CN112611236B - 一种方形逆流冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形逆流冷却塔，包括塔体和水泵，塔体上开设有进风口，顶部连通有内设风机的风筒；塔体内从上而下依次设置有除雾装置、喷淋装置和换热器；换热器包括多个换热管，换热管的上方连接有冷却槽；塔体的底部通过水泵与喷淋装置连通，还包括导流装置，导流装置的进液端与冷却槽连通，出液端设置于塔体外；导流装置的下方设置有集液槽，集液槽与塔体的底部连通。该方形逆流冷却塔通过导流装置将部分换热后的喷淋液引至塔体外，利用塔体外的空气对该部分喷淋液进行降温，减少了进入塔体内的冷空气与喷淋水的换热量，更有利于塔体内冷空气对换热管内的热水进行降温，提高换热效率，减少风机运行时间，进而减少白雾并降低能耗。

Description

一种方形逆流冷却塔

技术领域

本发明涉及冷却技术领域，尤其是涉及一种方形逆流冷却塔。

背景技术

方形逆流冷却塔是一种既能降低冷却水的温度，又能保持水质纯净的新型冷却设备。设备运行时，流体热水在换热器的换热管内流动，同时风机和喷淋泵启动，将外部空气引入塔内后向上流动与换热管接触，喷淋水喷洒在换热管上，通过换热管实现空气、喷淋水与热水的换热，对热水降温冷却。当外界气温较低时，还可以关闭喷淋系统，起到节水效果。

为了延长喷淋水与换热管的接触时间，提高换热量和换热效率，公告号为CN212179624U的中国实用新型专利公开了一种闭式逆流冷却塔，包括塔体和换热器，换热器包括若干换热管，换热管的上部设置有凸条，凸条的延伸方向与换热管的轴向一致，凸条与换热管组合形成槽口向上的冷却槽，冷却槽位于换热管的外表面两个纵向切面之间。该闭式逆流冷却塔，利用冷却槽延长喷淋水与换热管的接触时间，增加了喷淋水与换热管内热水的换热量，提高了换热效率，减少喷淋水的循环次数和热水降温所需时间，降低设备运行的功耗，实现节能。

但是，上述冷却塔运行时，喷淋水在冷却槽内流动的同时吸收热水的热量，使得喷淋水温度上升，而后向下流动，再与通过进风窗进入塔体内的空气接触，使得空气吸收喷淋水的热量后温度升高，然后空气再向上流动与换热管进行换热。在上述过程中，由于外部空气与换热管接触前已经与喷淋水进行了换热，导致换热时空气的温度已经升高，因此空气与换热管的换热量小，换热效率低下，需要延长风机运行时间，进而增加了能耗；此外，由于增加了喷淋水换热后的温度，使得空气与喷淋水接触后，空气中的水汽更容易达到饱和程度，导致风筒容易排出较多的白雾，影响周围的空气环境。

因此，有必要对现有技术中的冷却塔进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种换热效率高且节能、减少白雾的方形逆流冷却塔。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种方形逆流冷却塔，包括塔体和水泵，所述塔体的侧壁上开设有进风口，顶部连通有风筒，所述风筒内设置有风机；所述塔体内从上而下依次设置有除雾装置、喷淋装置和换热器，所述换热器位于所述进风口的上方；所述换热器包括多个换热管，所述换热管的上方连接有槽口向上的冷却槽，所述冷却槽的长度方向与所述换热管的长度方向一致；所述水泵的进液端与所述塔体的底部连通，出液端与所述喷淋装置连通，还包括导流装置，所述导流装置的进液端与所述冷却槽连通，出液端设置于所述塔体外；所述导流装置的下方设置有集液槽，所述集液槽的槽口正对所述导流装置的出液端，所述集液槽与所述塔体的底部连通。

