CN115540633B - 一种三级混冷式节能冷却塔系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水冷式冷却设备技术领域，是一种三级混冷式节能冷却塔系统，包括风冷单元、换热单元、散热单元、集控风冷系统和水箱；风冷单元包括风冷箱、斜板和集液槽；在水箱上方通过支架固定安装有风冷箱；在风冷箱外固定安装有冷凝器，在冷凝器的出液端连接有斜向下的循环热水进水管，循环热水进水管下端穿入风冷箱并置于风冷箱右上方。本发明结构合理而紧凑，使用方便；该三级混冷式节能冷却塔系统利用重力作用使循环水由上而下自流，经一级风冷、二级U型换热管换热、三级散热锅方式散热实现循环水的平稳降温，进而降低循环水冷却过程中的蒸发量；不仅冷却效率高，而且该冷却塔的结构更加简化，无动力更节能，生产成本更低。

Description

一种三级混冷式节能冷却塔系统

技术领域

本发明涉及水冷式冷却设备技术领域，是一种三级混冷式节能冷却塔系统。

背景技术

常规的冷却塔将热水喷洒至填料表面与通过填料的冷空气接触，热水与冷空气之间产生热交换，同时部分热水被蒸发，最后经冷却后的水落入水池内，由于主要通过水的蒸发与接触空气来散热，所以冷却塔产生大量蒸发以及被空气带走的水分而损失水量，导致水资源浪费，不够节能环保，因此，在此提出一种三级混冷式节能冷却塔系统。

发明内容

本发明提供了一种三级混冷式节能冷却塔系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决常规的冷却塔存在产生大量蒸发以及被空气带走的水分而损失水量，以及不够节能环保的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种三级混冷式节能冷却塔系统，包括风冷单元、换热单元、散热单元、集控风冷系统和水箱；风冷单元包括风冷箱、斜板和集液槽；在水箱上方通过支架固定安装有风冷箱；在风冷箱外固定安装有冷凝器，在冷凝器的出液端连接有斜向下的循环热水进水管，循环热水进水管下端穿入风冷箱并置于风冷箱右上方；在循环热水进水管下侧的风冷箱右部内置有向左下方倾斜的斜板，斜板将风冷箱分割成左部的湿区和右部的干区；在斜板下端的风冷箱底部设有集液槽；在风冷箱的左侧箱壁设有进风口；在风冷箱的顶部设有出风口；

换热单元包括U型换热管；在水箱与风冷箱之间安装有U型换热管，U型换热管的上端与集液槽的出水端口连接；

散热单元包括散热锅；在水箱的上部内置有散热锅，所述U型换热管下端穿过水箱与散热锅的底部端口连通；在水箱右侧箱壁设有进风口，进风口的位置高度高于散热锅的位置高度；在水箱的左侧箱壁上设有出风口；

集控风冷系统包括管道和能提供输送冷风源的吹风机；吹风机通过管道分别与在风冷箱的进风口处和水箱的进风口处连通。

集控风冷系统包括管道和能提供输送冷风源的吹风机；吹风机通过管道分别与在风冷箱的进风口处和水箱的进风口处连通。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化和改进：

上述在风冷箱的干区内装有自上而下沿着斜板倾斜方向呈间隔分布的冷风排管，冷风排管置于斜板内或紧靠在斜板的右侧；冷风排管的进口端和出口端分别位于风冷箱外；所述吹风机的出口端装有出口四通，出口四通上设有进风口、出风口一，出风口二和出风口三，所述出风口一通过管道与风冷箱进风口处连通，所述出风口二通过管道与水箱进风口处连通；所述出风口三通过管道与每个冷风排管的进口端连通。

上述集控风冷系统还包括风箱；风冷箱的左侧箱壁设置有四个进风口，进风口由上至下依次排列；在风冷箱的左侧固定有风箱，所述进风口置于风箱内并与风冷箱连通；所述吹风机的出口四通的出风口一通过管道与风箱的进风口连通，风箱与风冷箱的进风口处连通。

上述斜板的倾斜角度在60度－70度之间。

上述斜板采用波浪形的斜板。

上述所述风冷箱顶部为“人”字形箱顶；或/和，所述风冷箱的出风口安装有栅板。

上述水箱底部外接有冷却后循环水出水管，冷却后循环水出水管上装有水泵。

上述水箱左侧箱壁上出风口装有排风扇。

上述吹风机固定安装水箱的外部顶端，所述U型换热管位于吹风机吸风入口前方。

上述散热锅的口径在50-80厘米之间，散热锅的深度在10-15厘米之间，所述散热锅的边缘外翻。

本发明结构合理而紧凑，使用方便；该三级混冷式节能冷却塔系统利用重力作用使循环水由上而下自流，经一级风冷、二级U型换热管换热、三级散热锅方式散热实现循环水的平稳降温，进而降低循环水冷却过程中的蒸发量；不仅冷却效率高，而且该冷却塔的结构更加简化，无动力更节能，生产成本更低。

