CN112229236A - 冷却塔和制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却塔和制冷系统，冷却塔包括冷却塔本体以及设置于冷却塔本体内的冷凝器、喷淋装置、填料和填料支撑结构，冷凝器内的冷媒与喷淋装置喷出的冷却水进行热交换，填料支撑结构用于支撑填料且包括连通管，连通管连接于压缩机与冷凝器之间且形成压缩机与冷凝器之间的至少部分冷媒管路，流经填料的冷却水对连通管内的冷媒进行预冷。本发明的填料支撑结构在作为填料的支撑结构的同时，利用流经填料的冷却水对进入冷凝器之前的冷媒进行预冷，降低进入冷凝器的冷媒温度，从而减缓冷凝器结垢的速度。而且降低进入冷凝器的冷媒的温度可以增大系统的过冷度，提高能效。

Description

冷却塔和制冷系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种冷却塔和制冷系统。

背景技术

蒸发式冷凝器是通过向冷凝器表面喷淋冷却水，利用水蒸发吸热的原理进行强化换热的。但是在冷凝器长期使用后，会因为大量水蒸发在换热管表面遗留杂质而形成水垢，减弱换热效果。同时由于蒸发式冷凝器通常是固定在整个模块上部且不易拆解，一旦水垢积累过多，难以进行清理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷却塔和制冷系统，以减少冷凝器表面的结垢。

本发明第一方面提供一种冷却塔，包括冷却塔本体以及设置于冷却塔本体内的冷凝器、喷淋装置、填料和填料支撑结构，冷凝器内的冷媒与喷淋装置喷出的冷却水进行热交换，填料支撑结构用于支撑填料且包括连通管，连通管连接于压缩机与冷凝器之间且形成压缩机与冷凝器之间的至少部分冷媒管路，流经填料的冷却水对连通管内的冷媒进行预冷。

在一些实施例中，填料支撑结构包括并联设置的至少两个连通管。

在一些实施例中，至少两个连通管在高度方向上间隔设置。

在一些实施例中，填料支撑结构的进口与压缩机连接，填料支撑结构的出口与冷凝器连接，出口位于进口的上方。

在一些实施例中，填料可移动地设置于填料支撑结构上。

在一些实施例中，冷却塔还包括冷却水泵和位于冷却塔本体底部的接水盘，冷却水泵连接接水盘和喷淋装置以将接水盘内的冷却水输送至喷淋装置。

在一些实施例中，冷却塔还包括设置于接水盘处的排水阀。

在一些实施例中，喷淋装置包括多个间隔设置的喷水口。

在一些实施例中，冷却塔还包括风机，风机位于冷却塔本体顶部设置的出风口外侧。

本发明第二方面提供一种制冷系统，包括压缩机、节流装置、蒸发器和如本发明第一方面提供的冷却塔。

基于本发明提供的冷却塔和制冷系统，冷却塔包括冷却塔本体以及设置于冷却塔本体内的冷凝器、喷淋装置、填料和填料支撑结构，冷凝器内的冷媒与喷淋装置喷出的冷却水进行热交换，填料支撑结构用于支撑填料且包括连通管，连通管连接于压缩机与冷凝器之间且形成压缩机与冷凝器之间的至少部分冷媒管路，流经填料的冷却水对连通管内的冷媒进行预冷。本发明的填料支撑结构在作为填料的支撑结构的同时，利用流经填料的冷却水对进入冷凝器之前的冷媒进行预冷，降低进入冷凝器的冷媒温度，从而减缓冷凝器结垢的速度。而且降低进入冷凝器的冷媒的温度可以增大系统的过冷度，提高能效。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的制冷系统的结构示意图；

图2为图1中的填料支撑结构的结构示意图；

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

冷凝器结垢的主要原因在于进入冷凝器的冷媒温度过高，冷却水与冷凝器管壁的换热温差过大，导致单位时间内蒸发量过大。一旦单位时间蒸发量过大，就会使过多的冷却水杂质钙镁化合物等析出附着在外管壁上，形成水垢。因此为减缓结垢进程，需要降低进入冷凝器的冷媒温度，从而减少蒸发量。

