CN1428585A - 一种冷却塔及其制造方法和用途 - Google Patents

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本发明涉及流体换热(冷却塔)设备，特别适用于循环冷却水及制冷换热场合。利用敞开式冷却塔的冷流体通道(风道)增设独立的间接传导散热器，共用冷却塔风机和塔体将其升级为兼有冷却塔及空冷器功能的多媒体，用户不必投资择地另建空冷器，就可方便地将敞开(湿)式循环冷却水系统改造成密闭(干)式循环冷却水系统并互相切换，其冬“干”夏“湿”交替运行模式及与制冷机组合运行工艺解决了长期以来困扰循环冷却水水质稳定的技术难题。

Description

一种冷却塔及其制造方法和用途
本发明涉及流体换热(冷却塔)设备，特别适用于循环冷却水及制冷换热场合。
现有敞开式冷却塔利用空气未被水蒸气饱和的特点将在线设备产生的热废水在塔中直接或串接散热器加热冷空气后敞开喷淋与干冷空气直接接触使少量水蒸发带走汽化潜热达到快速冷却热废水的目的，这种技术没有充分考虑自然环境在冬夏甚至昼夜间的温差变化，单纯依靠敞开喷淋蒸发散热不仅消耗5％的循环水量而且污染恶化系统及环境水质，尤其是在冬春风沙季节毫无意义地敞开循环水接触空气，更强化了循环水污染和因水分蒸发而发生的盐分浓缩富集作用及因CO2逸失、碳酸平衡破坏导致水质失稳出现的腐蚀或结垢现象，这种技术使冷却塔沦为危害循环水的污染塔，增加了故障率，降低了在线设备传热系数和安全可靠性，迫使人们投入巨资和精力追逐“排污→补水→加药→再排污→再补水→再加药”的水质稳定处理怪圈，成为长期以来困扰循环冷却水水质稳定的技术难题；此外，这种塔常年敞开连续运行不仅浪费回水余压，而且无法在线检修，冬季湿式运行还易结雾挂冰损坏塔体及填料等。
为此，本发明的任务就是要设计一种兼有敞开蒸发和密闭传导两种散热功能的新型冷却塔，从而可以根据(季节)环境温度和系统配置选择最佳工况，尽可能减少循环水敞开接触空气的机会，减缓或消除现有冷却塔对自身及在线设备循环水系统及水质的危害，减少循环水补水、能耗及水质稳定费用，提高在线设备的安全可靠性。
本发明是这样实现的，以现有敞开式冷却塔的工艺结构为基础，利用其淋水填料的冷流体通道(风道)增设独立的间接传导散热器，以便共用冷却塔风枫和塔体使其集冷却塔敞开蒸发(湿式)和空冷器密闭传导(干式)两种独立散热功能于一体，进而在冬季等气温条件许可时方便地将夏季运行的敞开式循环冷却水系统切换成密闭循环冷却水系统、即将热流体导入新增的独立散热器利用其空冷器功能通过冷(空气)热流体间显热温差间接传导散热，夏季等高温环境再切回敞开式蒸发散热或其它强制冷却设备，从而建立起冷却塔冬“干”夏“湿”交替运行模式、以延长冷却塔寿命并腾出在线检修时空，同时实现在线设备循环水的部分或全密闭(干式)循环，最大限度地减少循环水敞开喷淋蒸发机会，减轻或消除现有冷却塔对在线设备循环水系统及水质的危害，为节约循环水补水、能耗及水质稳定费用、提高在线设备安全可靠性创造条件。
本发明较好的方案可以是，将新增的散热器布置在却塔进风口处，利用冷却塔风机抽风冷却散热器，既可以利用现有空间又可以降低设备重心
本发明较好的方案也可以是，将新增的散热器做成密闭压力式散热器，通过高位水箱或压力膨胀器稳定系统余压直接进入水泵吸水口加压，从而节约能量和水质稳定费用。
