CN107044783A - 节能回收型冷却塔及其工作方法 - Google Patents

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许宗金
李承泳
潘超
陈胜康
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28C1/00Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C1/02Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers with counter-current only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus

Abstract

本发明公开了一种节能回收型冷却塔及其工作方法,冷却塔包括壳体、控制器、设置在所述壳体内的换热填料、设置在所述壳体上并与所述换热填料的进风口相连通的进风箱;所述进风箱上分别设有室内风进口和室外风进口,所述室内风进口处设有第一风量调节阀,所述室外风进口处设有第二风量调节阀;所述控制器与所述第一风量调节阀和第二风量调节阀通讯连接,控制所述第一风量调节阀和第二风量调节阀的启闭或开度。本发明的节能回收型冷却塔,通过室内风进口和室外风进口及其上风量调节阀的设置,从而可根据室内外的空气参数控制风量调节阀,调整室内进风量和室外进风量,保证在各种工况下冷却塔冷却效率最高。

Description

节能回收型冷却塔及其工作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种冷却塔,尤其涉及一种节能回收型冷却塔及其工作方法。
背景技术
[0002] 冷却塔是通过水与空气接触,利用水的蒸发作用把水中的热量传递到空气中,然 后由空气带走并排至室外,从而达到降低水温的一种散热设备。工业生产或制冷工艺过程 中产生的废热,一般要用冷却水来导走。冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空 气进行热交换,使废热传输给空气并散入大气中。
[0003] 然而冷却塔的降温作用会受到其所抽取的空气的湿球温度限制——通过冷却塔 降温后的冷却水极限温度为冷却塔所抽取的空气的湿球温度。实际运行过程中,通过冷却 塔降温后的冷却水温度一般会比其所抽取的空气的湿球温度高几度,因此当所抽取的空气 的湿球温度越高时,冷却水温度也越高,冷却效率越低;当所抽取的空气的湿球温度越低 时,冷却水温度也越低,冷却效率越高。
[0004] 目前的冷却塔基本上都是安装在室外,并直接抽取室外空气与水进行换热,因此 受到室外空气湿球温度的影响,冷却水温度受到极大的限制。夏季时,室外空气高温高湿, 湿球温度非常高,因此冷却水温度也非常高。冬季时,特别是对于北方寒冷地区,由于室外 温度较低,冷却塔又容易出现结冰现象,影响冷却塔的安全运行。
[0005] 同时,在大部分场合(如商业建筑空调系统、办公建筑空调系统、工业建筑空调系 统等),由于室内环境或者生产工艺的需要,又有大量的室内空气直接排至室外,这部分排 风大部分情况下只有2〇多1,且这部分排风本身就是通过消耗大量的电能等高位能经过热 湿处理得来,直接排至室外,将造成能量的大量浪费。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题在于,提供一种提高冷却效率及冷却效果的节能回收型 冷却塔及其工作方法。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种节能回收型冷却塔,包括 壳体、控制器、设置在所述壳体内的换热填料、设置在所述壳体上并与所述换热填料的进风 口相连通的进风箱;所述进风箱上分别设有室内风进口和室外风进口,所述室内风进口处 设有第一风量调节阀,所述室外风进口处设有第二风量调节阀;
[0008] 所述控制器与所述第一风量调节阀和第二风量调节阀通讯连接,根据室内空气和 室外空气的参数信息控制所述第一风量调节阀和第二风量调节阀的启闭或开度。
[0009]优选地,所述节能回收型冷却塔还包括测量室内空气温度和/或湿度的第一传感 器、测量室外空气温度和/或湿度的第二传感器;
[0010]所述控制器与所述第一传感器和第二传感器通讯连接,根据所述第一传感器和第 二传感器反馈的室内空气和室外空气的温湿度信息控制所述第一风量调节阀和第二风量 调节阀的启闭或开度。
[0011] 优选地,所述第一传感器设置在所述室内风进口处,并且位于所述第一风量调节 阀远离所述进风箱的一侧•
[0012] 优选地,所述第二传感器设置在所述室外风进口处或所述节能回收型冷却塔附近 的室外环境中。
[0013] 优选地,所述壳体上设有进水口,所述壳体内设有与所述进水口相连通的布水器; 所述布水器位于所述换热填料的上方。
[0014] 优选地,所述节能回收型冷却塔还包括收集经所述换热填料换热后的冷却水的集 水槽,所述集水槽位于所述换热填料下方。
[0015] 优选地,所述集水槽设置在所述壳体内下端,所述壳体上设有与所述集水槽相连 通的出水口;或者,所述集水槽连接在所述壳体的下方,并且所述集水槽上设有出水口。 [0016] 优选地,所述节能回收型冷却塔还包括设置在所述壳体上方的排风机,所述壳体 的顶部设有连通所述排风机的排风口。