基于以上原因，本发明提出如图1所示的制冷系统。该制冷系统包括冷却塔。冷却塔包括冷却塔本体12以及设置于冷却塔本体12内的冷凝器9、喷淋装置10、填料8和填料支撑结构6，冷凝器9内的冷媒与喷淋装置10喷出的冷却水进行热交换，填料支撑结构6用于支撑填料8且包括连通管61，连通管61连接于压缩机1与冷凝器9之间且形成压缩机1与冷凝器9之间的至少部分冷媒管路，流经填料8的冷却水对连通管61内的冷媒进行冷却。

本发明实施例的填料支撑结构6在作为填料8的支撑结构的同时，利用流经填料8的冷却水对进入冷凝器9之前的冷媒进行预冷，降低进入冷凝器9的冷媒温度，从而减缓冷凝器9结垢的速度。而且降低进入冷凝器9的冷媒的温度可以增大系统的过冷度，提高能效。另外，本实施例的制冷系统利用流经填料8的冷却水对冷媒进行预冷，而无需专门设置其他冷却介质，有效利用了冷却水资源。

如图1所示，本实施例的制冷系统还包括压缩机1、蒸发器2和节流装置3。

如图2所示，本实施例的填料支撑结构6包括并联设置的至少两个连通管61。这样压缩机1排出的冷媒分流到至少两个连通管61后再流动至冷凝器9内，至少两个连通管61内的冷媒均能够与冷却水进行热交换，这样就增大了换热面积，提高对冷媒的冷却效果。

本实施例的至少两个连通管61在高度方向上间隔设置。这样子从顶部喷淋下来的冷却水流经填料8后会在重力的作用下接触到各个连通管61进行换热冷却。

如图2所示，本实施例的填料支撑结构6的进口62与压缩机1连接，填料支撑结构6的出口63与冷凝器9连接，出口63位于进口62的上方。压缩机1的排气从进口62进入到填料支撑结构6内部，然后分流到多个连通管61中，然后从出口63汇合流出。进口62位于下端，出口63位于上端，这样冷媒的流向整体是向上的，而冷却水的流向整体是向下的，进一步提高对冷媒的冷却效果。

具体地，本实施例的填料支撑结构6的结构形式不唯一，可根据冷凝器9的形状、大小以及填料8的规格进行改动，这其中包括各个连通管61的数量、管径以及相邻的两个连通管61之间的间距等数据，需要能够在满足有效支撑填料的同时保证冷媒的顺畅流动。

本实施例的填料8可移动地设置于填料支撑结构6上。在冷却水与填料支撑结构6的连通管61内的冷媒进行换热的过程中，连通管61的表面也会结垢，当需要清理连通管61表面的水垢时，只需要将填料8移开就可以很容易对连通管61表面进行清洗。

如图1所示，本实施例的冷却塔还包括冷却水泵4和位于冷却塔本体12底部的接水盘7。冷却水泵4连接接水盘7和喷淋装置10以将接水盘7内的冷却水输送至喷淋装置10。

本实施例的冷却塔还包括设置于接水盘7处的排水阀5。

喷淋装置10包括多个间隔设置的喷水口。

本实施例的冷却塔还包括风机11，风机11位于冷却塔本体12顶部设置的出风口外侧。风机11运行形成的上升气流会使冷却塔本体12内部气压降低，从冷凝器9的侧面和底部吸入外界温度较低的新空气为填料8中的冷却水进行冷却，降低其温度。冷却水在流过填料之后，回到接水盘7完成冷却水路循环。

本实施例的制冷系统的工作过程如下：

压缩机1的排气口排出的气态冷媒进入冷凝器9。喷淋装置10喷出的冷却水喷淋到冷凝器9上，冷却水与冷凝器9内的冷媒相互换热，吸收热量后的水由液态变为气态，热量随着水蒸气由风机11产生的气流排至机组外部。风机11产生的强制对流换热也会进一步增强换热效果。高温气态冷媒经冷凝之后离开冷凝器9，经节流装置3节流后，送至蒸发器2中用于制冷，再变为低温气态冷媒回到压缩机1进行压缩，完成整个循环。

