CN100424456C - 节能无填料冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能无填料冷却塔，该塔内无需设置填料，冷却效率高，且能耗低，降低了生产成本。该节能无填料冷却塔主要包括收水器、配水系统、水气分配装置、风筒、带集水盘的进出水箱及进风百叶窗，配水系统还包括一引风雾化喷头，引风雾化喷头连接在配水系统的管道上，并均匀分布在冷却塔下部，引风雾化喷头下方设置水气分配装置，冷却塔的中部设置雾气整流装置。取消了传统的淋水填料，使水、气不在淋水填料中进行热交换，解决了因为填料的结垢、堵塞而引起的冷效率差，影响冷冻机或压缩机的效率，大大节省了更换淋水填料的成本，也节省了人力资源。

Description

节能无填料冷却塔

技术领域

本发明涉及一种冷却塔设备，尤其涉及一种节能无填料冷却塔，主要应用于水冷却领域。

背景技术

目前，市场上的冷却塔主要以传统工艺生产机力填料冷却塔为主，该类冷却塔的冷却原理是：如何使从上而下流下来的水和空气延长接触时间，从而达到冷却的目的。其基本结构如图1所示，主要由风筒1′、传动装置2′、收水器3′、喷头4′、进风百叶窗5′、集水盘6′、上立柱7′、下立柱8′、进出水箱9′、玻璃钢围护栏10′及溢水管等部分组成，喷头为三点反射花篮喷头。生产商多年来一直在填料表面积上做文章，而现在市场上冷却塔填料已有几十种，无非是千方百计如何增加填料凹凸曲线面，从而使水延长下落时间和空气多接触，以求提高冷却效果。在填料上做文章，潜力是有限的，如塔内1米高的填料，其表面曲线延长线2-3米，水下落时间仍然很快，所以只好为增加温差而增加冷却塔电机功率，增加转速，来增加抽风量，提高冷却效果。另外填料长期使用容易结垢，水的下滑速度更快，导致冷却效果逐渐降低，且冷却效果不稳定。为保证较好的冷却效果，用户必须投入大量资金添加除垢药剂或定期清理结垢，或定期更换填料，势必增加维护费用。由于该类塔冷却效果不稳定，用户必然延长开机时间，这样不仅造成传动部件易损，而且耗费了大量能源，加大了生产成本。因此目前非常需要一种结构更新，冷却效果更好，能耗又低的新冷却塔的出现。

发明内容

本发明根据目前的现有技术状况，提供一种节能无填料冷却塔，该塔内无需设置填料，冷却效率高，且能耗低，降低了生产成本。

本发明的目的是通以下措施实现的：

一种节能无填料冷却塔，它主要包括收水器、配水系统、水气分配装置、风筒、带集水盘的进出水箱及进风百叶窗等部分，其特征在于配水系统还包括一引风雾化喷头，引风雾化喷头连接在配水系统的管道上，并均匀分布在冷却塔下部，引风雾化喷头下方设置水气分配装置，冷却塔的中部设置雾气整流装置。

引风雾化喷头整体呈蜗壳状，包括偏心壳体、喷嘴、进水口、引风口及防水板，进水口与喷嘴位置垂直设置，喷嘴外部设有与偏心壳体一体结构的环套，环套的下部周壁上开有若干引风口，环套上对应引风口位置设有便于引风的喇叭口状防水板。

冷却塔的收水器上、下反向设置为二层，收水器的隔片的间距为35cm。

冷却塔的引风雾化喷头与收水器底部间的高度差为3.3-4.3m，增大了水与空气接触的时间。

雾气整流装置在塔体内设置上、下两层。

雾气整流装置由若干薄壁短管竖向紧密排列连接而成。

雾气整流装置每层高度为15-30cm。

水气分配装置位于引风雾化喷头下方4-10cm处。

塔体的四周壁设有壁流消除装置，该装置为设置在塔壁上的倾斜向下的小凸起。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明中采用蜗壳式引风雾化喷头，取消了传统的淋水填料，使水、气不在淋水填料中进行热交换，解决了因为填料的结垢、堵塞而引起的冷效率差，影响冷冻机或压缩机的效率，大大节省了更换淋水填料的成本，也节省了人力资源。本发明引风雾化喷头连接在配水系统管道上，均匀分布在冷却塔下部，水与冷风同时往上喷，且冷却塔顶部有传动装置吸风，再加上冷却塔的引风雾化喷头与收水器底部的高度差为3.3-4.3米，这样水从喷头喷出后呈雾状，水一上一下落差在6.6-8.6米，使水与空气充分接触，使冷却效率明显提高。

