CN103017564A - 节水型闭式冷却塔及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种节水型闭式冷却塔，包括塔体和塔体内的换热器组、散水槽、收水器，其特征在于：所述换热器组的换热管由塔体边缘向塔体中心延伸，在换热管靠近塔体中心的三分之一部分，换热管外壁上安装有翅片，形成翅片管；其余三分之二部分的换热管外壁为光滑表面，形成光滑管；在翅片管与光滑管的衔接处设置有与换热管连接的竖直方向的收水器；散水槽的出水口位于换热器组的光滑管上方。不但可以利用水膜降温，还可以利用塔体内形成的饱和湿空气降温，提高了循环水资源的利用效率。还包括一种控制方法。

Description

节水型闭式冷却塔及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，特别是涉及一种用于封闭循环介质的冷却装置。

背景技术

我国是世界上人均淡水资源最少的国家之一，节约用水已经被越来越多的人重视，国家对于节水项目的扶持和投入力度也越来越大。冷却塔行业是较为耗水的行业之一，推行冷却塔的节水发展是冷却塔发展的重要途径，需要使冷却塔在不影响性能的情况下尽量达到节水的目的，节水型冷却塔相对于普通冷却塔而言，年节水量可达40%-80%，同时成本又比湿式空冷器低，且占地面积较少，这使得节水塔具有广阔的市场空间。

在专利公开号为CN101614488A的节水型闭式冷却塔中，包括收水器、换热管、填料等，其换热器的换热管全部采用翅片管，风冷时可以加大冷却面积。水冷时，通过喷淋泵将冷却用水提升至换热器上部，利用喷嘴向翅片管喷淋水滴，在翅片上形成流动的水膜获得较大的散热面积，实现散热。但是，喷淋水在整个流动过程中都是吸热过程，没有给予喷淋水自身的冷却时间，喷淋水与冷空气进行热交换不充分，会导致喷淋水温度累积，使喷淋水温度过高，喷淋水经过吸热蒸发，钙镁离子浓度会越来越高，最终使换热器表面形成水垢，水垢的形成将极大的影响冷却塔的性能和寿命。同时换热器全部采用翅片管制造成本偏高，大量冷却用水喷淋循环需要功率较大的喷淋泵，电能消耗较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种节水型密闭冷却塔，解决此类冷却塔造价高，水垢影响使用寿命，冷却用水冷却效率低，耗能较高的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述节水型密闭冷却塔进行散热降温的控制方法，提高冷却效率，降低电能和水资源的消耗。

本发明的节水型闭式冷却塔，包括塔体和塔体内的换热器组、散水槽、收水器、百叶窗，其中：所述换热器组的换热管由塔体边缘向塔体中心延伸，在换热管靠近塔体中心的三分之一部分，换热管外壁上安装有翅片，形成翅片管；其余三分之二部分的换热管外壁为光滑表面，形成光滑管；在翅片管与光滑管的衔接处设置有与换热管连接的竖直方向的收水器；散水槽的出水口位于换热器组的光滑管上方。

还包括填料，填充在光滑管的外壁之间。

还包括蜂窝状防溅水导风槽，围绕设置在换热器组的外侧。

所述换热器组的换热管为铜管、不锈钢管或钢管中的一种。

所述翅片是经过氧化处理的铝翅片、铜翅片、不锈钢翅片、钢铝复合翅片或铜铝复合翅片中的一种。

所述换热器组与水平方向所成角度在0至10度之间。

利用所述的节水型闭式冷却塔，进行散热降温的控制方法，包括以下步骤：

当环境温度低于5℃时，节水型闭式冷却塔采用风冷方式，通过从蜂窝状防溅水导风槽进冷空气，从出风口排出热空气，对换热器组的换热管中介质进行散热降温；

当环境温度高于5℃时，通过散水槽向换热器组的光滑管喷淋冷却水，对换热器组的光滑管中介质进行散热降温；同时通过喷淋的冷却水形成的低温饱和湿空气对换热器组翅片管中温度较高的待冷却介质进行初步降温。

本发明的节水型密闭冷却塔结构可以在保证风冷时散热效率的同时，有效降低换热器组的制造成本，不但可以利用翅片管进行风冷降温、水膜降温，还可以利用光滑管水膜降温后形成的饱和湿空气对翅片管降温，提高了循环水资源的利用效率，利用光滑管快速的喷淋水循环，避免了喷淋水温度累积，过度蒸发形成水垢。风冷时翅片管降温为主，水冷时光滑管降温为主，光滑管保证了喷淋水冷却时的流速，冷却迅速，有效避免水垢形成。

填料有效增大了空气与水分接触的冷却面积，本发明的散热降温方法，可以有效地根据待冷却介质的温度动态调节热交换强度，避免了始终全功率散热造成电能的过度消耗。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

附图说明

图1为本发明节水型闭式冷却塔的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的节水型闭式冷却塔的塔体内，设置有安装在塔体中部的换热器组01，在塔体底部设置有下部集水槽02，下部集水槽02与塔体下部的喷淋泵03管路连接，喷淋泵03通过管路连接设置在换热器组01上方的散水槽04，在换热器组01的外侧围绕设置有蜂窝状防溅水导风槽05，在塔体顶部设置有排除热空气的风机06和出风口07。

