冷却塔
K :熱交換部のエンタルピ基準総括熱伝達率 (kg(DA)/(m s)) a :熱交換部の単位体積あたりの水と空気の接触面積 (m)。水滴の表面と水膜の表面から構成される。
V :熱交換部の体積 (m)
hs(tw ) :温度 tw における飽和蒸気のエンタルピ (J/kg(DA))。
である。
向流型の場合、dtw や dh などの微小量は流れの向きに沿った微分(dtw/dx 等)で置き換えられる。直交流型の場合は、水の流れの向きをx軸、空気の流れの向きをy軸などと置き、次式に書き換えられる。
− l c w ∂ t w ∂ x = g ∂ h ∂ y = K a ( h s ( t w ) − h ) {\displaystyle -lc_{\mathrm {w} }{\frac {\partial t_{\mathrm {w} }}{\partial x}}=g{\frac {\partial h}{\partial y}}=Ka(h_{\mathrm {s} }(t_{\mathrm {w} })-h)}
ここで l, g は、単位断面積あたり流れる水量と空気量である。
Kaは水量と風量に依存し、向流型の場合には次の式で整理される。
K a ∝ ( L A ) m ( G A ) n {\displaystyle Ka\propto \left({\frac {L}{A}}\right)^{m}\left({\frac {G}{A}}\right)^{n}}
ここで A は充填物の断面積、m, n は実験的に決まる定数である。
冷却能力を表す指標。1冷却トンは13 L/minの水量を標準的な温度条件(入口冷却水温度37°C、出口冷却水温度32°C、入口空気湿球温度27°C)で冷やすときの冷却熱量で定義され、1冷却トン = 約4.535 kWである。
大気と熱媒体が(一般には鉛直方向の)逆向きに対向するように流れるもので、効率が最も良いが設置に工夫が必要である。
冷却塔より排気される空気はほぼ飽和蒸気であるため、雨の日や冬季など、外気の相対湿度が高い場合に排気が過飽和状態となって結露し、白煙が立ち上るように見えることがある。この白煙は周囲の視界の障害となったり、火災に誤認されトラブルになる場合がある。白煙を防ぐには熱交換後の空気の相対湿度を下げてから排気することが必要であり、空気を加熱する方法や外気と混合する方法などが用いられる。