上述技术方案的方形逆流冷却塔运行时，流体热水在换热器的换热管内流动 ，同时风筒内的风机和水泵启动；风机运行后，产生气流，吸引外部空气通过进风口进入塔体内，而后外部冷空气在塔体内向上流动，与换热管接触时发生换热，吸收换热管内流体介质的热量，对热水进行降温，而后向上流动与除雾装置接触，通过除雾装置吸附饱和热空气中的水分，从而减少从风筒排出的白雾，降低对周围环境的危害；而水泵启动后，抽取塔体内的喷淋水，输送至喷淋装置中，喷淋装置向下进行喷水，使喷淋水与换热管接触后发生换热，进一步降低热水的温度，在换热管上设置冷却槽，能够延长喷淋水与换热管的接触时间，从而增加换热量，改善对换热管内热水的降温效果，并且通过导流装置将部分升温后的喷淋水引到塔体外部，此时升温后的喷淋水分为两部分，一部分在塔体内向下流动，与引入塔体内并向上流动的冷空气换热后直接落入塔体内的底部，而另一部分在塔体外流动，与塔体外的冷空气进行换热，而后这部分落入集液槽中，由于集液槽与塔体的底部连通，因此水泵可以循环抽取掉落的两部分喷淋液，输送至喷淋装置中，对换热管进行喷淋，以实现对换热管内流体热水的持续降温。相比于现有技术中喷淋水全部在塔体内与冷空气进行换热，该冷却塔将部分喷淋水引至塔体外部，从而减少了塔体内冷空气的换热量，进而减少了塔体内冷空气的升温量，更有利于冷空气在与换热管接触前保持低温，从而增加了冷空气与换热管内热水的换热量，进一步改善了换热效果，并降低换热后空气中的水汽饱和度，进而减少从风筒排出的白雾，此外，由于增加了换热量，缩短了风机运行的时间，提高了换热效率，节省了能耗，而且冷空气与降温后的喷淋水接触，降低了从风筒排出的空气中的水汽，从而减少了白雾的排放，降低了对周围环境的影响。

优选的，所述导流装置包括导流管，所述导流管与所述冷却槽连通。

通过采用上述技术方案，利用导流管将冷却槽内换热后的喷淋水引入到塔体外部，从导流管的端部向下流动，落入到集液槽中，以便水泵循环抽取利用。

优选的，所述导流装置还包括中空的导流壳，所述导流管与所述导流壳连通，所述导流壳上开设有多个导流口。

通过采用上述技术方案，使从导流管流出的喷淋水进入到导流壳的内腔中，而后从导流口排出，利用多个设置的导流口使得喷淋水从不同的位置排出，从而增大了喷淋水与外部空气的接触面积，提高了喷淋水与外部空气的换热量，有利于喷淋水降温。喷淋水在降温过后，被水泵抽取至喷淋装置中，对换热管进行喷淋，由于此时喷淋水的温度较低，从而改善了对换热管内热水介质的换热效果。

优选的，所述导流口密布于所述导流壳的底部。

通过采用上述技术方案，进一步增大了从导流口排出的喷淋水与外部空气的接触面积，从而增加了喷淋水向下流动时与外部空气的换热量，有利于喷淋水的降温，从而改善了喷淋水循环流动时与换热管内流体介质的换热效果，进而提升了对换热管内热水的换热效率。

优选的，所述导流壳为闭环状，所述导流壳套设于所述塔体外。

通过采用上述技术方案，增加了导流壳尺寸，有利于增加导流口的数量，从而进一步增加从导流口排出的喷淋水与外部空气的接触面积，改善换热效果，提高与换热管内热水的换热效率。

优选的，所述导流口的正下方设置有导流布，所述导流布位于所述进风口的上方。

通过采用上述技术方案，喷淋水从导流口流出后，落在导流布上，导流布具有吸水的功能，喷淋水在导流布上流动时，不仅增大了其表面积，从而增大了喷淋水与外部空气的接触面积，并且还延缓了喷淋水的掉落时间，增加了喷淋水与外部空气的接触时间，从而进一步增加了喷淋水与外部空气的换热量，更有利于喷淋水的降温，从而提高对换热管内热水的换热效率。

优选的，所述导流布连接有固定架，所述固定架与所述导流壳固定连接。

通过采用上述技术方案，能够固定导流布的形状和位置，避免导流布受到外部风吹影响，使得导流布受风吹后晃动，导致部分喷淋水掉落到集液槽外。如此，通过固定架有利于集液槽收集向下掉落的喷淋水。