本发明改进了收水器，在塔顶部安装二层高效收水器，使水滴在收水器中撞击机率远高于常规收水器，其中下边一层起到把上去的水碰撞后下落，第二层起到收水作用，水滴不致逸出，热空气被排出塔外无飘水现象。

本发明中冷却塔中部设有雾气整流装置，使喷上去的水被雾化，变成很小水滴，使塔内的水、气场平稳，回落水滴均匀，在抽风的旋转作用下起阻止水集结的作用。在引风喷头下方安装水气分配装置，起到进风均匀分配，下落的水均匀下去至底面并和进来的冷风再次充分接触。

本发明突破了传统工艺冷却塔的水流方向，而且水呈雾状，与冷空气充分接触，冷却效果好且稳定，无须延长电机开机时间，无须用填料，具有冷效好、能耗省、成本低的特点。

附图说明

图1为现有的设有填料的冷却塔结构示意图。

图2为本发明的节能无填料冷却塔的结构示意图。

图3引风雾化喷头的结构示意图。

图4为上、下层收水器的局部剖视图。

图5为雾化整流装置的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

图中：1-风筒、2-传动装置、3-收水器、4-引风雾化喷头、5-进风百叶窗、6-集水盘、7-上立柱、8-下立柱、9-进出水箱、10-玻璃钢围护板、11雾气整流装置、12-壁流消除装置、13-配水系统、14-水气分配装置、15-拉杆、16-偏心壳体、17-喷嘴、18-引风口、19-环套、20-防水板、21-进水口、22-隔片、23-插片、24-拉杆、25-上层收水器、26-下层收水器、26-薄壁短管。

如图2所示，本发明的节能无填料冷却塔，塔体呈方形或圆筒形，图中给出了三塔式结构，也可为单塔。塔体采用钢结构材料，塔体的中段外层加设玻璃钢围护板10，(中段指引风雾化喷头与收水器底部间的距离)塔体中段高度为4m左右，原有的为1.8m左右，该冷却塔包括收水器3、配水系统13、水气分配装置14、风筒1、带集水盘的进出水箱9，进风百叶窗5等，配水系统13还包括一引风雾化喷头4，引风雾化喷头4连接在配水系统13的管道上，并均匀分布在冷却塔下部，引风雾化喷头4下方设置水气分配装置14，冷却塔的中部设置雾气整流装置11。

如图3所示，引风雾化喷头4整体呈蜗壳状，材质为ABS塑料，均布在配水系统13上，它包括偏心壳体16、喷嘴17、进水口21、引风口18及防水板20，进水口21与喷嘴17位置垂直设置，喷嘴17外部设有与偏心壳体16成一体结构的环套19，环套19的下部周壁上开有若干引风口18，环套19上对应引风口18位置设有便于引风的喇叭口状防水板20。该种蜗壳形喷头结构，喷嘴17呈喇叭口状，使水流进入喷嘴口作蜗状旋转，喷发而出，形成细小的水滴，与不饱和空气充分进行热交换。

如图4所示，本发明中收水器3上、下反向设置为二层。收水器3由若干小隔片22与拉杆24装配而成，相邻隔片22之间设有玻璃钢插片23，收水器隔片22的间距为35cm，而现有填料式冷却塔中收水器的隔片的间距一般为45-50cm，由于本发明采用的是无填料式，需减小收水器隔片22的间距，以提高收水效率。下边一层26收水器作用主要是把喷上去的水碰撞后下落，上层收水器25主要收集空气中的水气，起到收水作用。

冷却塔内引风雾化喷头4与收水器底3部间的高度差为3.3-4.3m，从而增大了水与空气接触的时间。

如图5所示，本发明中雾气整流装置11在塔体内设置上、下两层，以对引风雾化喷头4喷出的水进行两次整流，使塔内的水、气流动平稳，回落水滴均匀，雾气整流装置11采用PVC材料制成，每层高度为15-30cm，安装在配水系统上2 3m处。雾气整流装置11由若干薄壁短管27竖向紧密排列连接而成，一般用胶粘结成一体。

水气分配装置14位于引风雾化喷头4下方4-10cm处，形状为方格形，使进入塔内的不饱和均匀分布，并使淋下的水不集积成水束，并使水滴分布均匀，该装置一般采用ABS材料制成。

