CN103743289B - 冷却塔消雾收水装置 - Google Patents

Abstract

一种冷却塔消雾收水装置，涉及一种冷却塔辅助设施。该消雾收水装置由冷气供给系统、冷凝系统、混合风箱、进气调节装置组成。冷气供给系统由制冷机、制冷交换器、轴流风机、变径风筒、集风箱组成；冷凝系统由冷气通道、冷气通道隔断、集水导风片、干热空气排放孔、换热冷凝隔板、湿热饱和气体通道、分集水槽、集水槽、水箱组成。进气调节装置由平面封堵板、支架、合页轴、出风调节板、调节杆、调节螺母组成；上述及部分组合构成冷却塔消雾收水装置。本发明满足了不同季节气温条件、不同海拔高度地区气压值对消雾收水技术难度的需求，避免了单一动力供应模式的无谓浪费，降低了生产及使用成本，符合新形势下消雾收水、节能降耗的环保政策要求。

Description

冷却塔消雾收水装置

技术领域

本发明涉及一种冷却塔辅助设施。

背景技术

与本发明相近的现有技术是本专利权人2012年11月12日申报，名称为“湿式冷却塔消雾收水装置”的发明专利（ZL201210449684.4）。该专利公开的冷却塔消雾收水装置设置在冷却塔原收水器以上，风机以下；装置主要由集分水室，冷凝通水管、凹凸散热片、阻水片、回水室组成，装置一端设置集分水室，另一端设置回水室，集分水室和回水室通过冷凝通水管连接，构成水循环通道，冷凝通水管上附着凹凸散热片，凹凸散热片呈V形整体结构，凹凸散热片附着于定位穿管和冷凝通水管上，凹凸散热片内侧凸面上设置阻水片。该发明通过增加冷凝通水管上附着凹凸散热片的冷凝结构设置，增大热饱和湿气与冷凝装置的接触面积，降低热饱和湿气的温度和湿度，在消雾和冷凝水回收方面取得了一定的积极效果，但距离国家消除雾霾的环保政策要求和回收节约水资源的节能降耗技术指标要求还有一定距离。

专利权人为美国马利冷却技术公司，名称为“用于冷凝冷却塔流出物的空气对空气常压热交换器”的发明专利（ZL02822990.8），该发明通过增大冷却塔顶部风机的功率满足由于增加收水装置导致的动力不足问题，所公开的热交换器进风风道位于冷却塔风机下方，冷却塔外壳上的风道进风口为开放式，其道理近似于房间多开窗口，窗口进的冷风由风道延伸入冷却塔内一段距离，风道之间的缝隙走热饱和湿气，在风道外壳冷热交汇，通过降低热饱和湿气温度和湿度达到消除部分雾气和回收部分水的目的。由于该专利技术采用的是开放式风道进风口，风道内只能行成单向气流，且出风调节板设置在风道出风口的下端，不管出风调节板为何形状，都是仅封闭风道出风口的下端，出风口上端不封闭，属于半封闭状态，此类结构的缺陷是只能利用塔外空气的自然温度，冬天有一定的消雾收水效果，但夏天室外温度与塔内温度接近时，风道内温度与风道夹缝内热饱和湿气温差接近或很小，其消雾收水的效果就微乎其微了。另外，由于该专利技术进风风道采用塑料材质粘接扣合，加工技术难度大，高温条件下易出现开裂等质量问题，从而提高了生产及维护成本。且塑料的热传导效率低，加之进风风道外壁上无任何障碍物，平直光滑的进风风道外壁上形成的冷凝水长距离流淌，形成水膜，直接影响和制约了换热器的热交换效果。

上述背景技术存在的共同问题是消雾收水效果有限，不能满足各个季节，不同气候、气温条件下对冷却塔高质量、稳定的消雾收水效果需求。尤其是我国西部干旱缺水高原地区，水资源奇缺，气压低，冷却塔产生的雾气难以升空，大部分降落到地表长时间徘徊，形成雾霾，直接影响工农业生产、交通及人们生活。此类地理环境下冷却塔消雾收水的技术难度更大，要求更高，更迫切，亟需提供更先进、更有效地消雾收水技术手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高效的冷却塔消雾收水装置，以解决现有技术产品结构不合理，消雾及收水效果不理想等问题。