优选的，所述进风口安装有进风管。

通过采用上述技术方案，使得外部空气通过进风管和进风口进入塔体内，对换热器内的热水进行换热，利用进风管将进入塔体前的空气和向下掉落的喷淋水进行隔离，防止空气与喷淋水接触进行换热。

优选的，所述进风管由其进气端至其出气端倾斜向下。

通过采用上述技术方案，使得掉落在进风管上的喷淋水能够顺着进风管的斜面下滑，向塔体靠近流动，从而使喷淋水落在集液槽内，方便集液槽收集降温后的喷淋水。

优选的，所述集液槽的槽底与所述塔体的底部齐平。

通过采用上述技术方案，有利于增大集液槽和导流装置之间的高度差，从而增加喷淋水的下降高度，延长喷淋水与空气的接触时间和接触面积，提高喷淋水与外部空气的换热量，改善对喷淋水的降温效果，进而提高对换热管内热水的换热效率。

综上所述，本发明方形逆流冷却塔通过导流装置将部分换热后的喷淋液引至塔体外，利用塔体外的空气对该部分喷淋液进行降温，减少了进入塔体内的冷空气与喷淋水的换热量，更有利于塔体内冷空气对换热管内的热水进行降温，提高换热效率，减少风机运行时间，进而降低能耗冷空气；此外，冷空气与降温后的喷淋水接触，降低了从风筒排出的空气中的水汽含量，从而减少了白雾，降低了对周围环境空气的危害。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的内部结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明实施例1换热器的结构示意图；

图5是本发明实施例1换热管的连接结构示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图；

图7是本发明实施例2的内部结构示意图；

图8是本发明实施例3的结构示意图；

图中：1.塔体,1a.侧板，1a-1.通孔，1b.顶板，1-1.进风口，2.水泵，3.风筒，4.风机，5.除雾装置，5a.除雾板，5b.固定杆，6.喷淋装置，6a.主喷淋管，6b.副喷淋管，6c.喷淋头，7.换热器，7a.换热管，7b.连接弯管，7c.进液管，7d.液管，8.冷却槽，9.导流装置，9a.导流管，9b.导流壳，9b-1.导流口，9c.导流布，9d.固定架，10.进风管，11.输液管，12.集液槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1-图5所示，实施例1的方形逆流冷却塔，包括塔体1和设置于塔体1一侧的水泵2；塔体1由一个顶板1b和四个依次垂直连接的侧板1a组成，顶板1b下表面的四侧边分别与四个侧板1a的顶部固定连接，侧板1a的下部开设有进风口1-1，进风口1-1处安装有进风管10，进风管10由其背对侧板1a的一端向其与侧板1a相邻的一端倾斜向下设置；顶板1b上开设有排风口，排风口处安装有风筒3，风筒3内设置有风机（如图1所示）；塔体1内从上而下依次设置有塔体1内从上而下依次设置有除雾装置5、喷淋装置6和换热器7，换热器7位于进风口1-1的上方（如图2所示）； 换热器7包括进液管7c、出液管7d和多个换热管7a，各换热管7a水平设置于塔体1内且相互平行，各换热管7a通过连接弯管7b依次首尾连接，位于首端的换热管7a与进液管7c连接，位于末端的换热管7a与出液管7d连接，进液管7c的进液端和出液管7d的出液端位于塔体1内，换热管7a的上方连接有槽口向上的冷却槽8，分布于同一水平面上的冷却槽8之间相互连通，冷却槽8的长度方向与换热管7a的长度方向一致（如图4和图5所示）；水泵2的进液端与塔体1的底部连通，出液端通过输液管11与喷淋装置6连通；还包括导流装置9，导流装置9的进液端与冷却槽8连通，出液端设置于塔体1外，导流装置9包括导流管9a，导流装置9的下方设置有集液槽12，集液槽12的槽口正对导流装置9的出液端，集液槽12的槽底与侧板1a的底部固定连接，侧板1a上开设有多个通孔1a-1，使得塔体1的底部与集液槽12连通。