附图说明

附图1为本发明一种实施例的主视结构示意图。

附图2为附图1中A-A向剖视结构示意图。

附图3为附图2中B向结构示意图。

附图标记：1为冷却塔本体；2为斜板；3为循环热水进水管；4为冷凝器；5为冷却后循环水出水管；6为水泵；7为风箱；8为集液槽；9为U型换热管；10为散热锅；11为水箱；12为冷风排管；13为吹风机；14为风冷箱；15为支架；ɑ为斜板与水平面之间的夹角。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图2对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该三级混冷式节能冷却塔系统分别包括风冷单元、换热单元、散热单元、集控风冷系统和水箱11；风冷单元包括风冷箱14、斜板2和集液槽8；在水箱11上方通过支架15固定安装有风冷箱14；在风冷箱14外固定安装有冷凝器4，在冷凝器4的出液端连接有斜向下的循环热水进水管3，循环热水进水管3下端穿入风冷箱14并置于风冷箱14右上方；在循环热水进水管3下侧的风冷箱14右部内置有向左下方倾斜的斜板2，斜板12将风冷箱14分割成左部的湿区和右部的干区；在斜板2下端的风冷箱14底部设有集液槽8；

在风冷箱14的左侧箱壁设有进风口；在风冷箱14的顶部设有出风口；

换热单元包括U型换热管9；在水箱11与风冷箱14之间安装有U型换热管9，U型换热管9的上端与集液槽8的出水端口连接；

散热单元包括散热锅10；在水箱11的上部内置有散热锅10，所述U型换热管9下端穿过水箱11与散热锅10的底部端口连通；在水箱11右侧箱壁设有进风口，进风口的位置高度高于散热锅10的位置高度；在水箱11的左侧箱壁上设有出风口；

集控风冷系统包括管道和能提供输送冷风源的吹风机13；吹风机13通过管道分别与在风冷箱14的进风口处和水箱11的进风口处连通。

使用时，热蒸汽经冷凝器4冷凝降温成带有余热的循环水，在重力作用下自上而下依次通过风冷单元、换热单元、散热单元、最后进入到水箱11，风冷单元采用封闭式风冷箱14，保留住水蒸气，避免水蒸气挥发；当带有余热的循环水受重力作用沿着斜板2板面流淌时，集控风冷系统从风冷箱14的进风口向风冷箱14送风并吹向斜板2表层的水面，使其表层的循环水能够迅速降温；流淌下来的循环水流入到集液槽8里收集后，进入到换热单元；换热单元采用U型换热管9换热，U型换热管9使得水在管内的流速更慢，大大增加了换热时间；U型换热管9被布置在水箱11与风冷箱14之间，U型换热管9外表面与外界空气接触，流经U型换热管9的循环水进行二次换热降温，这样既保证降温，又对循环水不产生损耗；循环水从U型换热管9流出进入到散热单元；散热单元采用散热锅10，散热锅10置于水箱11内，集控风冷系统向水箱11内，输送冷风保持水箱11通风；循环水从散热锅10底部进入，随着循环水水量的增加，循环水从散热锅10边缘向外溢出，溢出时形成了伞状流体，与水箱11中流通的空气充分接触实现第三次散热降温，经过三级降温后，进入到水箱11的循环水能够达到常温状态；系统采用集控风冷，使风冷箱14和水箱11保持进风的风速及风量的整体一致性，方便控制，提高效率，减少损耗。

整个过程中，利用重力作用使循环水由上而下自流，无动力更节能；循环水经风冷单元、换热单元、散热单元的三级散热实现循环水平稳且持续的降温，避免因急速制冷而导致汽化，最低程度的减小循环水的损失，降低循环水冷却过程中的蒸发量，冷却效率高；生产成本更低。

可根据实际需要，对上述三级混冷式节能冷却塔系统作进一步优化和改进：

如附图2所示，斜板2的倾斜角度ɑ在60度－70度之间。从进风口进来的冷风直吹循环水表面形成气流循环，保证最大限度地降温。

如附图2所示，斜板2采用波浪形的斜板。这样使得循环水的散热面积大幅度增加，提高散热效果；同时波浪形的斜板2，不仅能够增加循环水的散热面积，降低流速，而且进一步延长了循环水的冷却时间。

如附图2所示，水箱11底部外接有冷却后循环水出水管5，冷却后循环水出水管5上装有水泵6。方便水箱11输出循环水。

如附图2所示，所述风冷箱14顶部为“人”字形箱顶。风冷箱14顶部“人”字形的设置则能使带有余热的循环水在风冷箱14的顶部形成水滴后通过自重从两侧箱壁流下来汇聚于集液槽8，然后通过换热单元、散热单元后流入到水箱11中，减少了循环水蒸发所造成的流失浪费。

