简介
1.冷却水塔简介探讨
2.水塔耗水分析 3.冷却水塔节水方法 4.实际案例比较 5.结論与建议
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冷却水塔简介探讨
冷却水塔原理
• 冷却水塔是将系统所热交换后回流之高温冷却水，经由 分配管喷嘴洒在鳍片(FIN)表面上，同时与风扇(FAN)所 产生的强制对流冷空气相互接触，此时，热水与冷空气 之间即产生显热热交换作用。少部份的热水被蒸发成气 态水蒸气，而吸收蒸发潜热再度降低冷却水之温度而形 成低温之冷却水回流至系统。然而，大部分冷却塔中， 皆有一或多个螺旋桨或離心式风扇使空气铅直或水平地 通过冷却塔，而以喷嘴喷水或使水沿冷却塔由一阻板向 下洒到另一阻板，即造成很大的水面积。
冷却水塔在应用上约有以下几种型式分类：
1.依通风方式可分: 自然通风式(natural draft type) 强制通风式(mechanical draft type) 2.依风扇位置可分: 吹入式(forced draft type) 吸入式(induced draft type) 3.依空气与水流相对方向流可分: 交错流(cross flow type) 逆流型(counter flow type)
建议
由于高科技厂冷却水塔之补水水源部份为纯水系统之中膜处理设备
之浓缩水，因此补水的导电度值约为30~50us/cm，在blow down 导 电度控制1000us/cm的情况下，浓缩倍数就已经高达20倍，虽已达
成节水控制之4~5倍要求，但实纪上仍有往上提升空间。
根据国内各高科技厂94年度调查， blow down大部份皆控制在 1000~1600us/cm甚至有些厂未做控制。 一般建议 blow down 导电度可控制在1800~2400us/cm左右。 除了控制浓缩倍数外，仍应考虑控制blow down适当之节水操作标
冷却水塔节水方法
各项水损比较
本文针对开放式冷却水塔，归纳出其耗水途径分别为蒸 发、飞散、溅洒与排放，发现耗水量之大小依序为蒸发、
排放、溅洒与飞散。而从最少的投资花费之观点来看，由
排放方面着手是最快的。
飞散损失量减少之方法
冷却水塔中，还有另外一种重要单元叫做挡水器。当空气流入塔内
时，部份小水滴会随着空气被带出塔外，而挡水器的目的，乃是减少这
为控制，故只能任由外气蒸发其散失量。
注:(蒸发潜热597.3卡/克 )
飞溅损失 (drift loss)
尚未经过冷却，温度较高的循环水，由PUMP加压送至水塔顶端
洒水器后，被洒落至填充材上进行冷却。由洒水器落至填充材这段
过程中，部份体积较细小水滴，可能会被塔内向上流过空气携带出 塔，形成飞散损失。根据统计，一般习用之冷却水塔因采用洒水结 构方式，其损失量约为总用水量之0.2%~0.3% 。
蒸发损失 (evaporation loss)
冷却水塔的冷却过程中，大部份的水蒸发至大气当中，
同时也以汽化潜热方式，达到冷却效果降低水温，此即为蒸
发损失。水的蒸发，对于水塔水损而言，是在所难免的，因 为水的显热 (Sensible Heat)远小于潜热 (Latent Heat)。 也是能将热量排除的主因。然而，蒸发损失的多寡完全取决 于水塔四周的空气含水量的重要因素，但外气因素无法由人
溅洒减少的方法
影响溅洒损失多寡因素如下:
1.填充材底部至水面高度差 2.水面槽距缘高度集水巣周长 3.水落在水面位置是否接近巣缘 4.入风口网形状
为了满足影响溅洒损失因素可于冷却水塔之空气
入口处加装入风口网，其本意在防止落夜灰尘，垃圾
等杂物进入塔内影响冷却水循环，同时也可减少水滴
溅洒出塔外，但在常其缺乏维修，保养之下会大大降
冷却塔之节水策略研究
前言
在高科技电子产业包括晶圆代工， IC半导体产业， TFTLCD…等产业厂中用水量大小除了取决于制程产量及产能利用 率之外，在公用空调系统中占全厂用水量的5%~20%，主要耗水 点则在SCRUBBER及COOLING TOWER水损失补水上，因此空调用 水为电子厂业之主要节水潜力。
排放损失 (blow-down loss)
冷却水塔的冷却在送水管路及水塔之间重复着吸
收废热释放废热的动作，过程中由于水塔为开放结构，
难免会有杂质溶入，影响水质，往往维持散热所需，
也必需以蒸发其冷却水，所以导至水中溶盐浓度上升， 亦导致微生物及藻类滋生，故冷却水须做一定的排放， 有时并须清洗水塔及管路，补充干净的水而被排放掉 的废水称排放损失。
各型式分类示意图
RANGE AND APPROACH
冷却水塔， 理论上可将循环水冷却到接近入塔空气的湿球
温度，但它也是为循环水能够被冷却的温度最低下限,所以
水塔的APPROACH越小代表冷确能力越高，初制成本也提升。
选择冷却水塔大小之考虑因素
水塔耗水分析
冷却水塔耗水途径
冷却水塔在运转过程中耗水可以分四个部份，分别 为蒸发损失(evaporation loss)、飞散损失(drift loss)、溅洒损失(splash loss)、排放损失(blowdown loss) 。
准。
结論
冷却水塔是利用蒸发一部分的水，将冷却用水温 度降低，以便循环再利用，所以使用冷却水塔必然会
消耗一定量的水。然而水塔的实际耗水量，往往大于
维持散热所需，当水塔數多而且量大时，这些额外的
耗水量累积起來就可能成为一项重要的水资源开销，
并且建立有效的排放管理制度及排放的时程可以于长 时间的运转之下发挥最大的省水效应。
部份的损失。制式的挡水器包括一组有角度的葉片(a set of blades angled)，利用重力(inertia)或冲击，将空气流中之水滴抓下來。加装5
折式档水板做液气分离， 除了防尘之外,水飞溅损 可由0.2%~0.3%降至
0.001%~0.009%(视喷洒压力) 。较传统水塔减少90% 。冷却水塔风车转 速变慢，亦可减少飞溅损失。
低冷却水塔的使用效能，所以在除了入风口网所拥有
阻文件水滴溅出之功能外，也必须考虑空气所流过之
波浪间隙大小，风扇马达之马力等之调配。
冷却水塔入风口网图示
结論与建议
排放量减少之方法
砂滤设备之反冲洗水，改用系统之排放水取代原水。 排放水进行废水再利用，节省用水降低废水量。
工程、清洁、消防之公用站及非人身用水，改由排放之冷 却水供应，达到废水回收再利用。 冷却水浓缩倍数由５倍提升至７倍，以降低排放量。
冷却水塔的流程
• 冷却水塔冷却后之低温(32℃)冷却水→冷却水泵浦 →配管至各制程系统行显热之热交换→(高温冷却
水)回流至冷却水塔之分配管/喷嘴形成小水滴→流
经散热材与风扇所吸入之冷空气进行显热及潜热之 热交换→(低温冷却回路。
冷却水塔种類