除雾装置5包括多个紧密并排分布的长条状除雾板5a，除雾板5a的长度方向与其中两个侧板1a平行，与另外两个侧板1a垂直，除雾板5a的横截面为折线形，除雾板5a通过固定杆5b固定连接，固定杆5b的两端分别固定在其中两个相互平行的侧板5a上（如图3所示）；喷淋装置6包括与输液管11相连通的主喷淋管6a，主喷淋管6a水平设置，其下方连通有多个副喷淋管6b，副喷淋管6b沿主喷淋管6a的长度方向等间隔并排分布，副喷淋管6b的下方连通有多个喷淋头6c，喷淋头6c沿副喷淋管6b的长度方向等间隔分布（如图2和图3所示）。

该方形逆流冷却塔运行时，流体热水通过进液管7c进入换热管7a和连接弯管7b内，并通过出液管7d排出的同时，风筒3和的风机4启动并且水泵2开始运行。风机4启动后，产生气流，吸引外部空气依次通过进风管10和进风口1-1进入塔体1内，而后空气向上流动，与换热管7a的热水发生换热，使得热水降温，空气吸收热量后温度上升，并向上流动；与此同时，水泵2抽取塔体1内底部的喷淋水，通过输液管11输送至喷淋装置6的主喷淋管6a内，喷淋水经过主喷淋管6a流入副喷淋管6b中，而后从下方的多个喷淋头6c向下喷出，喷淋水喷洒在换热管7a上，通过换热管7a与其内部流动的热水进行换热，从而利用风冷和水冷的方式对换热器5中流动的热水进行换热降温。

塔体1内的空气换热后温度升高，并与部分水汽接触，带动水汽向上流动，利用除雾装置5中紧密分布的折线形除雾板5a拦截吸附空气中的水汽，减少从风筒3排出的水雾；而另一方面，喷淋水喷洒在换热管6a上，一部分落在冷却槽8外，在塔体1内向下流动，与通过进风口1-1进入塔体1内的冷空气接触，发生换热使喷淋水降温后，落入塔体1内的底部，而另一部分喷淋水落在冷却槽8内，在冷却槽8内流动时，延长了喷淋水与换热管7a的接触时间，从而增加了喷淋水与换热管7a内热水的换热量，进一步降低了热水的温度，而相应的喷淋水的温度也随之上升，而后喷淋水顺着导流管9a流到塔体1的外部并向下掉落，与塔体1外的冷空气接触进行换热，使得喷淋水降温后落入集液槽12中，而塔体1内向下流动的喷淋水流至塔体1内的底部，两者再由水泵2抽取，通过输液管11输送至喷淋装置6中，持续对换热器6内的喷淋水进行换热降温。

根据上述方形逆流冷却塔的运行原理可知，在利用喷淋水对换热管6a内的热水进行降温冷却后，部分升温的喷淋水通过导流管9a引到塔体1的外部，在向下流动进入集液槽12前，与塔体1外的冷空气接触，使得该部分喷淋水得到降温，因此相应的，使得引入塔体1内并向上流动的空气与塔体1内换热后的喷淋水的换热量减少，从而降低了空气在与换热管7a接触前的升温程度，有利于空气保持低温，再与换热管7a接触，从而增大了空气与换热管7a的温差，进而增加了换热量，提高了换热效率，并减少了风机4的运行时间，降低了设备的能耗，实现了节能；此外，由于部分喷淋水利用塔体1外的空气进行降温后在对换热管7a内的热水进行换热降温，使得此时塔体1内向上流动的空气升温幅度小，减少了从风筒3排出的空气中的水汽量，进而减少了白雾，降低了对周围环境的危害。

在进风口1-1处安装进风管10，一方面外部空气通过进风管10进入塔体1内时，利用进风管10能够将该空气与塔体1外向下流动的喷淋水进行隔离，防止两者接触发生换热，保证进入塔体1内的空气维持低温，而另一方面，进风管10采用倾斜设计，方便落在进风管10上的喷淋水靠近塔体1流动，最终进入集液槽12内，从而方便集液槽12的收集工作。

