CN102620597B - 底部进风的闭式冷却塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种底部进风的闭式冷却塔，其包括：风机、收水器、喷淋管、换热管组、水箱以及喷淋泵，所述的风机设置于闭式冷却塔壳体内顶部，所述的收水器设置在风机的下方，所述的喷淋管设置于收水器的下方，所述的换热管道设置于喷淋管的下方，所述的水箱设置于冷却塔壳体内底部，所述喷淋泵设置于水箱的外侧并分别与水箱以及喷淋管相连通；其中，还包括多个导水百叶，所述的多个导水百叶设置于冷却塔的底部，且相邻的导水百叶之间为进风口。通过使用本发明，使得布风更均匀，有效提高换热效率，且更利于塔群的布置、节省工程用地。对于处理大水量工程时，单个风机下配置多排管组可以很好地解决大水量问题，更节省结构件成本，便于维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却设备，特别涉及一种底部进风的逆流闭式冷却塔，其适用于冶金、电力、化工、炼油等行业的循环冷却水和各种低温工艺介质的冷却、冷凝。
背景技术
现有逆流形式的闭式冷却塔采用侧进风的进风形式，如图1所示，在换热管组91的上方设置一台或两台风机92，风由两侧的进风格栅93进入塔体，经换热管组91、收水器94，由风机91抽出。与此同时，喷淋泵95将水压入喷嘴96，由喷嘴96将水喷淋在换热管组91上，风在此过程中与水进行接触，通过喷淋水蒸发带走热量，实现换热管组91内介质的冷却。然而此种进风方式有以下缺点：
1、两侧进风会使塔体截面上布风不均：造成靠近进风口处风量大，中心区域风量小，影响冷却塔的换热效率；
2、现有逆流形式的闭式冷却塔在处理大水量时，单个管组构成的冷却塔就满足不了要求，常采用多格并联为一排，然后多排组成塔群才能满足大水量的要求；由于每排塔之间必须有足够的距离，满足进风的要求，使得这种塔群设计方案的占地面积大。另外，该塔群设计的风机相对多，维护不便(请见图2和图3)。
有鉴于此，为解决上述技术中的不足，本发明人基于相关领域的研发，并经过不断测试及改良，进而有本发明的产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种底部进风的闭式冷却塔，使得布风更均匀，有效提高换热效率，且更利于塔群的布置、节省工程用地。对于处理大水量工程时，本发明可采用单个风机配置多排管组，更节省结构件成本，便于维护。
为达上述目的，本发明提供一种底部进风的闭式冷却塔，其包括：风机、收水器、喷淋管、换热管组、水箱以及喷淋泵，所述的风机设置于闭式冷却塔壳体内顶部，所述的收水器设置在风机的下方，所述的喷淋管设置于收水器的下方，所述的换热管道设置于喷淋管的下方，所述的水箱设置于冷却塔壳体内底部，所述喷淋泵设置于水箱的外侧并分别与水箱以及喷淋管相连通；其中，还包括多个导水百叶，所述的多个导水百叶设置于冷却塔的底部，且相邻的导水百叶之间为进风口。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，所述冷却塔的底部呈方锥筒形并渐缩至水箱的上沿，冷却塔的所述方锥筒形外壁为进风斜面，所述的进风斜面上间隔安装有所述的多个导水百叶，所述导水百叶固定于进风斜面上的一端为固定端，导水百叶远离进风斜面的一端为活动端，活动端高于固定端，且所述的活动端向下弯折；其中，相邻两片叶片中，上方叶片的活动端与该叶片宽度方向的交点和相邻下方叶片的固定端的端点之间连接有虚拟连线，该虚拟连线与竖直方向的夹角的范围在0°～45°之间；每片导水百叶均具有至少一个凹槽。