[0017] 本发明还提供一种节能回收型冷却塔的工作方法,包括以下步骤:
[0018] S1、控制器接收获得室内空气和室外空气的参数信息,根据室内空气和室外空气 的参数比较结果,控制第一风量调节阀和第二风量调节阀的启闭或开度;
[0019] S2、室内空气和/或室外空气通过进风箱进入换热填料,与所述换热填料内的水进 行热交换。
[0020] 优选地,步骤S1中,在室内空气湿球温度或焓值低于室外空气湿球温度或焓值时, 所述控制器控制所述第一风量调节阀和第二风量调节阀开启并调节两者的开度;
[0021] 在室内空气湿球温度或焓值高于或等于室外空气湿球温度或焓值时,所述控制器 控制所述第二风量调节阀开启和所述第一风量调节阀关闭;
[0022] 在室外空气温度低于设定的防结冰保护值时,所述控制器控制所述第一风量调节 阀开启和所述第二风量调节阀关闭。
[0023]本发明的有益效果:通过室内风进口和室外风进口及其上风量调节阀的设置,从 而可根据室内外的空气参数控制风量调节阀,调整室内进风量和室外进风量,保证在各种 工况下冷却塔冷却效率最高。
[0024]在高温高湿的季节,可避免室外湿球温度的影响,提高冷却效率及冷却效果;在低 温寒冷季节,可避免冷却塔结冰,保证冷却塔安全可靠运行;同时还可充分回收室内排风等 低位能,提高能源利用率。
附图说明
[0025]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0026]图1是本发明一实施例的节能回收型冷却塔的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明 本发明的具体实施方式。
[0028]如图1所亦,本发明一实施例的节能回收型冷却塔,包括壳体1 〇、控制器20、设置在 壳体10内的换热填料3〇、设置在壳体10上的进风箱4〇;进风箱4〇与换热填料30的进风口相 连通,以将空气输送到换热填料30中。
[0029] 进风箱40上分别设有室内风进口 41和室外风进口 42。室内风进口 41处设有第一风 量调节阀43,可通过开度调节来调节进入进风箱40的风量;室外风进口 42处设有第二风量 调节阀44,可通过开度调节来调节进入进风箱40的风量。
[0030] 控制器20与第一风量调节阀43和第二风量调节阀44通讯连接,根据室内空气和室 外空气的参数信息控制第一风量调节阀43和第二风量调节阀44的启闭或开度;其中参数信 息包括温度(湿球温度)、湿度、焓值等等。控制器20可独立设置在壳体1〇外,方便远程控制 对第一风量调节阀43和第二风量调节阀44进行控制。控制器20进一步还可集成在终端上。
[0031] 其中,壳体10为中空的密闭壳体。壳体10上设有进水口 11,通常位于壳体10的上 端,供水通过进入换热填料30中与空气进行热交换。壳体10内设有与进水口 11相连通的布 水器12,将进入壳体10的水均匀分流;布水器12位于换热填料30的上方。
[0032] 节能回收型冷却塔还包括集水槽50,集水槽50位于换热填料30下方,收集经换热 填料30换热后的冷却水。作为选择,集水槽50可以设置在壳体10内下端,壳体10上设有与集 水槽50相连通的出水口 12,冷却水可通过出水口 12输出至其它的设备使用。集水槽50也可 以连接在壳体10的下方,出水口 12设置在集水槽50上。
[0033] 节能回收型冷却塔还包括设置在壳体10上方的排风机60,壳体10的顶部设有连通 排风机60的排风口;从进风箱40进入壳体10内进行热交换后的空气可通过排风机60排出。 [0034] 进一步地,节能回收型冷却塔还包括测量室内空气温度和/或湿度的第一传感器 70、测量室外空气温度和/或湿度的第二传感器80。第一传感器70测量室内空气的温度和/ 或湿度,并可用于计算室内空气的其他相关参数(如焓值、湿球温度、露点温度等)。第二传 感器80测量室外空气的温度和/或湿度,并可用于计算室外空气的其他相关参数(如焓值、 湿球温度、露点温度等)
[0035]控制器2〇与第一传感器70和第二传感器80通讯连接,根据第一传感器70和第二传 感器80反馈的室内空气和室外空气的温湿度信息等控制第一风量调节阀43和第二风量调 节阀44的启闭或开度。
[0036] 其中,第一传感器7〇设置在室内风进口 41处,并且位于第一风量调节阀43远离进 风箱40的一侧。第二传感器80可设置在室外风进口 42处或节能回收型冷却塔附近的室外环 境中。
[0037]参考图1,本发明的节能回收型冷却塔的工作方法,可包括以下步骤:
[0038] S1、控制器20接收获得室内空气和室外空气的参数信息,根据室内空气和室外空 气的参数比较结果,控制第一风量调节阀43和第二风量调节阀44的启闭或开度;参数信息 包括温度(主要是湿球温度)、湿度、焓值等等。 ’
[0039] S2、室内空气和/或室外空气通过进风箱40进入换热填料30,与换热填料3〇内的水 进行热交换。
[0040]本发明的节能回收型冷却塔的工作方法中,控制器2〇根据室内空气和室外空气的 参数信息调整室内进风量和室外进风量,保证在各种工况下冷却塔冷却效率最高。
[0041]本发明的节能回收型冷却塔的工作方法的第一实施例中,在室内空气湿球温度 (或焓值)低于室外空气湿球温度(或焓值)时,例如在夏季高温高湿的季节,控制器20控制 桌一风重调阀43和第二风量调节阀44开启并自动调节两者的开度,室内空气和室外空气 进入冗体10中的换热填料30内,最大限度的利用低温进风对冷却塔进行冷却,以提高冷却 塔冷却效率。