本发明主要由冷却塔、冷却塔风筒、风机、电机、消雾收水装置、上水管组成，其解决问题所采用的技术方案是利用湿热饱和气体遇冷冷凝成水的原理，大幅度降低冷却塔排出的湿热饱和气体的饱和度，在冷却塔原收水器以上、冷却塔风筒风机以下位置加装消雾收水装置，该消雾收水装置由冷气供给系统、冷凝系统、进风调节装置、集水槽、集风箱、轴流风机、制冷机组成。

该装置冷气供给系统由制冷机、过滤网、调节阀、制冷交换器、轴流风机、变径风筒、集风箱组成，集风箱的风口罩与冷气通道外端冷气通道进气口封闭式扣合连接，再经变径风管连通置于冷却塔顶端的轴流风机及制冷机，构成冷气供给系统。

所述冷凝系统冷凝系统有若干组冷凝器组成，冷凝器由冷气通道出气口、冷气通道、冷气通道隔断、集水导风片、干热空气排放孔、换热冷凝隔板、冷气通道进气口、湿热饱和气体通道、湿热饱和气体通道外壁、分集水槽组成，该冷凝系统为组合式结构，倾斜设置，每组冷凝器由若干个冷气通道组成，冷气通道为矩形多层封闭式结构，冷气通道内纵向设置冷气通道隔断，冷气通道可立向垂直布局或垂直错位布局，也可采用立向拐角式布局，冷气通道与冷气通道之间两端封堵连接形成湿热饱和气体通道，冷气通道和湿热饱和气体通道交替排列，构成一组冷凝器，若干组冷凝器冷气通道立向组合，构成组合式冷凝器。

如上所述冷凝器最上一组冷气通道自外侧进风口处起均匀设置干热空气排放孔，干热空气排放孔采用阶梯式加深的设置方式，第一级排放孔穿透最上一层冷气通道的上侧外壳，第二级穿透第一、二层冷气通道的上侧外壳，第三级穿透第一、二、三层冷气通道的上侧外壳；若干级阶梯式布局的干热空气排放孔占据冷气通道三分之二到四分之三的长度。

如上所述消雾收水装置冷凝器冷气通道外壁上倾斜设置集水导风片，集水导风片与冷气通道外壁的夹角为40-50度，集水导风片的外端与湿热饱和气体通道外壁内侧连接处断开作为落水口，湿热饱和气体通道外壁内侧下方设置集水槽，集水槽连接冷凝水管，冷凝水管下端连接水箱。

如上所述冷凝器最下一层冷气通道下方设置分收水槽，分集水槽与冷气通道底面平行，其宽度覆盖并超过冷气通道厚度，若干分集水槽高低交错排列，减少对湿热饱和气体通道的通过阻力，其外端落水口垂直于集水槽上方。

如上所述消雾收水装置的冷凝器冷气通道出气口处设置出气调节装置11，该装置是在冷气通道出气口下侧设置平面封堵板，平面封堵板上设置支架，支架上方设置可调式出气口调节板，两块出气口调节板采用合页轴连接，人工控制调节可使出气口调节板呈“V”形或平面结构，出气口调节板呈“V”形，冷气通道出气口对应的混合风箱上口敞开，出气口调节板分流冷气通道出气口流出的经换热升温后的干热冷气，使其与湿热饱和气体通道上来的不饱和湿热气体再度混合，进一步降低流出塔顶的混合气体的饱和度和温度，达到消雾彻底；出风口调节板呈平面结构，混合风箱上口关闭，冷气通道变为单向过风形式的整体风道，其冷却塔顶1端的轴流风机变为一侧送风一侧抽风的工作模式。

采用本发明的积极效果是：

1、冷凝器采用组合式结构，倾斜设置，金属材料，矩形多层封闭式结构的冷气通道，提高了换热效率和冷气通道的使用寿命，简化了结构，降低了生产技术难度和成本，延长了使用寿命，提高了性价比。

