CN112129123A - 一种宽温区负压露点蒸发冷却塔及其运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽温区负压露点蒸发冷却塔及其运行控制方法，喷淋布水器正上方的塔内设置冷却风机与排风口，喷淋布水器正下方的塔内设置填料与接水盘，在塔的左右进风口处分别设置左预冷器、右预冷器，左预冷器、右预冷器与接水盘之间分别设置左底面进风口、右底面进风口，循环水泵的进水口通过阀门与接水盘底部的出水口、左预冷器、右预冷器相连接。本发明的冷却塔可充分利用干空气能，避免出现常规冷却塔冬季结冰的问题，同时极端炎热气候下使出水温度趋近于进风的露点温度，仍可提供满足工艺性空调及工业冷却要求的冷却水，无需配备机械制冷冷源，实现全年自然冷源可靠供冷，供冷系统能耗大幅度降低。

Description

一种宽温区负压露点蒸发冷却塔及其运行控制方法

技术领域

本发明涉及冷却塔技术领域，具体涉及一种宽温区负压露点蒸发冷却塔及其运行控制方法。

背景技术

冷却塔是利用水与空气之间的接触，通过蒸发作用来散去热量的一种冷却设备。冷却塔出水温度与室外湿球温度紧密相关。在过渡季节和冬季，随着室外气温的降低，湿球温度也随之降低，采取常规冷却塔即可满足工艺性空调及工业冷却等领域(例如数据中心、冶金、机械制造行业)的用冷需求。在北方寒冷及严寒地区，冬季平均气温低于0℃，常规冷却塔结冰的现象十分严重；在夏季极端炎热气候下，常规冷却塔出水温度偏高，无法满足工艺性空调及工业冷却要求，仍须配备机械制冷，无法实现全年自然冷源供冷。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种宽温区负压露点蒸发冷却塔及其运行控制方法，该冷却塔可根据室外气温的高低，通过切换阀门运行干冷模式、负压蒸发模式、负压露点蒸发模式三种模式，充分利用干空气能，可避免出现常规冷却塔冬季结冰的问题，同时使出水温度可趋近于进风的露点温度，极端炎热气候下仍可提供满足工艺性空调及工业冷却要求的冷却水，无需配备机械制冷冷源，实现全年自然冷源可靠供冷，供冷系统能耗大幅度降低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种宽温区负压露点蒸发冷却塔，包括冷却风机、喷淋布水器、填料、左预冷器、右预冷器、接水盘和循环水泵；

冷却风机设置在喷淋布水器上方，冷却风机上方设置有排风口，喷淋布水器正下方设置填料，接水盘设置在填料正下方，左预冷器和右预冷器分别设置在接水盘两侧，左预冷器的进风口侧设置有带风阀的左侧面进风口，右预冷器的进风口侧设置带风阀的右侧面进风口，接水盘与左预冷器之间设置有带风阀的左底面进风口，接水盘与右预冷器之间设置有带风阀的右底面进风口；

循环水泵的进水口通过第三阀门与接水盘的出水口相连接，通过第四阀门与左预冷器的出水口相连接，通过第五阀门与右预冷器的出水口相连接，循环水泵的出水口通过管路与供冷末端的进水口相连接；

喷淋布水器的左侧通过第一阀门与供冷末端的出水口相连接，右侧通过第二阀门与供冷末端的出水口相连接；

供冷末端的出水口还分别与左预冷器和右预冷器的进水口相连接，左预冷器的出水口还通过第六阀门与供冷末端的进水口相连接，右预冷器的出水口还通过第七阀门与供冷末端的进水口相连接。

优选的，所述冷却风机为变频风机。

优选的，冷却塔的负压环境由冷却风机、左底面进风口、右底面进风口、左侧面进风口及右侧面进风口的风阀共同实现。

优选的，冷却塔通过切换阀门可获取干冷模式、负压蒸发模式、负压露点蒸发模式三种运行模式。

一种宽温区负压露点蒸发冷却塔的运行控制方法，基于上述的宽温区负压露点蒸发冷却塔实现，包括干冷模式、负压蒸发模式、负压露点蒸发模式三种运行模式；

干冷模式：开启循环水泵及冷却风机，开启第四阀门及第五阀门，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门、第六阀门及第七阀门，关闭左底面进风口与右底面进风口，开启左侧面进风口及右侧面进风口，喷淋布水器不运行，冷却水通过循环水泵流经左预冷器与右预冷器，冷却出水温度降低；