实施例2

如图6和图7所示，实施例2的方形逆流冷却塔基于实施例1，区别在于，导流装置9还包括中空的导流壳9b，导流壳9b为套设于塔体1外的闭环状，其与导流管9a，导流壳9b的底部密布有多个导流口9b-1。

该实施例的方形逆流冷却塔运行时，在冷却槽8内流动的喷淋液与换热管7a内的热水进行换热升温后，顺着导流管9a流动，进入导流壳9b内，而后从导流壳9b底部密布的导流口9b-1排出。导流壳9b采用闭环状的设计，增大了其尺寸，从而有利于增加导流壳9b上导流口9b-1的数量，利用导流口9b-1使得喷淋水从塔体1外的多个位置向下流出，进而大幅度增加了喷淋水与塔体1外部空气的接触面积，进一步改善了喷淋水的降温效果，从而提高了对换热器7内热水的换热效果，提高换热效率，缩短风机运行时间，改善节能效果并进一步减少设备排放的白雾，降低对周围环境的危害。

实施例3

如图8所示，实施例3的方形逆流冷却塔基于实施例2，区别在于，导流口9b-1的正下方设置有导流布9c，导流布9c位于进风口1-1的上方，导流布9c的两侧连接有长条状的固定架9d，固定架9d沿铅锤方向固定于导流壳9b的下方。

该实施例中，从导流口9b-1排出的喷淋水落在下方的导流布9c上，顺着导流布9c流动的同时，增加了喷淋水与外部空气的接触面积，并且还延长了喷淋水与外部空气的接触时间，因此进一步增加了喷淋水与外部空气的换热量，从而加强了对喷淋水的降温效果。利用固定架9d能够固定喷淋布9c的形状，防止喷淋布9c受到风吹后摆动，将部分喷淋水9c甩在集液槽12外。如此，通过固定架9d有利于集液槽12收集从导流布9c上落下的喷淋水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种方形逆流冷却塔，包括塔体（1）和水泵（2），所述塔体（1）的侧壁上开设有进风口（1-1），顶部连通有风筒（3），所述风筒（3）内设置有风机（4）；所述塔体（1）内从上而下依次设置有除雾装置（5）、喷淋装置（6）和换热器（7），所述换热器（7）位于所述进风口（1-1）的上方；所述换热器（7）包括多个换热管（7a），所述换热管（7a）的上方连接有槽口向上的冷却槽（8），所述冷却槽（8）的长度方向与所述换热管（7a）的长度方向一致；所述水泵（2）的进液端与所述塔体（1）的底部连通，出液端与所述喷淋装置（6）连通，其特征在于：

还包括导流装置（9），所述导流装置（9）的进液端与所述冷却槽（8）连通，出液端设置于所述塔体（1）外；所述导流装置（9）的下方设置有集液槽（12），所述集液槽（12）的槽口正对所述导流装置（9）的出液端，所述集液槽（12）与所述塔体（1）的底部连通；所述导流装置（9）包括导流管（9a），所述导流管（9a）与所述冷却槽（8）连通；所述导流装置（9）还包括中空的导流壳（9b），所述导流管（9a）与所述导流壳（9b）连通，所述导流壳（9b）上开设有多个导流口（9b-1）；所述导流口（9b-1）密布于所述导流壳（9b）的底部。

2.根据权利要求1所述的方形逆流冷却塔，其特征在于：所述导流壳（9b）为闭环状，所述导流壳（9b）套设于所述塔体（1）外。

3.根据权利要求1所述的方形逆流冷却塔，其特征在于：所述导流口（9b-1）的正下方设置有导流布（9c），所述导流布（9c）位于所述进风口（1-1）的上方。

4.根据权利要求3所述的方形逆流冷却塔，其特征在于：所述导流布（9c）连接有固定架（9d），所述固定架（9d）与所述导流壳（9b）固定连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方形逆流冷却塔，其特征在于：所述进风口（1-1）安装有进风管（10）。

6.根据权利要求5所述的方形逆流冷却塔，其特征在于：所述进风管（10）由其进气端至其出气端倾斜向下。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方形逆流冷却塔，其特征在于：所述集液槽（12）的槽底与所述塔体（1）的底部齐平。

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