[0042]在第一实施例中,若室内进风口 41的进风量能够满足冷却塔风量需求,则可以关 闭第二风量调节阀44,只开启第一风量调节阀43。若室内进风口41的进风量小于冷却塔风 量需求,则同时调节第一风量调节阀43和第二风量调节阀44的开度,保证总体进风量能够 满足冷却塔风量需求,并保证冷却塔冷却效率最高。
[0043]本发明的节能回收型冷却塔的工作方法的第二实施例中,在室内空气湿球温度或 焓值高于或等于室外空气湿球温度或焓值时,例如在过渡季节,控制器2〇控制第二风量调 节阀44开启和第一风量调节阀43关闭,完全通过室外空气进入换热填料30进行热交换,对 冷却塔进行冷却。
[0044]本发明的节能回收型冷却塔的工作方法的第三实施例中,在室外空气温度低于设 定的防结冰保护值(冷却塔的防结冰保护温度值)时,例如在冬季寒冷的季节,控制器20控 制第一风量调节阀43开启和第二风量调节阀44关闭,完全通过室内空气进入换热填料3〇进 行热交换,充分利用较高温的室内风提高冷却塔进风温度,避免冷却塔结冰,保证冷却塔安 全可靠运行。
[0045] 上述第一至第三实施例中,室内空气温度(如湿球温度)或焓值由第一传感器7〇测 得,室外空气温度(如湿球温度)或焓值由第二传感器80测得,并将测得结果反馈至控制器 20。控制器20根据接收到的信息自动控制、调节第一风量调节阀43和第二风量调节阀44的 启闭或开度。
[0046] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技 术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种节能回收型冷却塔,其特征在于,包括壳体、控制器、设置在所述壳体内的换热 填料、设置在所述壳体上并与所述换热填料的进风口相连通的进风箱;所述进风箱上分别 设有室内风进口和室外风进口,所述室内风进口处设有第一风量调节阀,所述室外风进口 处设有第二风量调节阀; 所述控制器与所述第一风量调节阀和第二风量调节阀通讯连接,根据室内空气和室外 空气的参数信息控制所述第一风量调节阀和第二风量调节阀的启闭或开度。
2. 根据权利要求1所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述节能回收型冷却塔还包 括测量室内空气温度和/或湿度的第一传感器、测量室外空气温度和/或湿度的第二传感 器; 所述控制器与所述第一传感器和第二传感器通讯连接,根据所述第一传感器和第二传 感器反馈的室内空气和室外空气的温湿度信息控制所述第一风量调节阀和第二风量调节 阀的启闭或开度。
3. 根据权利要求2所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述第一传感器设置在所述 室内风进口处,并且位于所述第一风量调节阀远离所述进风箱的一侧• 根据权利要求2所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述第二传感器设置在所述室 外风进口处或所述节能回收型冷却塔附近的室外环境中。
4. 根据权利要求1-4任一项所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述壳体上设有进 水口,所述壳体内设有与所述进水口相连通的布水器;所述布水器位于所述换热填料的上 方。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述节能回收型冷 却塔还包括收集经所述换热填料换热后的冷却水的集水槽,所述集水槽位于所述换热填料 下方。
6. 根据权利要求6所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述集水槽设置在所述壳体 内下端,所述壳体上设有与所述集水槽相连通的出水口;或者,所述集水槽连接在所述壳体 的下方,并且所述集水槽上设有出水口。
7. 根据权利要求1-4任一项所述的节能回收型冷却塔,其特征在于,所述节能回收型冷 却塔还包括设置在所述壳体上方的排风机,所述壳体的顶部设有连通所述排风机的排风 □。
8. —种权利要求1-8任一项所述的节能回收型冷却塔的工作方法,其特征在于,包括以 下步骤: 51、 控制器接收获得室内空气和室外空气的参数信息,根据室内空气和室外空气的参 数比较结果,控制第一风量调节阀和第二风量调节阀的启闭或开度; 52、 室内空气和/或室外空气通过进风箱进入换热填料,与所述换热填料内的水进行热 交换。
9. 根据权利要求9所述的节能回收型冷却塔的工作方法,其特征在于,步骤S1中,在室 内空气湿球温度或焓值低于室外空气湿球温度或焓值时,所述控制器控制所述第一风量调 节阀和第二风量调节阀开启并调节两者的开度; 在室内空气湿球温度或焓值高于或等于室外空气湿球温度或焓值时,所述控制器控制 所述第二风量调节阀开启和所述第一风量调节阀关闭; 在室外空气温度低于设定的防结冰保护值时,所述控制器控制所述第一风量调节阀开 启和所述第二风量调节阀关闭。
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