换热器组01的换热管由塔体边缘向塔体中心延伸，在换热管靠近塔体中心的三分之一部分，换热管外壁上安装有翅片，形成翅片管08；其余三分之二部分的换热管外壁为光滑表面，形成光滑管09。在翅片管与光滑管的衔接处设置有与换热管连接的竖直方向的收水器10，在光滑管09的外壁之间填充有填料11。

散水槽04的出水口位于换热器组01的光滑管09上方。

换热器组01的换热管可以为铜管、不锈钢管或钢管中的一种。

翅片可以是经过氧化处理的铝翅片、铜翅片、不锈钢翅片、钢铝复合翅片或铜铝复合翅片中的一种。

因风量的大小和冷却塔的高度的不同，换热器组01与水平方向所成角度在0-10度范围之内。

蜂窝状防溅水导风槽05由若干平行的导风槽叠加而成，作为导风通道安装在塔体边缘，可以替代不易维护的百叶窗。

换热器组中高温待冷却介质先经过换热器组中的翅片管然后再进入换热器组的光滑管。

在实际应用中，本实施例的散水槽04位于换热器组01的光滑管09上方，喷淋泵03启动时冷却水通过散水槽04均匀散布到换热器组01得光滑管09上，自上而下流动，流汇至集水槽02。

待冷却介质首先进入换热器组01的翅片管08，然后进入换热器组的光滑管09，在空冷时，冷空气经蜂窝状防溅水导风槽05吹入塔体，沿换热器组01的换热管流动逐渐完成热交换，由风机06将热空气通过出风口07排出冷却塔，通过换热器组01与空气的接触传热达到降低管内介质温度的目的。

当利用喷淋泵03进行淋水时，冷空气经过换热器组01的光滑管09，形成一定温度的饱和或过饱和湿空气沿换热管向塔体中心流动，经过收水器10时，湿空气所携带的大水滴被收水器10阻挡，沿收水器10流向下部集水槽02，湿空气流动到换热器组01的翅片管08，因为待冷却介质首先进入换热器组01的翅片管08，因此翅片管08内的介质温度要比光滑管09中的温度高，湿空气经过换热器组01的翅片管08时又对其内部的待冷却介质进行冷却，使得低温饱和湿空气变为高温不饱和湿空气，被风机排出冷却塔，这一过程中湿空气中水分的液气形态转化会大量吸收热量，较大提高散热效率。同时排出的不饱和湿空气含水量较低，不会挥发过多的水分。

利用本发明的节水型闭式冷却塔进行散热降温的方法，包括如下步骤：

当环境温度低于5℃时，节水型闭式冷却塔采用风冷方式，通过从塔体边缘的蜂窝状防溅水导风槽05吸进冷空气，从出风口07排出热空气，对换热器组01的换热管中介质进行散热降温；

当环境温度高于5℃时，通过散水槽04向换热器组01的光滑管09喷淋冷却水，对换热器组01的换热管（光滑管）中介质进行散热降温；同时通过喷淋的冷却水形成的低温饱和湿空气对换热器组01的换热管（翅片管）中介质进行散热降温。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种节水型闭式冷却塔，包括塔体和塔体内的换热器组（01）、散水槽（04）、收水器（10），其特征在于：所述换热器组（01）的换热管由塔体边缘向塔体中心延伸，在换热管靠近塔体中心的三分之一部分，换热管外壁上安装有翅片，形成翅片管（08）；其余三分之二部分的换热管外壁为光滑表面，形成光滑管（09）；在翅片管与光滑管的衔接处设置有与换热管连接的竖直方向的收水器（10）；散水槽（04）的出水口位于换热器组（01）的光滑管（09）上方。

2.根据权利要求1所述的节水型闭式冷却塔，其特征在于：还包括填料（11），填充在光滑管（09）的外壁之间。

3.根据权利要求2所述的节水型闭式冷却塔，其特征在于：还包括蜂窝状防溅水导风槽（05），围绕设置在换热器组（01）的外侧。

4.根据权利要求1至3任一所述的节水型闭式冷却塔，其特征在于：所述换热器组（01）的换热管为铜管、不锈钢管或钢管中的一种。

5.根据权利要求1至3任一所述的节水型闭式冷却塔，其特征在于：所述翅片是经过氧化处理的铝翅片、铜翅片、不锈钢翅片、钢铝复合翅片或铜铝复合翅片中的一种。

6.根据权利要求1至3任一所述的节水型闭式冷却塔，其特征在于：所述换热器组（01）与水平方向所成角度在0至10度之间。

7.权利要求1至6任一所述的节水型闭式冷却塔，进行散热降温的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

当环境温度低于5℃时，节水型闭式冷却塔采用风冷方式，通过从蜂窝状防溅水导风槽（05）进冷空气，从出风口（07）排出热空气，对换热器组（01）的换热管中介质进行散热降温；

当环境温度高于5℃时，通过散水槽（04）向换热器组（01）的光滑管（09）喷淋冷却水，对换热器组（01）的光滑管中介质进行散热降温；同时通过喷淋的冷却水形成的低温饱和湿空气对换热器组（01）的翅片管中介质进行散热降温。

Images