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，所述冷却塔的底部呈方锥筒形并渐缩至水箱的上沿，冷却塔的所述方锥筒形外壁为进风斜面，所述的进风斜面上间隔安装有所述的多个导水百叶，所述导水百叶固定于进风斜面上的一端为固定端，导水百叶远离进风斜面的一端为活动端，活动端与固定端平齐，且所述的活动端向下弯折；其中，相邻两片叶片中，上方叶片的活动端与该叶片宽度方向的交点和相邻下方叶片的固定端的端点之间连接有虚拟连线，该虚拟连线与竖直方向的夹角的范围在0°～45°之间；每片导水百叶均具有至少一个凹槽。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，所述的进风斜面与水平面的夹角范围在0°～60°之间，所述导水百叶与进风斜面的夹角小于等于90°。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，在闭式冷却塔内的中心设有隔风板，该隔风板与换热管组之间的管组隔板上下对齐，隔风板向下延伸至水箱液面以下，隔风板向上延伸至收水器。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，每两组并列且相邻的导水百叶之间设有导流槽，导流槽的底端与水箱相连，所述的导水叶片在长度方向上均向导流槽的方向向下倾斜。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，还包括侧进风口。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，导水百叶上面铺设防溅层，防溅层与导水百叶上的液面之间留有空隙。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，还包括侧进风口和接水盘，该接水盘连接侧进风口下边与水箱边，接水盘上间隔设置有进风口和导流槽，导流槽上设有导水百叶，导水百叶远离导流槽的一端为活动端，导水百叶的活动端向下翻边，活动端的正下方为远离侧进风口一侧的导流槽，导流槽的底端与水箱相连。
所述的底部进风的闭式冷却塔，其中，所述风机的数量为一个，换热管组的流体进、出口处安装有管组分水箱，定义沿着分水箱的长度方向设有的换热管组为一排换热管组，所述的冷却塔设有至少一排换热管组，每排换热管组包括至少一个换热管组。
本发明的有益效果是：更利于均匀布风、提高效率，且更利于塔群的布置、节省工程用地。对于处理大水量工程时，本发明可采用单个风机配置多排管组，更节省结构件成本，便于维护。
附图说明
图1为现有的侧进风的冷却塔结构示意图；
图2为侧进风冷却塔群的其中一种布置方式的示意图；
图3为侧进风冷却塔群的另一种布置方式的示意图；
图4为本发明的底部进风的闭式冷却塔的剖视图；
图4A为图4中I部分的放大示意图；
图4B为图4中II部分的放大示意图；
图5为本发明的底部进风的闭式冷却塔的侧面示意图；
图6为导水百叶布置形式示意图；
图7为导水百叶的其中一种结构示意图；
图8为导水百叶的另一种结构示意图；
图9A、图9B和图9C分别为本发明三种不同进风方式的结构简图；
图10为大风机布置示意图；
图11为4×4换热管组分布的侧视图；
图12为4×4换热管组分布的俯视图。
附图标记说明：11-风机；12-收水器；13-喷淋管；14-换热管组；141-管组隔板；142-管组分水箱；15-导水百叶；151-固定端；152-活动端；153-凹槽；154-虚拟连线；155-防溅层；156-凹槽液面；16-隔风板；17-导流槽；18-水箱；19-喷淋泵；20-进风斜面；21-进风口；91-换热管；92-风机；93-进风格栅；94-收水器；95-喷淋泵；96-喷嘴；97-接水盘；98-水箱。