本发明的制造方法是，在敞开式冷却塔的冷流体通道(风道)上布置独立的间接传导散热器。
本发明的用途是，利用其一塔二用特点，将其用于一般循环冷却水系统或其它流体，通过原有敞开式喷淋蒸发冷却流道或新增密闭式间接冷却流道共用风机、塔体，冬“干”夏“湿”交替冷却在线设备热废水，减少其敞开喷淋机会，实现循水的半密闭循环，减轻敞开式冷却塔对循水系统的危害，减少循环水补水、能耗及水质稳这费用，提高在线设备的安全可靠性。
本发明的用途也可以是，将其与制冷机等强制冷却设备组合用于循环冷却水系统或其它流体，利用其新增的密闭式间接冷却流道与制冷机等冷媒水并联，冬夏交替切换、共同承担密闭冷却在线设备热废水的任务；利用其原有的敞开式喷淋直冷流道与制冷机等自身冷却水串联，在夏季等制冷机工作期间由其冷却制冷机产生的热废水，由此实现在线设备循环水的全密闭(干式)循环，彻底消除现有冷却塔对在线设备循环水系统及水质的危害，减少循环水补水、能耗及水质稳定费用，提高在线设备的安全可靠性。
本发明的用途还可以是，将其敞开式喷淋直冷流道与密闭传导间接冷却流道同时或分时通入相同或不同循环冷却水或其它流体。
本发明具有如下特点：利用敞开式冷却塔的冷流体通道(风道)增设独立的间接传导散热器，共用冷却塔风机和塔体使其升级为兼有冷却塔及空冷器功能的多媒体，用户不必投资择地另建空冷器，就可方便地将敞开(湿)式循环冷却水系统改造成密闭(干)式循环冷却水系统并互相切换，其冬“干”夏“湿”交替运行模式避免了结雾挂冰有利于延长冷却塔寿命和腾出在线检修时空，有利于利用回水余压节能和减轻敞开式循环冷却水系统的盐分浓缩、水体污染及腐蚀结垢；夏季等高温环境由制冷机强制密闭冷却在线设备热废水，而由冷却塔退居二线冷却制冷热废水，进一步形成在线设备冷却水的全密闭(干式)循环、彻底解决了长期以来困扰循环冷却水水质稳定的技术难题，杜绝了在线设备循环水的敞开喷淋蒸发机会及其腐蚀结垢孳生菌藻降低传热系数等危害，不仅可改善循环水水质，还可大幅度节水、节能、节约水质稳定费用、有利于提高在线设备安全可靠性。
本发明附有以下附图：
附图1、冷却塔结构及流程示意图。其中：1--冷却塔，2--进风口，3--风机及出风口，4--淋水填料，5--间接传导散热器，6--喷头，7--制冷机，8--在线设备换热器，9--冷媒水循环泵，9`--冷却水循环泵，10--潜水泵，11--压力膨胀器，12--冬开阀，13--夏开阀，14--集水池。
附图2、冷却塔及制冷机组合流程示意图。其中代号同上。
本发明的非限定实施例如下：
例1、参照附图1在现有冷却塔1的进风口2处增加间接传导散热器5组成本发明的一种实施例，利用其一塔二用特点，将其用于一般循环冷却水系统，新型冷却塔由新增的冬开阀12、间接传导散热器5及其连接管路系统组成其密闭式间接传导冷却流道，由夏开阀13、喷头6、淋水填料4、集水池14组成其敞开式喷淋蒸发冷却流道，两者共用进风口2至风机及出风口3之间的冷流体通道(风道)散热、冬夏交替冷却在线设备8产生的热废水。夏季等气温高时沿用敞开式冷却塔喷淋冷却方式：打开夏开阀13关闭冬开阀12将热废水通过喷头6布洒到淋水填料4上，同时打开风机3从进风口2抽吸干冷空气通过淋水填料4与热废水充分混合传质传热接触吸收水蒸气后从出风口3排出，冬季等气温条件许可时打开冬阀12关闭夏开阀13将热废水切换到新增的间接传导散热器5并辅以压力膨胀器11稳压补水，即可将敞开式循环冷却水系统迅速改造成密闭循环冷却水系统，系统内的热废水同来自进风口2的干冷空气间接接触只传热不传质加以冷却，藉此避免系统水量损失及水质和环境污染，同时利用回水余压降低冷媒水循环泵9能耗，必要时打开风机3增加风力和/或打开潜水泵10由喷头6向散热器5外壁喷水加强冷却。