CN112984661B - 一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器 - Google Patents

一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，包括：壳体，壳体的上方设置有百叶窗；风机，风机设置于壳体内，其出风口朝向百叶窗；受水填料墙，受水填料墙位于风机的下方并设置于壳体的侧壁和/或底部，其贯穿前后表面设置有多个通风孔；淋水管，淋水管与受水填料墙相邻设置，其淋水区域覆盖通风孔，淋水管一端与外部补水机构连接，淋水管上设置有循环泵；换热管，换热管设置于风机和百叶窗之间；温度变送器，温度传送器靠近受水填料墙设置，其通信连接有DCS系统，DCS系统与循环泵通信连接。能够同时满足高温环境、常温环境和低温环境下的使用，整体占地空间不大，能够适应各种工艺环境，能够在各种季节中使用，具有良好的应用前景和适用范围。

Description

一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器
技术领域
本发明涉及调温机械设备技术领域，更具体的说是涉及一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器。
背景技术
目前，国内部分省份的气候有冬夏温差大和昼夜温差大的气候特点，相对于上述气候，现有的空冷器存在以下问题：
1、干式空冷器的设计一般以年平均气温作为设计数据，在夏季高温状态下，环境温度远高于平均气温，因此空冷器的降温能力不足，不能满足工艺需求；
2、如果以高温温度作为空冷器的设计数据则空冷器体积一般较大，需要较大的占地面积；
3、干式空冷器无法实现冬季使用时的防过冷操作；而热风循环式空冷器虽然可以实现防过冷操作，但其结构复杂，体积庞大，换热效率低。
有鉴于此，如何提供一种全部或部分解决上述技术问题的空冷器成为本领域人员亟需解决的一个技术问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，包括：
壳体，所述壳体的上方设置有百叶窗；
风机，所述风机设置于所述壳体内，其出风口朝向所述百叶窗；
受水填料墙，所述受水填料墙位于所述风机的下方并设置于所述壳体的侧壁和/或底部，其贯穿前后表面设置有多个通风孔；
淋水管，所述淋水管与所述受水填料墙相邻设置，其淋水区域覆盖所述通风孔，所述淋水管一端与外部补水机构连接，所述淋水管上设置有循环泵；
换热管，所述换热管设置于所述风机和所述百叶窗之间；
温度变送器，所述温度变 送器靠近所述受水填料墙设置，其通信连接有DCS系统，所述DCS系统与所述循环泵通信连接。
本发明的有益效果是：空冷器的设计数据由当地夏季每年不保证五天的日平均干球温度转变为当地全年最高湿球温度+保险余量；通过淋水管向受水填料墙进行淋水，使通风孔内形成水膜，空气由通风孔进入空冷器后湿度可达85％，同时可以迅速降温，经风机吹向换热管进一步换热后通过百叶窗排出，可满足夏季高温时的工艺需求；同时，可通过DCS系统控制循环泵来控制受水填料墙的淋水量以及控制淋水管的启停，实现流入空冷器内空气温度的自动调节。
在上述技术方案中，风机与换热管扔按常规干式空冷器的计算方法设计。
在上述技术方案中，温度变送器将温度信号转变为(4-20mA) 电信号送至DCS系统，由DCS系统判断决策循环泵的启停控制，进一步还可设定下风室(空气经通风孔进入空冷器时所处的位置为下风室，换热管与百叶窗之间的位置为上风室)内温度值，或者同时输入介质出口温度，系统按PID模式控制决策，输出控制信号(4-20mA) 至变频器，变频器调节循环泵转速，实现对受水填料墙的淋水量控制。
进一步的，受水填料墙可选用常规冷却塔填料或湿帘墙填料，配置的轮廓面积即周长乘以高度应大于等于换热管的轮廓面积的1.2倍，以防止因风速过快而夹带液态水，选取合适的填料的内部结构与厚度值，满足气动阻力小于等于30Pa，同时满足空气穿过受水填料墙后相对湿度大于85％。
进一步的，所述风机至少包括两个，至少有一个风机能够反转且其叶片角度能够反转180°。
采用上述技术方案的有益效果是：在冬季或气温较低的环境下，可以关闭或轻微开启百叶窗，同时调整部分风机的转向或调整其出风方向，使空气在空冷器内部实现自循环进而完成空冷器的防过冷操作。
进一步的，还包括分隔窗，所述分隔窗位于所述百叶窗与所述换热管之间，其一端向所述百叶窗方向延伸，另一端向换热管方向延伸，所述分隔窗能够调整其开合角度。
优选的，所述分隔窗位于相邻两风机之间。
进一步的，还包括储水槽，所述储水槽设置于所述受水填料墙下方，其一端与所述淋水管连通，另一端与所述外部补水机构连通。