具体实施方式
有关本发明为达到上述的使用目的与功效及所采用的技术手段，现举出较佳可行的实施例，并配合附图所示，详述如下：
如图4和图5所示，分别为本发明底部进风的闭式冷却塔的剖视图和侧面示意图；所述的底部进风的闭式冷却塔包括：风机11、收水器12、喷淋管13、换热管组14、导水百叶15、隔风板16、导流槽17、水箱18以及喷淋泵19。所述的风机11设置于闭式冷却塔壳体内顶部，所述的收水器12设置在风机11的下方，所述的喷淋管13设置于收水器12的下方，所述的换热管道14设置于喷淋管13的下方，所述的水箱18设置于冷却塔壳体内底部，所述喷淋泵19设置于水箱18的外侧并分别与水箱18以及喷淋管13相连通，用于为喷淋管13提供喷淋水。
请见图4A，在一优选实施例中，所述冷却塔的底部呈方锥筒形并渐缩至水箱18的上沿。冷却塔的所述方锥筒形外壁定义为进风斜面20，进风斜面20与水平面的夹角γ范围在0°～60°之间，其中30°～40°为最佳范围。所述进风斜面上间隔安装有多个导水百叶15，相邻的导水百叶15之间为进风口21。所述导水百叶15固定于进风斜面20上的一端为固定端151，远离进风斜面20的一端为活动端152，活动端152高于固定端151，或者活动端152与固定端151平齐，且所述的活动端152向下弯折以便于导流。此外，所述的导水百叶15的每片叶片均具有至少一个凹槽，在该实施例中，所述的导水百叶15上设有多块相互平行的隔板以形成多个凹槽153。导水百叶15宽度方向与水平面的夹角β≥0°且导水百叶15与进风斜面20的夹角Ψ≤90°，当Ψ＝90°时，具有最大进风通道。导水百叶151的相邻叶片之间的间距是这样确定的：取两片相邻的叶片，分别定义为第一叶片和第二叶片，且第一叶片高于第二叶片，第一叶片的活动端与叶片宽度方向的交点和第二叶片的固定端的端点之间连接有虚拟连线154，该虚拟连线154与竖直方向的夹角δ的范围在0°～45°之间。
导水百叶15上面铺设防溅层155，防止喷淋水直接撞击导水百叶或液面产生飞溅，防溅层155与导水百叶15上的液面之间留有空隙，其作用是防止防溅层浸在水中造成的防溅功能失效，以及增大喷淋水对防溅层的冲刷清洗作用。
所述导水百叶15的材质可以选用金属，例如不锈钢、带镀层的碳钢板或铝合金等；也可以选用非金属，例如玻璃钢等。
再结合图5以及图6所示，每两组并列且相邻的导水百叶15之间设有导流槽17，导流槽17的底端与水箱18相连，所述的导水叶片15在长度方向上均向导流槽17的方向向下倾斜，其倾斜的角度是与水平线成夹角α，因此每个百叶上接收到的喷淋水可以通过叶片上的凹槽收集并向导流槽17流动，导流槽17再把水导向水箱18。
然后，如图7和图8所示，分别为导水百叶的两种结构的示意图。图7中，导水百叶15经过多次弯折形成多个凹槽153。而在图8中，所述导水百叶15上设有多块相互平行的隔板以形成多个凹槽153。
再如图4B所示，在闭式冷却塔内的中心，换热管组14与水箱18的水面之间设有隔风板16，并与换热管组14之间的管组隔板141上下对齐，防止过堂风的出现。根据安装环境的风力大小，隔风板16向上可以延伸至收水器12下方，完全避免了过堂风带来的背风侧喷淋水外溅问题。当一侧来风时通过隔风板16直接将风导向风机排出，避免将喷淋水从另一侧吹出。
如图9A、图9B和图9C所示，分别为本发明三种不同进风方式的结构简图，图中省略了塔体上部的管组、喷淋管路、收水器、风机等。