2、设置制冷机和轴流风机为主的冷气供给系统，可为塔内冷气通道提供低于室外空气温度的冷气，提高冷气通道的冷凝效果，解决夏季冷却塔内、外温差小，收水技术难度大、效果差的问题。保证水资源紧缺的干旱高原地区用相对低成本的电能换取高成本的珍贵水资源。

3、设置进风口调节板，夏季高温气候条件下，冷却塔内外温差小，关闭调节板，冷气通道有双向改单向，开启制冷设备，保证消雾效果的同时，突出冷却塔的收水效果；冬季气候寒冷，冷却塔内外温差大，开启进风口调节板，关闭制冷设备，在保证收水效果的同时，突出冷却塔的消雾效果。

4、冷气通道自内侧进风口处起由内向外阶梯式均匀设置干热空气排放孔，在风机的作用下干热空气通过干热空气排放孔均匀排出，与消雾脱水后的不饱和湿热气体均匀混合，进一步降低湿热饱和气体的饱和度，使冷却塔内无死角，消雾效果达到最佳状态。

5、设置集水导风片和收水槽和分收水槽，实现两级收水，使收水效果达到极致，满足了高原地干旱区水资源珍贵，节水成本更迫于节电成本的实际需求。

6、可根据不同季节气温条件、不同海拔高度地区气压值对消雾收水技术难度的需求，人为灵活启用所需储备动力，避免了单一动力供应模式的无谓浪费，满足了各种气候条件下，各种海拔地区冷却塔消雾收水需求，确保节能降耗，降低了生产及使用成本。

附图说明

附图1为本发明结构示意图；

图中1冷却塔、2冷凝器、3集风箱、4变经风筒、5轴流风机、6制冷交换器、7调节阀、8过滤网、9制冷机、10冷却塔风筒、11出气调节装置、12混合风箱、13集水槽、14冷凝水管、15水箱。

附图2为本发明侧视图；

图中3集风箱、4变经风筒、5轴流风机、6制冷交换器、7调节阀、8过滤网、10冷却塔风筒。

附图3为本发明冷凝器结构示意图；

图中2-1冷气通道出气口、2-2冷气通道、2-4集水导风片、2-5干热空气排放孔、2-6换热冷凝隔板、2-7冷气通道进气口、2-9湿热饱和气体通道外壁、2-10分集水槽、13集水槽。

附图4为本发明冷凝器俯视图；

图中2-1冷气通道出气口、2-2冷气通道、2-4集水导风片、2-5干热空气排放孔、2-6换热冷凝隔板、2-7冷气通道进气口、2-8湿热饱和气体通道、2-9湿热饱和气体通道外壁、

附图5为本发明冷凝器截面图；

图中2-2冷气通道、2-3冷气通道隔断、2-4集水导风片、2-5干热空气排放孔、2-6换热冷凝隔板、2-8湿热饱和气体通道、2-9湿热饱和气体通道外壁、2-10分集水槽。

图6为本发明进风调节装置结构示意图；

图中11-1平面封堵板、11-2支架、11-3合页轴、11-4出风调节板、11-5调节杆、11-6调节螺母。

具体实施方式

如图所示；在冷却塔1原收水器以上、冷却塔风筒10风机以下位置加装消雾收水装置，该消雾收水装置由冷气供给系统、冷凝系统、进风调节装置、集水槽13、集风箱3、轴流风机5组成。

该装置冷气供给系统由制冷机9、过滤网8、调节阀7、制冷交换器6、轴流风机5、变径风筒、集风箱3组成，集风箱3的风口罩与冷气通道2-2外端进风口封闭式扣合连接，再经变径风管4连通置于冷却塔1顶端的轴流风机5及制冷机9，构成一组冷气供给系统，若干组冷气供给系统对应排列设置。

所述冷凝系统为组合式结构，倾斜设置，每组冷凝器2由若干个冷气通道2-2组成，冷气通道2-2为矩形多层封闭式结构，冷气通道2-2内纵向设置冷气通道隔断2-3，冷气通道2-2可立向垂直布局或垂直错位布局，也可采用立向拐角式布局，冷气通道2-2与冷气通道2-2之间两端封堵连接形成湿热饱和气体通道2-8，冷气通道2-2和湿热饱和气体通道2-8交替排列，构成一组冷凝器2，若干组冷凝器2冷气通道立向组合，构成组合式冷凝器2。