负压蒸发模式：开启循环水泵及冷却风机，开启第一阀门、第二阀门及第三阀门，关闭第四阀门、第五阀门、第六阀门及第七阀门，关闭左侧面进风口与右侧面进风口，开启左底面进风口及右底面进风口，喷淋布水器运行，通过冷却风机变频调节和左底面进风口、右底面进风口的风阀调节，使塔内处于负压状态，蒸发效率提高，冷却出水温度降低；

负压露点蒸发模式：开启循环水泵及冷却风机，开启第一阀门、第二阀门、第三阀门、第六阀门及第七阀门，关闭第四阀门及第五阀门，开启左侧面进风口及右侧面进风口，关闭左底面进风口及右底面进风口，喷淋布水器运行，通过冷却风机变频调节和左侧面进风口、右侧面进风口的风阀调节，使塔内处于负压状态，在负压蒸发和预冷蒸发的双重作用下，水的蒸发效率大幅度提高，冷却出水温度大幅度降低。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、相对于常规冷却塔，本申请的冷却塔的左右进风口处分别设置左预冷器、右预冷器，气温很低时，冷却塔运行干冷模式，冷却水通过循环水泵流经左预冷器与右预冷器，可避免出现常规冷却塔冬季结冰的问题，实现了冷却塔的全年可靠运行。

2、当气温过高时，本申请的冷却塔运行负压露点蒸发模式，在负压蒸发和预冷蒸发的双重作用下，使出水温度可趋近于进风的露点温度，极端炎热气候下仍可提供满足工艺性空调及工业冷却要求的冷却水，无需配备机械制冷冷源，实现全年自然冷源供冷，供冷系统能耗大幅度降低。

附图说明

图1为本发明的宽温区负压露点蒸发冷却塔的示意图；

图2为本发明的宽温区负压露点蒸发冷却塔在不同模式下第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门及第七阀门运行状态图；

图3为本发明的宽温区负压露点蒸发冷却塔不同模式下左底面进风口、右底面进风口、左侧面进风口、右侧面进风口的风阀运行状态及冷却风机、循环水泵运行状态图；

附图标记说明：1-喷淋布水器；2-冷却风机；3-排风口；4-填料；5-接水盘；6-循环水泵、7-左预冷器；8-右预冷器；9-左底面进风口；10-右底面进风口；11-左侧面进风口；12-右侧面进风口；a-第一阀门；b-第二阀门；c-第三阀门；d-第四阀门；e-第五阀门；f-第六阀门；g-第七阀门。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含包括一个或者更多个该特征。

如图1所示，本实施例的一种宽温区负压露点蒸发冷却塔，塔体呈倒T型，主要部件包括喷淋布水器1、冷却风机2、填料4、接水盘5、循环水泵6、左预冷器7以及右预冷器8。

喷淋布水器1设置在塔体上部，冷却风机2设置在喷淋布水器1上方，冷却风机3上方设置有排风口3，填料4设置在喷淋布水器1正下方，接水盘5设置在塔底底部，且位于填料4正下方，左预冷器7设置在塔体左侧，右预冷器8设置在塔体右侧，二者分别位于接水盘5两侧，左预冷器7的进风口侧设置有带风阀的左侧面进风口11，右预冷器8的进风口侧设置带风阀的右侧面进风口12，接水盘5与左预冷器7之间设置有带风阀的左底面进风口9，接水盘5与右预冷器8之间设置有带风阀的右底面进风口10。

循环水泵6位于塔体外部，其进水口通过第三阀门c与接水盘5底部的出水口相连接，通过第四阀门d与左预冷器7底部的出水口相连接，通过第五阀门e与右预冷器8底部的出水口相连接，循环水泵6的出水口通过管路与供冷末端的进水口相连接。

供冷末端的出水口分为左右两路，左路通过第一阀门a与喷淋布水器1左侧相连接，同时还通过管路与左预冷器7顶部的进水口相连接。右路通过第二阀门b与喷淋布水器1右侧相连接，同时还通过管路与右预冷器8顶部的进水口相连接.

左预冷器7底部的出水口还通过第六阀门f与供冷末端的进水口相连接，右预冷器8底部的出水口还通过第七阀门g与供冷末端的进水口相连接。

本发明的冷却塔的负压环境由冷却风机2、左底面进风口9、右底面进风口10、左侧面进风口11及右侧面进风口12的风阀共同实现，冷却风机2优选为变频风机。通过切换阀门、进风口的风阀可获取干冷模式、负压蒸发模式、负压露点蒸发模式三种运行模式。

实施例一

当气温很低时，冷却塔运行干冷模式：开启循环水泵6及冷却风机2，开启第四阀门d及第五阀门e，关闭第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第六阀门f及第七阀门g，关闭左底面进风口9与右底面进风口10，开启左侧面进风口11及右侧面进风口12，喷淋布水器1不运行，冷却水通过循环水泵6流经左预冷器7与右预冷器8，冷却出水温度降低。