图9A中所示的即为上述优选实施例中的底部进风结构，其中，水箱18设置于冷却塔壳体内底部中间位置，导水百叶15设置于进风斜面20上，每个百叶在长度方向上均向导流槽倾斜，导流槽连通导水百叶15和水箱18，倾斜角度与喷淋密度相关，以保证导水百叶的凹槽内喷淋水不会溢出塔外为度；导水百叶为多凹槽结构，凹槽的大小取决于接收到淋下冷却水水量，凹槽可以使喷淋水在导水百叶宽度方向上均匀布置，克服了单凹槽设计时挡风面积大、风阻大的不足。导水百叶具有布风和导水两个作用。布风作用：通过顶部风机在塔内产生负压，冷却塔塔体两侧和底部风进入塔内，因为导水百叶布置在面板下沿到水箱边沿的斜面上，所以风可以在塔体横截面上均匀布置：通过上方百叶的风进入靠近面板的截面区域，通过下方百叶的风进入截面中间区域，均匀的布风保证冷却塔保证有高的冷却效率。导水作用：导水百叶采用多凹槽设计，目的是百叶接收到的喷淋水在其宽度的方向上分段存储，降低喷淋水都积在一个凹槽时，凹槽过大对风的阻挡作用；每个导水百叶在长度方向上均向导流槽倾斜，每个百叶上接收到的喷淋水可以通过在宽度方向上不同的凹槽，向长度方向低的一端流动。并进入侧面的导流槽内，导流槽再把水导向水箱。
图9B中所示为底部进风和侧进风方式的组合设计。侧进风口为常规设计，以进风格栅93(或常规的百叶窗)为主要构件。采用底部进风与侧进风的结构相结合，因为风源可以直接来自塔体底部，仅需要很小的侧进风甚至完全靠塔体底部风源(与冷却塔的基础高度和塔群面积相关)，布风效果良好。据实际工况可以设计成单侧进风。
图9C中所示为采用接水盘底部进风和侧进风，水箱18置于闭式冷却塔内底部的中间或一侧，水箱宽度约占塔体宽度的1/2～1/4。侧进风口为常规设计，以进风格栅93(或常规的百叶窗)为主要构件；连接侧进风口下边到水箱边的板为接水盘，其接近于水平布置。接水盘上间隔设置有进风口21和导流槽17，导流槽17上设有导水百叶15，导水百叶具有导水和布风的作用，导水百叶15远离导流槽17的一端为活动端，导水百叶的活动端向下翻边，活动端的正下方为远离侧进风口一侧的导流槽17，导流槽17的底端与水箱18相连。喷淋水淋下落到导水百叶15上、导流槽17中及水箱18中，进风口21上方落下的喷淋水落在导水百叶15上，并沿导水百叶15进入导流槽17，导水百叶15的活动端向下翻边可有效避免百叶勾水现象，防止喷淋水从进风口21漏出。喷淋水经导流槽17汇合流后进入水箱18中，完成导水作用。于此同时风从进风口21进入塔内，并顺着导水百叶15的倾斜方向大部分进入塔体截面的中心区域。据实际工况可以设计成单侧进风。
由上可知，喷淋泵19抽取水箱18中的水，打到上部的喷淋管13，经由喷淋管13上的喷嘴喷洒到换热管组14上，风从底部穿过导水百叶15进入塔内，掠过换热管组14，由顶部的风机11抽到塔外，在塔内换热管组14上实现蒸发散热以及热传导散热，最终实现管内介质的冷却。
此外，对于大水量工程，可如图10～图12所示，分别为大风机方案布置示意图、4×4换热管组分布的侧视图及其俯视图。一个风机下面配置多列管组，使得单格冷却塔(一个风机对应的冷却塔为一格)的处理水量增大，相比于常规侧进风塔群(见图2和图3)设计更节省工程用地。换热管组14的流体进、出口处安装有管组分水箱142，以保证流体更为均匀分布传送至各个换热管组14中。在本实施例中，以4×4的管组排列方式为例(而不仅限于4×4的管组排列方式)，定义沿着管组分水箱142的长度方向排列的换热管组为一排换热管组，其中一排换热管组可以包括多个换热管组，也可以只包括一个换热管组，在单个风机下，换热管组呈多排或单排分布，热流体从上部的管组分水箱142进入换热管组14，经冷却后由下部的换热分水箱142流出换热管组14。其中中间的管组的总进水管从管组上部延伸到塔外与管道相接，总出水管从管组下部延伸到塔外与管道连接。在满足大水量的同时，换热管组中单个盘管成多程形式盘在管组框架中，冷、热流体的流动方向为逆流形式，具有最大的平均温差，有较高的换热效果及风的利用率。