本发明在塔体的四周壁还设有壁流消除装置12，它采用FRP不锈钢材料制成，该装置为设置在塔壁上的倾斜向下的小凸起，与塔壁呈45度角，主要用于消附喷出的水滴在塔体的四周面板上形成壁流，使水滴离开四周面板，不致水滴在气室四周形成水幕。因为如形成壁流，则在气室四周形成水幕，不仅通风阻力增加，致使进到塔内的空气量少，而且壁流水流增厚会使热交换面积减少，影响冷却效率。

本发明冷却塔的水、气循环路径为：

如图6所示，其中a表示水的运动方向，b表示空气的运动方向。首先循环水由塔下部进入水管压入到配水系统内，再由蜗壳式旋流喷嘴喷射而出，经雾化整流器与外界不饱和空气在塔内进行二次热交换，热空气被塔顶风机向塔外排出，冷却水通过雾化整流器及水气分配装置后，均匀地落在下集水盘中，并从出水管中流出。

工作时，当电机和水阀开启时，传动装置2开始抽风，引风雾化喷头4开始喷水，冷空气从进风百叶窗5中进入，通过水气分配装置14，然后从引风雾化喷头4进入冷却塔内，由于该喷头压力大且加上电机抽气的作用，水喷出后即成雾状小水滴；冷却塔的引风雾化喷头4与收水器3底部的高度差为4米，水一上一下落差在8米，使水与空气充分接触，使冷效明显提高。塔顶部安装二层高效收水器3，其中下一层起到把上去的水碰撞后下落，第二层起到收水作用。冷却塔中部设有雾气整流装置11，雾气整流装置11高度每层为20cm高，让上去的水被雾化，引风雾化喷头4喷出来后变成很小水滴，在抽风的旋转作用下起阻止水集结的作用。在引风喷头4下方安装水气分配装置14，起到进风均匀分配，下落的水均匀下去至底面并和进来的冷风再次充分接触。

本冷却塔在运行时，如外界气温较低，可不用开风机，利用蜗壳式引风雾化喷头4在喷淋时所产生的负压，把外界不饱和空气吸入塔内，与水滴进行热交换，非常省电，节省能源。

本发明突破了传统工艺冷却塔的水流方向，而且水呈雾状，与冷空气充分接触，冷却效果好且稳定，无须延长电机开机时间，无须用填料，具有冷效好、能耗省、成本低的特点。

Claims (10)

1. 一种节能无填料冷却塔，它主要包括收水器、配水系统、水气分配装置、风筒、带集水盘的进出水箱及进风百叶窗，其特征在于配水系统还包括一引风雾化喷头，引风雾化喷头连接在配水系统的管道上，并均匀分布在冷却塔下部，引风雾化喷头下方设置水气分配装置，冷却塔的中部设置雾气整流装置。

2. 根据权利要求1所述的节能无填料冷却塔，其特征在于引风雾化喷头整体呈蜗壳状，包括偏心壳体、喷嘴、进水口、引风口及防水板，进水口与喷嘴位置垂直设置，喷嘴外部设有与偏心壳体成一体结构的环套，环套的下部周壁上开有若干引风口，环套上对应引风口位置设有便于引风的喇叭口状防水板。

3. 根据权利要求1所述的节能无填料冷却塔，其特征在于所述冷却塔的收水器上、下反向设置为二层。

4. 根据权利要求3所述的节能无填料冷却塔，其特征在于收水器的隔片的间距为35cm。

5. 根据权利要求1所述的节能无填料冷却塔，其特征在于所述冷却塔的引风雾化喷头与收水器底部间的高度差为3.3-4.3m。

6. 根据权利要求1所述的节能无填料冷却塔，其特征在于所述雾气整流装置在塔体内设置上、下两层。

7. 根据权利要求6所述的节能无填料冷却塔，其特征在于所述雾气整流装置由若干薄壁短管竖向紧密排列连接而成，短管内周壁呈凹凸不平的蜂窝状结构。

8. 根据权利要求7所述的节能无填料冷却塔，其特征在于所述雾气整流装置每层高度为15-30cm。

9. 根据权利要求1所述的节能无填料冷却塔，其特征在于所述水气分配装置位于引风雾化喷头下方4-10cm处。

10. 根据权利要求1所述的节能无填料冷却塔，其特征在于塔体的四周壁设有壁流消除装置，该装置为设置在塔壁上的倾斜向下的小凸起。

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