如上所述冷凝器2最上一组冷气通道2-2上自外侧进风口处起均匀设置干热空气排放孔2-5，干热空气排放孔2-5采用阶梯式加深的设置方式，第一级排放孔穿透最上一层冷气通道2-2的上侧外壳，第二级穿透第一、二层冷气通道2-2的上侧外壳，第三级穿透第一、二、三层冷气通道2-2的上侧外壳；若干级阶梯式布局的干热空气排放孔2-5占据冷气通道三分之二到四分之三的长度。

如上所述消雾收水装置冷凝器2冷气通道2-2外壁上倾斜设置集水导风片2-4，集水导风片2-4与冷气通道2-2外壁的夹角为40-50度，集水导风片2-4的外端与湿热饱和气体通道外壁2-9内侧连接处断开作为落水口，湿热饱和气体通道外壁2-9内侧下方设置集水槽13，集水槽13连接冷凝水管14，冷凝水管14下端连接水箱15。

如上所述冷凝器2最下一层冷气通道2-2下方设置分集水槽2-10，分收水槽2-10与冷气通道2-2底面平行，其宽度覆盖并超过冷气通道2-2厚度，若干分收水槽2-10高低交错排列，减少对湿热饱和气体通道2-8的通过阻力，其外端落水口垂直于集水槽上方。

如上所述消雾收水装置的冷凝器冷气通道出气口2-1处设置出气调节装置11，该装置是在冷气通道出气口2-1下侧设置平面封堵板11-1，平面封堵板11-1上设置支架11-2，支架11-2上方设置可调式出气口调节板11-4，两块出气口调节板11-4采用合页轴11-3连接，人工控制调节可使出气口调节板11-4呈“V”形或平面结构，出气口调节板11-4呈“V”形，冷气通道出气口11-4对应的混合风箱12上口敞开，出气口调节板11-4分流冷气通道出气口2-1流出的经换热升温后的干热冷气，使其与湿热饱和气体通道2-8上来的不饱和湿热气体再度混合，进一步降低流出塔顶的混合气体的饱和度和温度，达到消雾彻底；出风口调节板11-4呈平面结构，混合风箱12上口关闭，冷气通道2-2变为单向过风形式的整体风道，其冷却塔顶1端的轴流风机变为一侧送风一侧抽风的工作模式。

工作时，当春夏秋气温与塔内温度相差8℃以内时，开启轴流风机5和制冷机9，关闭出风口调节板6-4，出风口调节板6-4呈平面结构，冷气通道出气口2-1对立空间形成混合风箱7呈封闭状态，两对应的冷气通道变为单向过风形式的整体风道，其原冷气通道进气口2-7的两台轴流风机3变为一送风一抽风的工作模式，来自变径风管4的冷空气经由冷凝器2的冷气通道进气口2-7一端进入，沿冷气通道2-2横向进入冷却塔1；冷却塔1内饱和湿热气体沿冷气通道2-2之间的湿热饱和气体通道2-8上升，冷气通道2-2外壁上倾斜设置的集水导风片2-4促使上升的湿热饱和气体产生涡旋气流，避免形成热芯，使之均匀地与冷气通道2-2外壁接触，最大限度的扩大冷热交汇的效果，冷气通道2-2外壁及集水导风片2-4上产生大量冷凝水，汇集到集水导风片2-4的倾斜角凹槽内，由高至低流至集水导风片2-4外端，沿湿热饱和气体通道外壁2-9流入集水槽13，经冷凝水管11流入水箱，完成一级收水。在此基础上仍有少量的冷凝水沿冷气通道2-2外壁流下，进入冷气通道2-2下方的分集水槽2-7，通过分集水槽2-7由高至低流入集水槽，经冷凝水管14流入水箱15，完成二级收水，实现最大限度的节约和利用水资源。