换热管组采用多列管组拼接而成，在管组的上方留有500-2000mm维修空间，各列管组间留有0-600mm维修空间，在各列管组之间的维护空间内设置能够拆卸的挡风板，确保风通过换热管组，提高风的利用率，同时，也防止出现穿堂风。
在同风量、同全压要求下，相比于多个小型风机拼接，单个风机具有便于管理，维护的优点。
综上所述，本发明采用底部进风方式，更利于均匀布风、提高效率，更利于塔群的布置、节省工程用地。对于处理大水量工程时本发明可采用单个风机配置多排管组，更节省结构件成本，便于维护。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种底部进风的闭式冷却塔，其包括：风机、收水器、喷淋管、换热管组、水箱以及喷淋泵，所述的风机设置于闭式冷却塔壳体内顶部，所述的收水器设置在风机的下方，所述的喷淋管设置于收水器的下方，所述的换热管道设置于喷淋管的下方，所述的水箱设置于冷却塔壳体内底部，所述喷淋泵设置于水箱的外侧并分别与水箱以及喷淋管相连通；其特征在于，还包括多个导水百叶，所述的多个导水百叶设置于冷却塔的底部，且相邻的导水百叶之间为进风口；
所述冷却塔的底部呈方锥筒形并渐缩至水箱的上沿，冷却塔的底部外壁为进风斜面，所述的进风斜面上间隔安装有所述的多个导水百叶，所述导水百叶固定于进风斜面上的一端为固定端，导水百叶远离进风斜面的一端为活动端，活动端高于固定端或者与固定端平齐，且所述的活动端向下弯折；其中，相邻两片导水百叶中，上方的导水百叶的活动端与该导水百叶宽度方向的交点和相邻下方导水百叶的固定端的端点之间连接有虚拟连线，该虚拟连线与竖直方向的夹角的范围在0°～45°之间；每片导水百叶均具有至少一个凹槽，
每两组并列且相邻的导水百叶之间设有导流槽，导流槽的底端与水箱相连，所述的导水百叶在长度方向上均向导流槽的方向向下倾斜。
2.根据权利要求1所述的底部进风的闭式冷却塔，其特征在于，所述的进风斜面与水平面的夹角范围在0°～60°之间，所述导水百叶与进风斜面的夹角小于等于90°。
3.根据权利要求1所述的底部进风的闭式冷却塔，其特征在于，在闭式冷却塔内的中心设有隔风板，该隔风板与换热管组之间的管组隔板上下对齐，隔风板向下延伸至水箱液面以下，隔风板向上延伸至收水器。
4.根据权利要求1所述的底部进风的闭式冷却塔，其特征在于，还包括侧进风口。
5.根据权利要求1所述的底部进风的闭式冷却塔，其特征在于，导水百叶上面铺设防溅层，防溅层与导水百叶上的液面之间留有空隙。
6.根据权利要求1所述的底部进风的闭式冷却塔，其特征在于，所述风机的数量为一个，换热管组的流体进、出口处安装有管组分水箱，定义沿着管组分水箱的长度方向设有的换热管组为一排换热管组，所述的冷却塔设有至少一 排换热管组，每排换热管组包括至少一个换热管组。
7.一种底部进风的闭式冷却塔，其包括：风机、收水器、喷淋管、换热管组、水箱以及喷淋泵，所述的风机设置于闭式冷却塔壳体内顶部，所述的收水器设置在风机的下方，所述的喷淋管设置于收水器的下方，所述的换热管道设置于喷淋管的下方，所述的水箱设置于冷却塔壳体内底部，所述喷淋泵设置于水箱的外侧并分别与水箱以及喷淋管相连通；其特征在于，还包括多个导水百叶，所述的多个导水百叶设置于冷却塔的底部，且相邻的导水百叶之间为进风口；
还包括侧进风口和接水盘，该接水盘连接侧进风口下边与水箱边，接水盘上间隔设置有进风口和导流槽，导流槽上设有导水百叶，导水百叶远离导流槽的一端为活动端，导水百叶的活动端向下翻边，活动端的正下方为远离侧进风口一侧的导流槽，导流槽的底端与水箱相连。
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