采用上述技术方案的有益效果是：淋水管喷淋在受水填料墙之后，一部分水在通风孔处形成水膜，其余分水会沿着受水填料墙的表面向下流入储水槽内，而后由循环泵引入淋水管二次使用，实现水循环。
进一步的，还包括调节阀，所述调节阀设置在所述淋水管上并与所述DCS系统通信连接。
在上述技术方案中，可以不使用变频器，连接管路上设置调节阀接受控制信号(4-20mA)来调节淋水量，实现流入下风室空气温度的自动调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为高温模式下的空冷器结构示意图；
图2为高温模式下的另一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器结构示意图；
图3为低温模式下的空冷器结构示意图；
图4为低温模式下的另一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器结构示意图；
其中，1-百叶窗，2-分隔窗，3-上风室，4-换热管，5-淋水管，6- 第一风机，7-受水填料墙，8-温度变送器，9-支撑平台，10-循环泵， 11-储水槽，12-补水机构，13-连接水管，14-第二风机，15-第一调节结构，16-第二调节机构。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗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地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例公开了一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，包括：
壳体，壳体的上方设置有百叶窗1；
风机，风机设置于壳体内，其出风口朝向百叶窗1；
受水填料墙7，受水填料墙7位于风机的下方并设置于壳体的侧壁和/或底部，其贯穿前后表面设置有多个通风孔；
淋水管5，淋水管5与受水填料墙7相邻设置，其淋水区域覆盖通风孔，淋水管5一端与外部补水机构12连接，淋水管5上设置有循环泵10；
换热管4，换热管4设置于风机和百叶窗1之间；
温度变送器8，温度变 送器靠近受水填料墙7设置，其通信连接有DCS系统，DCS系统与循环泵10通信连接。
在一些实施例中，风机至少包括两个，至少有一个风机能够反转且其叶片角度能够反转180°。
在一些实施例中，还包括分隔窗2，分隔窗2位于百叶窗1与换热管4之间，其一端向百叶窗1方向延伸，另一端向换热管4方向延伸，分隔窗2能够调整其开合角度。
在一些实施例中，分隔窗2位于相邻两风机之间。
在一些实施例中，还包括储水槽11，储水槽11设置于受水填料墙7下方，其一端与淋水管5连通，另一端与外部补水机构12连通。
在一些实施例中，还包括调节阀，调节阀设置在淋水管5上并与 DCS系统通信连接。
实施例1(空冷器的高温环境模式)
如图1所示，在本实施例中，受水填料墙7设置于下风室左右两侧的壳体侧壁上，下风室底部为支撑平台9，风机设置有两个，左侧的是第一风机6，右侧的是第二风机14，第一风机6和第二风机14 对称设置，分隔窗2位于第一风机6和第二风机14对应的百叶窗1 之间；两侧的受水填料墙7上方均设置有淋水管5，两侧的淋水管5 通过连接水管13连通；
具体工作过程如下：
位于上风室3上方的百叶窗1完全打开，分隔窗2完全关闭，第一风机6和第二风机14均正转，风向向上；
启动循环泵10，淋水管5喷水，受水填料墙7被淋湿，受水填料墙7为蜂窝结构(多个通风孔)，形成大面积水膜，周边空气横向穿过受水填料墙7的通风孔，空气与水膜摩擦发生蒸发，空气被降温后进入下风室，在风机的作用下吹向换热管4，之后经过百叶窗1排入空中；穿过受水填料墙7的空气由干球温度降至接近湿球温度，实现高温环境下的工艺需求。
在本实施例中，百叶窗1的开合可通过第一调节机构15进行调节，分隔窗2的开合可通过第二调节机构16进行调节。
实施例2(另一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器的高温环境模式)
在本实施例中，下风室的底部也设置有受水填料墙7，底部受水填料墙7的下方为支撑平台9，两者之间留有一定间隙，使空气可以从底部进入下风室，其余结构与实施例1均相同。
在本实施例中，底部受水填料墙7的上方水平设置有淋水管5，其通过连接水管13与两侧的淋水管5连通。
实施例3(空冷器的常温模式)
如图1或图2所示，当不需要对空气进行降温操作时，可关闭循环泵10，使受水填料墙7不再形成水膜，此时只要保证百叶窗1完全打开、分隔窗2处于关闭状态、第一风机6和第二风机14正常工作即可。
