与前述间壁式换热器不同，直接接触式换热器是两种流体在设备中直接接触而进行热、质交换，两流体之间不需固壁隔开。某些直接接触式换热器中有时也设置固体板或蜂窝体，但其作用不是分隔流体，而是分散流体以增强流体之间的直接接触。

直接接触式换热器在化工行业中应用最多，它们多以各种“塔”的形式出现，如喷流塔、板式塔、填料塔、泡罩塔等。大型空调系统以及火力发电厂中常见的冷却塔，也是典型以“塔”的形式出现的直接接触式换热器。此外电厂中的混合式冷凝器、除氧器则是非“塔”形式的另一类直接接触式换热器。此处只简要介绍典型的直接接触式换热器——冷却塔。

为了节约用水，当工业中的各种设备冷却水完成冷却功能变热后，就需用冷却塔将其冷却，以便循环使用。冷却塔中被冷却水由塔顶部喷淋下来，与塔底来的空气直接接触，从而将水冷却。还有另一种功能的冷却塔，其作用是将粗煤气或其他化工气体用水来冷却。在冷却塔中冷却水也是从塔顶部喷淋下来，与由下而上的被冷却气体直接接触，从而实现冷却过程。此时冷却水不但起冷却作用，还兼有洗涤功能，可将气体中的固体颗粒除去。

图7-30　横流式自然通风冷却塔

根据冷却塔中水和空气之间的流动方式，可以将冷却塔分为横流式冷却塔和逆流式冷却塔。前者空气沿水平方向流动，即空气流垂直于水流的下落方向（见图7-30）；后者空气向上流动且平行于水流（见图7-31）。逆流式冷却塔使用得更多一些。根据冷却塔中的通风方式，又可将冷却塔分为机械通风式和自然通风式。前者利用风机通风，后者则利用高大冷却塔所形成的抽力。此外，还有两者兼而有之的混合通风式。值得注意的是，在许多专业书籍中常将冷却塔分为干式冷却塔和湿式冷却塔，显然干式冷却塔不属直接接触式换热器范畴，而是一种间壁式换热器，只不过利用塔的形式来形成空气侧的抽力。

图7-31　逆流式自然通风冷却塔

冷却塔通常由水分配装置、填料、冷水槽（池）等组成，对机械通风式冷却塔则还有风机和导风装置。水分配装置的作用是使热水能均匀地分布到填料上，以充分发挥填料的作用。好的水分配装置除了能均匀布水外，还应消耗动力少、水量调节方便、维护管理简单。图7-32所示为一种用得较多的能旋转的管式水分配装置。(www.daowen.com)

图7-32　能旋转的管式水分配装置

填料又称淋水装置，其作用是使水和空气充分接触，促进水蒸发。填料有两类：喷溅型填料和薄层液膜型填料。前者是填料将水破碎成水滴，以促进水的蒸发；后者是在填料的扩展表面上形成一层很薄的水膜，以强化水的蒸发。喷溅型填料常用三角形或矩形板条按一定的相对位置排列而成（见图7-33（d）），木、竹、塑料、石棉水泥均可用作板条材料。薄层液膜型填料有多种形式。图7-33（b）所示为平膜板型，它是将平膜板按一定的水平间距安装在冷却塔中。平膜板的材料有木、塑料、石棉水泥、酚醛纤维等。膜板也可制成波形（见图7-33（a））或蜂窝形（见图7-33（c））。

在冷却塔中还设有蒸气飘移消除器，它实际上是一个气水分离装置，其目的是减少冷却空气携带的水分，以节约用水。

冷却塔的热力计算也分设计计算和校核计算。常用的计算方法有焓差法和压差法。限于篇幅，此处不作介绍，有兴趣的读者请参阅文献［3］。

图7-33　填料