冬季室外气温低，气温与塔内温度相差8℃以上时，制冷机4停止工作，由冷气通道进气口2-7进入的冷气经换热冷凝后所形成的的干热冷气由冷气通道出气口2-1流出，在冷气通道出气口2-1底边平面封堵板11-1的作用下，两冷气通道出气口2-1流出的干热冷气在混合风箱12中交汇向上流出，此时出风口调节板11-4呈“V”形，分流经换热升温后的干热空气，使其与湿热饱和气体通道上升的经脱水降温的不饱和湿热气体直接汇合，加上阶梯式干热空气排放孔2-5垂直冒出的温度较低的干热冷气参与，三股气体汇合后进一步降低排放气体的饱和湿度和温度，实现彻底消雾。

Claims (6)

1.一种冷却塔消雾收水装置，主要由冷却塔、冷却塔风筒、风机、电机、消雾收水装置、上水管组成，其特征是在冷却塔原收水器以上、冷却塔风筒风机以下位置加装消雾收水装置，该消雾收水装置由冷气供给系统、冷凝系统、混合风箱、出气调节装置组成，消雾收水装置的冷凝器冷气通道出气口处设置出气调节装置，该装置由平面封堵板、支架、合页轴、出风调节板、调节杆、调节螺母组成；该装置是在冷气通道出气口对应的混合风箱下侧设置平面封堵板，平面封堵板上设置支架，支架上端通过合页轴连接可调式出风调节板，可调式出气口调节板上边设置调节杆和调节螺母；其出气调节装置的两块出风调节板采用合页轴连接，人工控制调节可使出风调节板呈“V”形或平面结构，出风调节板呈“V”形，冷气通道出气口对应的混合风箱上口敞开；出风调节板呈平面结构，混合风箱上口关闭，冷气通道变为单向过风形式的整体风道，其冷却塔顶一端的轴流风机变为一侧送风一侧抽风的工作模式。

2.如权利要求1所述的冷却塔消雾收水装置，其特征是该装置冷气供给系统由制冷机、过滤网、调节阀、制冷交换器、轴流风机、变径风筒、集风箱组成，集风箱的风口罩与冷气通道外端冷气通道进气口封闭式扣合连接，再经变径风管连通置于冷却塔顶端的轴流风机及制冷机，构成冷气供给系统。

3.如权利要求1所述的冷却塔消雾收水装置，其特征是冷凝系统由若干组冷凝器组成，冷凝器由冷气通道出气口、冷气通道、冷气通道隔断、集水导风片、干热空气排放孔、换热冷凝隔板、冷气通道进气口、湿热饱和气体通道、湿热饱和气体通道外壁、分集水槽组成，所述冷凝系统为组合式结构，倾斜设置，每组冷凝器由若干个冷气通道组成，冷气通道为矩形多层封闭式结构，冷气通道内纵向设置冷气通道隔断，冷气通道可立向垂直布局或垂直错位布局，也可采用立向拐角式布局，冷气通道与冷气通道之间两端封堵连接形成湿热饱和气体通道，冷气通道和湿热饱和气体通道交替排列，构成一组冷凝器，若干组冷凝器冷气通道立向组合，构成组合式冷凝器。

4.如权利要求3所述的冷却塔消雾收水装置，其特征是冷凝系统的冷凝器最上一组冷气通道自外侧进风口处起均匀设置干热空气排放孔，干热空气排放孔采用阶梯式加深的设置方式，第一级排放孔穿透最上一层冷气通道的上侧外壳，第二级穿透第一、二层冷气通道的上侧外壳，第三级穿透第一、二、三层冷气通道的上侧外壳；若干级阶梯式布局的干热空气排放孔占据冷气通道三分之二到四分之三的长度。

5.如权利要求3或4所述的冷却塔消雾收水装置，其特征是冷凝器冷气通道外壁上倾斜设置集水导风片，集水导风片与冷气通道外壁的夹角为40-50度，集水导风片的外端与湿热饱和气体通道外壁内侧连接处断开作为落水口，湿热饱和气体通道外壁内侧下方设置集水槽，集水槽连接冷凝水管，冷凝水管下端连接水箱。

6.如权利要求3所述的冷却塔消雾收水装置，其特征是冷凝器最下一层冷气通道下方设置分集水槽，分集水槽与冷气通道底面平行，其宽度覆盖并超过冷气通道厚度，若干分集水槽高低交错排列，减少对湿热饱和气体通道的通过阻力，其外端落水口垂直于集水槽上方。