实施例4(空冷器的低温环境模式)
如图3所示，在低温环境下，百叶窗1完全或者适度关闭，分隔窗2完全打开或者适度开启，上风室3左右联通，第一风机6状态保持不变向上吹风，第二风机14的叶片安装角翻转180°，第二风机14 转向反转，使第二风机14向下吹风，第一风机6向上吹风，两者协同作用形成上风室3和下风室热风循环，实现防过冷。
在本实施例中第一风机6、第二风机14配置的叶片数、翼型、叶宽，转速完全相同，两台之中至少一台可以调节叶片角度180°并可以反转，两台风机的风压、风量、效率完全相等，向上送风和向下引风完全匹配。
空冷器防过冷的原理如下：
调节第一调节机构15，改变百叶窗1的开度，可调节冷空气的补入量，使循环风的温度得以调节。因百叶窗1左右两部分相同，所以开度相同，实现冷风量调节的几个函数关系：热风排出量＝冷风补入量，热风排出时通过百叶窗1的压降＝冷风补入时通过百叶窗1的压降＝内部循环空气通过分隔窗2的压降。从函数关系可得：调节分隔窗2的开度也可调节冷空气补入量和热空气的排出量。抗严寒模式也可实现自动控制：下风室内的温度变送器8将温度信号转变为 (4-20mA)电信号送至DCS系统，由DCS系统判断决策冷空气的补入量，进一步还可设定风室内循环空气温度值，或者同时输入介质出口温度，系统按PID模式控制决策，输出控制信号(4-20mA)至第一调节机构15，百叶窗1窗调节机构配置直行程或者角行程执行机构，调节百叶窗1开度，控制冷空气补入量和热空气排出量，实现循环空气的温度控制。
在本实施例中第一调节机构15配置步进电机，DCS系统向步进电机输出数字信号，控制冷空气补入量，实现循环空气温度的自动调节。同理，DCS系统可通过相同的方式控制第二调节机构16进而调节分隔窗2的开合。
实施例5(另一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器的低温环境模式)
在本实施例中，空冷器结构与实施例2相同，其防过冷操作与实施例4相同。
本发明提供了一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，与现有的空冷器相比能够同时满足高温环境、常温环境和低温环境下的使用，且其防过冷操作为空冷器内循环，整体占地空间不大，能够适应各种工艺环境，能够在各种季节中使用，具有良好的应用前景和适用范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体的上方设置有百叶窗；
风机，所述风机设置于所述壳体内，其出风口朝向所述百叶窗；
受水填料墙，所述受水填料墙位于所述风机的下方并设置于所述壳体的侧壁和/或底部，其贯穿前后表面设置有多个通风孔；
淋水管，所述淋水管与所述受水填料墙相邻设置，其淋水区域覆盖所述通风孔，所述淋水管一端与外部补水机构连接，所述淋水管上设置有循环泵；
换热管，所述换热管设置于所述风机和所述百叶窗之间；
温度变送器，所述温度变 送器靠近所述受水填料墙设置，其通信连接有DCS系统，所述DCS系统与所述循环泵通信连接；
所述受水填料墙选用冷却塔填料或湿帘墙填料，其轮廓面积大于等于换热管的轮廓面积的1.2倍，所述轮廓面积即周长乘以高度，其气动阻力小于等于30Pa，空气穿过受水填料墙后相对湿度大于85%。
2.根据权利要求1所述的一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，其特征在于，所述风机至少包括两个，至少有一个风机能够反转且其叶片角度能够反转180°。
3.根据权利要求2所述的一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，其特征在于，还包括分隔窗，所述分隔窗位于所述百叶窗与所述换热管之间，其一端向所述百叶窗方向延伸，另一端向换热管方向延伸，所述分隔窗能够调整其开合角度。
4.根据权利要求3所述的一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，其特征在于，所述分隔窗位于相邻两风机之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，其特征在于，还包括储水槽，所述储水槽设置于所述受水填料墙下方，其一端与所述淋水管连通，另一端与所述外部补水机构连通。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种可对抗酷暑和严寒天气的空冷器，其特征在于，还包括调节阀，所述调节阀设置在所述淋水管上并与所述DCS系统通信连接。
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