如附图1所示，所述风冷箱14的出风口安装有栅板。出风口采用栅板，可以阻挡水汽，使水汽保留在风冷箱14内的同时保持空气流通。

如附图3所示，在风冷箱14的干区内装有自上而下沿着斜板2倾斜方向呈间隔分布的冷风排管，冷风排管置于斜板内或紧靠在斜板的右侧；上装有自上而下沿着斜板2倾向间隔分布的冷风排管12；冷风排管12的进口端和出口端分别位于风冷箱14外；所述吹风机13的出口端装有出口四通，出口四通上设有进风口、出风口一，出风口二和出风口三，所述出风口一通过管道与风冷箱14进风口处连通，所述出风口二通过管道与水箱11进风口处连通；所述出风口三通过管道与每个冷风排管的进口端连通。从出风口三吹出的冷风，进入冷风排管12；再从冷风排管12的出口端出；使斜板2能持续保持低温状态，提高斜板2的冷却降温效果。

如附图1所示，集控风冷系统还包括风箱7；风冷箱14的左侧箱壁设置有四个进风口，进风口由上至下依次排列；在风冷箱14的左侧固定有风箱7，所述进风口置于风箱7内并与风冷箱14连通；所述吹风机13的出口四通的出风口一通过管道与风箱7的进风口连通，风箱7与风冷箱14的进风口处连通。这样保证了风对斜板2表面的最大程度覆盖，提高冷却效率。

如附图2所示，吹风机13固定安装水箱11的外部顶端；所述U型换热管9位于吹风机13吸风入口前方。U型换热管9与吹风机13的位置刚好利用了吹风机13吸风口抽取冷空气的瞬间，冷空气对U型换热管9内的循环水进行二次换热降温，二者相互的配合自然又形成了一次冷却过程。

如附图1所示，水箱11左侧箱壁上出风口装有排风扇。排风扇的运转能够加快水箱11内的空气循环流通性，令降温效果明显。

如附图2所示，散热锅10的口径在50-80厘米之间，散热锅10的深度在10-15厘米之间，所述散热锅10的边缘外翻。散热锅10的尺寸保证了最大的散热功效，而散热锅10流线型锐角边缘能让循环水在溢出散热锅10时能最大程度与空气接触，并能延缓循环水溢出的流速，达到最佳的散热效果。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于包括风冷单元、换热单元、散热单元、集控风冷系统和水箱；风冷单元包括风冷箱、斜板和集液槽；在水箱上方通过支架固定安装有风冷箱；在风冷箱外固定安装有冷凝器，在冷凝器的出液端连接有斜向下的循环热水进水管，循环热水进水管下端穿入风冷箱并置于风冷箱右上方；在循环热水进水管下侧的风冷箱右部内置有向左下方倾斜的斜板，斜板将风冷箱分割成左部的湿区和右部的干区；在斜板下端的风冷箱底部设有集液槽；在风冷箱的左侧箱壁设有进风口；在风冷箱的顶部设有出风口；

换热单元包括U型换热管；在水箱与风冷箱之间安装有U型换热管，U型换热管的上端与集液槽的出水端口连接；

散热单元包括散热锅；在水箱的上部内置有散热锅，所述U型换热管下端穿过水箱与散热锅的底部端口连通；在水箱右侧箱壁设有进风口，进风口的位置高度高于散热锅的位置高度；在水箱的左侧箱壁上设有出风口；

集控风冷系统包括管道和能提供输送冷风源的吹风机；吹风机通过管道分别与在风冷箱的进风口处和水箱的进风口处连通；

在风冷箱的干区内装有自上而下沿着斜板倾斜方向呈间隔分布的冷风排管，冷风排管置于斜板内或紧靠在斜板的右侧；冷风排管的进口端和出口端分别位于风冷箱外；所述吹风机的出口端装有出口四通，出口四通上设有进风口、出风口一，出风口二和出风口三，所述出风口一通过管道与风冷箱进风口处连通，所述出风口二通过管道与水箱进风口处连通；所述出风口三通过管道与每个冷风排管的进口端连通；

集控风冷系统还包括风箱；风冷箱的左侧箱壁设置有四个进风口，进风口由上至下依次排列；在风冷箱的左侧固定有风箱，所述进风口置于风箱内并与风冷箱连通；所述吹风机的出口四通的出风口一通过管道与风箱的进风口连通，风箱与风冷箱的进风口处连通。

2.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于斜板的倾斜角度在60度－70度之间。

3.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于斜板采用波浪形的斜板。

4.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于所述风冷箱顶部为“人”字形箱顶；或/和，所述风冷箱的出风口安装有栅板。

5.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于水箱底部外接有冷却后循环水出水管，冷却后循环水出水管上装有水泵。

6.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于水箱左侧箱壁上出风口装有排风扇。

7.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于吹风机固定安装水箱的外部顶端，所述U型换热管位于吹风机吸风入口前方。

8.根据权利要求1所述的三级混冷式节能冷却塔系统，其特征在于散热锅的口径在50-80厘米之间，散热锅的深度在10-15厘米之间，所述散热锅的边缘外翻。

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