实施例二

当气温较高时，冷却塔运行负压蒸发模式：开启循环水泵6及冷却风机2，开启第一阀门a、第二阀门b及第三阀门c，关闭第四阀门d、第五阀门e、第六阀门f及第七阀门g，关闭左侧面进风口11与右侧面进风口12，开启左底面进风口9及右底面进风口10，喷淋布水器1运行，通过冷却风机2变频调节和左底面进风口9、右底面进风口10的风阀调节，使塔内处于高负压状态，蒸发效率提高，冷却出水温度降低。

实施例三

当气温过高时，冷却塔运行负压露点蒸发模式：开启循环水泵6及冷却风机2，开启第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第六阀门f及第七阀门g，关闭第四阀门d及第五阀门e，开启左侧面进风口11及右侧面进风口12，关闭左底面进风口9及右底面进风口10，喷淋布水器1运行，室外空气依次流经预冷器和填料4，在负压蒸发和预冷蒸发的双重作用下，水的蒸发效率大幅度提高，冷却出水温度大幅度降低，极端炎热气候下仍可提供满足要求的冷却水。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种宽温区负压露点蒸发冷却塔，其特征在于：包括冷却风机、喷淋布水器、填料、左预冷器、右预冷器、接水盘和循环水泵；

冷却风机设置在喷淋布水器上方，冷却风机上方设置有排风口，喷淋布水器正下方设置填料，接水盘设置在填料正下方，左预冷器和右预冷器分别设置在接水盘两侧，左预冷器的进风口侧设置有带风阀的左侧面进风口，右预冷器的进风口侧设置带风阀的右侧面进风口，接水盘与左预冷器之间设置有带风阀的左底面进风口，接水盘与右预冷器之间设置有带风阀的右底面进风口；

循环水泵的进水口通过第三阀门与接水盘的出水口相连接，通过第四阀门与左预冷器的出水口相连接，通过第五阀门与右预冷器的出水口相连接，循环水泵的出水口通过管路与供冷末端的进水口相连接；

喷淋布水器的左侧通过第一阀门与供冷末端的出水口相连接，右侧通过第二阀门与供冷末端的出水口相连接；

供冷末端的出水口还分别与左预冷器和右预冷器的进水口相连接，左预冷器的出水口还通过第六阀门与供冷末端的进水口相连接，右预冷器的出水口还通过第七阀门与供冷末端的进水口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种宽温区负压露点蒸发冷却塔，其特征在于：所述冷却风机为变频风机。

3.根据权利要求1所述的一种宽温区负压露点蒸发冷却塔，其特征在于：冷却塔的负压环境由冷却风机、左底面进风口、右底面进风口、左侧面进风口及右侧面进风口的风阀共同实现。

4.根据权利要求3所述的一种宽温区负压露点蒸发冷却塔，其特征在于：冷却塔通过切换阀门可获取干冷模式、负压蒸发模式、负压露点蒸发模式三种运行模式。

5.一种宽温区负压露点蒸发冷却塔的运行控制方法，基于权利要求1-5任一所述的宽温区负压露点蒸发冷却塔实现，其特征在于：包括干冷模式、负压蒸发模式、负压露点蒸发模式三种运行模式；

干冷模式：开启循环水泵及冷却风机，开启第四阀门及第五阀门，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门、第六阀门及第七阀门，关闭左底面进风口与右底面进风口，开启左侧面进风口及右侧面进风口，喷淋布水器不运行，冷却水通过循环水泵流经左预冷器与右预冷器，冷却出水温度降低；

负压蒸发模式：开启循环水泵及冷却风机，开启第一阀门、第二阀门及第三阀门，关闭第四阀门、第五阀门、第六阀门及第七阀门，关闭左侧面进风口与右侧面进风口，开启左底面进风口及右底面进风口，喷淋布水器运行，通过冷却风机变频调节和左底面进风口、右底面进风口的风阀调节，使塔内处于负压状态，蒸发效率提高，冷却出水温度降低；

负压露点蒸发模式：开启循环水泵及冷却风机，开启第一阀门、第二阀门、第三阀门、第六阀门及第七阀门，关闭第四阀门及第五阀门，开启左侧面进风口及右侧面进风口，关闭左底面进风口及右底面进风口，喷淋布水器运行，通过冷却风机变频调节和左侧面进风口、右侧面进风口的风阀调节，使塔内处于负压状态，在负压蒸发和预冷蒸发的双重作用下，水的蒸发效率大幅度提高，冷却出水温度大幅度降低。

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