为双曲线筒型。自然通风运行费用最低，但基建投资较高 。

自然通风双曲线型冷却塔如图1所示（1—人字形支柱；2—风筒；3—淋水装置；4—储水池）所示，它由配水系统、淋水装置、带支撑结构的风筒和集水池等组成。冷却水在凝汽器及其它设备吸收热量后，在一定的压力下，沿压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，并经配水槽内的孔呈线状下流，落在特殊的溅水条上；溅水条由木条或钢筋水泥组成。经过几层溅水条，最后落入布置于地面之下的储水池中。冷空气靠塔筒造成的吸力，从塔筒下部的四周被吸人塔内，在塔中与溅散下落的水滴，形成逆向流动，并吸收水中热量，再从塔上部排出。在此种冷却塔内，水被溅散成小水滴进行冷却，故也被称为滴水式冷却塔。

水在冷却塔中主要由于蒸发作用，小部分是由于对流作用而受到冷却。蒸发可以进行到空气中的水蒸气完全饱和为止，因此冷却塔的设计与当地气象条件有着密切关系。

滴水式淋水装置通常由水平或倾斜安放的溅水条按一定间距排列而成。溅水条可以是横剖面形式为矩形或三角形的木板条、水泥条，或塑料十字型、石棉水泥角型、弧形等。如图2所示三角形及矩形板条组成的淋水装置。

除滴水式冷却方式外，还有薄膜式冷却方式。薄膜式是指水沿着木板或弯曲波形板组成的多层空心体表面淌下，形成具有较大接触面积的水膜，与自下而上流动的冷空气充分接触，将热量散出。图3（1—配水槽；2—对水平微倾的护板；3—冷却水池；4—塔的金属骨架）为薄膜式多边形冷却塔，图4为薄膜式淋水装置。

滴水式冷却塔的淋水密度一般为2.5—3.5m/(m·h)，而薄膜式冷却塔为7m/(m·h)。薄膜式冷却塔的单位容积放出的热量比滴水式约大1.6—2.5倍，冷却效率高，占地面积小，工作时受风速的影响较小，但建筑费用较大，构造复杂。