在冷却水系统中，冷却水泵4从接水盘7中抽水送至位于冷凝器9顶部的喷淋装置10进行喷淋，部分冷却水在换热器表面蒸发后变为气态离开机组，剩余的冷却水被加热之后由上至下流经过填料8，风机11运行形成的上升气流会使冷却塔本体12内部气压降低，从冷凝器9的侧面和底部吸入外界温度较低的新空气为填料中的冷却水进行冷却，降低其温度，流过填料之后，冷却水回到接水盘7完成冷却水路循环。

本实施例将压缩机1的排气管的一部分改为图2示出的支架式冷却器，该支架式冷却器在作为填料支撑结构的同时，也是排气管的冷却段。流经过填料后的冷却水流过填料后并在进入接水盘前，会先流过该支架式冷却器，利用此阶段的冷却水对排气管段实行预冷，降低进入顶部冷凝器9的排气温度，在保证冷凝换热量的同时降低换热器的结垢量，延缓换热器换热能力的衰减。同时由于冷凝器换热负荷降低，系统过冷度将会增大，提高机组能效。

由于进入支架式冷却器的排气温度比较高，冷却水在此也会存在蒸发现象，同样会有部分杂质留存在其表面，另外也会有液态水中的杂质在表面积存，形成水垢，这样一来进入接水盘7的冷却水的杂质含量降低，也有利于减缓冷凝器表面的结垢速度。而积存在支架式冷却器表面的水垢由于位于冷凝器的下方，只需将填料移开便可以很容易清理，降低机组日常维护难度。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种冷却塔，其特征在于，包括冷却塔本体(12)以及设置于所述冷却塔本体(12)内的冷凝器(9)、喷淋装置(10)、填料(8)和填料支撑结构(6)，所述冷凝器(9)内的冷媒与所述喷淋装置(10)喷出的冷却水进行热交换，所述填料支撑结构(6)用于支撑所述填料(8)且包括连通管(61)，所述连通管(61)连接于压缩机(1)与所述冷凝器(9)之间且形成所述压缩机(1)与所述冷凝器(9)之间的至少部分冷媒管路，流经所述填料(8)的冷却水对所述连通管(61)内的冷媒进行预冷。

2.根据权利要求1所述的冷却塔，其特征在于，所述填料支撑结构(6)包括并联设置的至少两个连通管(61)。

3.根据权利要求2所述的冷却塔，其特征在于，所述至少两个连通管(61)在高度方向上间隔设置。

4.根据权利要求3所述的冷却塔，其特征在于，所述填料支撑结构(6)的进口(62)与所述压缩机(1)连接，所述填料支撑结构(6)的出口(63)与所述冷凝器(9)连接，所述出口(63)位于所述进口(62)的上方。

5.根据权利要求1所述的冷却塔，其特征在于，所述填料(8)可移动地设置于所述填料支撑结构(6)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却塔，其特征在于，所述冷却塔还包括冷却水泵(4)和位于所述冷却塔本体(12)底部的接水盘(7)，所述冷却水泵(4)连接所述接水盘(7)和所述喷淋装置(10)以将所述接水盘(7)内的冷却水输送至所述喷淋装置(10)。

7.根据权利要求6所述的冷却塔，其特征在于，所述冷却塔还包括设置于所述接水盘(7)处的排水阀(5)。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却塔，其特征在于，所述喷淋装置(10)包括多个间隔设置的喷水口。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却塔，其特征在于，所述冷却塔还包括风机(11)，所述风机(11)位于所述冷却塔本体(12)顶部设置的出风口外侧。

10.一种制冷系统，其特征在于，包括压缩机(1)、节流装置(3)、蒸发器(2)和如权利要求1至9中任一项所述的冷却塔。

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