从而形成全年冬“干”(密闭)夏“湿”(敞开)交替运行的半密闭循环水系统，最大限度地减小了循环水敞开喷淋蒸发机会，减轻了现有冷却塔对在线设备循环水系统及水质的危害，节约了循环水补水、能耗及水质稳定费用，一定程度地提高了在线设备的安全可靠性。
例2、参照附图2由现有冷却塔1增加间接传导散热器5后与制冷机7配合使用组成本发明的另一种实施例，新型冷却塔由新增的冬开阀12、间接传导散热器5及其连接管路系统组成其密闭式间接传导冷却流道，与制冷机7冷媒水并联，冬夏交替共同承担冷却在线设备8热废水的任务，由夏开阀13、喷头6、淋水填料4、集水池14组成的敞开式喷淋蒸发冷却流道与制冷机7自身冷却水串联，承担冷却制冷机7工作时产生的热废水的任务。当夏季等自然环境温度较高(工艺要求采用制冷机7强制冷却在线设备8热废水)时，打开夏开阀13关闭冬开阀12切除冷却塔1的密闭式间接传导冷却流道、将在线设备8热废水切换到制冷机7强制密闭冷却并经压力膨胀器11稳压补水及冷媒水循环泵9加压后送在线设备8密闭循环冷却，与此同时制冷机7本身产生的热废水通过冷却塔1的敞开式喷淋蒸发冷却流道--喷头6布洒到淋水填料4上，与冷却塔风机3吸自进风口2的干冷空气充分混合传质散热降温后由冷却水循环泵9`送回制冷机7循环使用，维持制冷机正常工作；冬季等气温条件许可时打开冬开阀12关闭夏开阀13切除制冷机、将在线设备8热废水切换到新增的冷却塔密闭式间接传导冷却流道--散热器5，利用其空冷器功能同来自进风口2的干冷空气间接接触只传热不传质加以冷却，必要时打开风机3增加风力和/或打开冷却水循环泵9`由喷头6向散热器5外壁喷水加强冷却，冷却后的冷媒水经压力膨胀器11稳压补水通过冷媒水循环泵9加压后送在线设备8密闭循环使用，自此完成在线设备8循环水的全密闭循环，彻底杜绝了在线设备循环水敞开喷淋蒸发机会及其腐蚀结垢孳生菌藻降低传热系数的可能性，不仅提高了水质和在线设备安全可靠性，还大幅度节水、节能、节约了水质稳定费用。
例3、参照附图2冷却塔部分将常温下可汽化的液态流体从下部送入散热器5利用抽入的空气和/或冷却水水温间接传热汽化从上部送出使用。

Claims (7)

1、一种冷却塔，特别适用于循环冷却水及制冷换热场合，具有一般敞开式冷却塔的工艺结构，其特征是利用淋水填料的冷流体通道(风道)增设独立的间接传导散热器。
2、如权利要求1所述的冷却塔，其特征在于所说的散热器布置在进风口处。
3、如权利要求1所述的冷却塔，其特征在于所说的散热器为密闭压力式散热器。
4、一种权利要求1所述冷却塔的制造方法，其特征在原有敞开式冷却塔的冷流体通道(风道)上布置独立的间接传导散热器。
5、一种权利要求1所述冷却塔的用途，其特征是将其用于循环冷却水或其它流体换热场合。
6、如权利要求5所述冷却塔的用途，其特征是将其与制冷机组合用于循环冷却水或其它流体换热场合。
7、如权利要求5所述冷却塔的用途，其特征是将其同(分)时用于同(异)质循环冷却水或其它流体换热场合。
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