CN200941011Y - 一种多模式冷却塔换热模块性能试验塔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多模式冷却塔换热模块性能试验塔，该塔的框架结构由风机、逆流换热模块区、横流换热模块区、逆流进风区和集水区五个区域组成，可分别进行开式逆流圆塔模式、开式逆流方塔模式、开式横流模式、闭式逆流方塔模式、闭式横流模式的换热模块性能的试验。本实用新型具有结构紧凑，适用性强，对研究冷却塔的传热传质机理，以及开发新的塔型、新的换热模块、增强不同塔型冷却塔结构件间的通用性以及对同一塔型下形成系列产品具有相当实际的应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种性能试验冷却塔，尤其是一种用于换热模块性能试验的冷却塔。
背景技术
冷却塔性能的好坏，取决于冷却塔的填料特性、结构形式等因素，因此冷却塔试验是冷却塔设计、生产以及运行调节的基础，其中换热模块试验尤为关键。建设一个适用性较强的冷却塔性能试验台，对研究冷却塔的传热传质机理，以及开发新的塔型、新的换热模块、增强不同塔型冷却塔结构件间的通用性以及对同一塔型下形成系列产品都有十分重要的意义。目前的试验塔只适用于一种运行模式，例如开式逆流塔模式或闭式横流塔模式，同一种试验塔中目前尚无法进行多种模式的试验。
发明内容
本实用新型是要解决现有试验塔只适用于一种运行模式问题，提供一种多模式冷却塔换热模块性能试验塔。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种多模式冷却塔换热模块性能试验塔，由风机区、逆流换热模块区、横流换热模块区、逆流进风区、集水区构成。
其中，可调速的变频风机区置于逆流换热模块区的框架上面，逆流换热模块区的框架下面置有逆流进风区，逆流换热模块区和逆流进风区的右侧置有其高度与逆流换热模块区和逆流进风区叠加后的高度相等的横流换热模块区，逆流进风区和横流换热模块区下面装有带底座的集水盘构成的集水区，逆流换热模块区和逆流进风区之间用填料架分隔，并且填料架在垂直方向可平移。
逆流换热模块区内，紧挨风机区自上而下分别安装有收水器，布水管网和与布水管网相通的旋转布水器；横流换热模块区内，其上部设有池式配水槽，逆流换热模块区内的布水管网中有一路管子从池式配水槽的侧面通入，其出水口装有消能器。
本实用新型由于在试验塔框架结构中采用风机区、逆流换热模块区、横流换热模块区、逆流进风区、集水区五个区域，因此，它能在一种试验塔中完成多种模式的试验，尤其能完成换热模块试验，对研究冷却塔的传热传质机理，以及开发新的塔型、新的换热模块，特别是增强不同塔型冷却塔结构件间的通用性以及对同一塔型下形成系列产品有十分重要的意义。并且该试验塔具有结构紧凑，适用性强等特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型水系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示。试验塔框架结构分为五个区域，A、B、C、D和E，分别是风机区A、逆流换热模块区B、横流换热模块区C、逆流进风区D、集水区E。
其中，可调速的变频风机区A置于逆流换热模块区B的框架上面，逆流换热模块区B的框架下面置有逆流进风区D，逆流换热模块区B和逆流进风区D的右侧置有其高度与逆流换热模块区B和逆流进风区D叠加后的高度相等的横流换热模块区C，逆流进风区D和横流换热模块区C下面装有带底座的集水盘构成集水区E。逆流换热模块区(B)和逆流进风区(D)之间用填料架分隔，并且填料架在垂直方向可平移。
逆流换热模块区B内，紧挨风机区自上而下分别安装有收水器，布水管网和与布水管网相通的旋转布水器；横流换热模块区C内，其上部设有池式配水槽，逆流换热模块区内的布水管网中有一路管子从池式配水槽的侧面通入，其出水口装有消能器。
试验塔的围护结构采用折边槽钢和整体玻璃钢板，以方便拆装，其中B区的左侧玻璃钢板上，装有观察门，门关闭时有密封条压紧，以防止运行时漏风，影响气水比。
承重结构设计均采用“∏”形折边钢梁制作，这样既能达到强度要求，又能减轻重量，大大降低了设备成本。
风筒由玻璃钢制造，考虑到降低噪声，选用了机翼型玻璃钢轴流风机，采用变频调节，以方便调节试验工况，并对风机电机的接线闸进行防水密封，上油防腐等处理。叶轮通过固定在风筒上方的风机架倒悬于风筒中心，风筒再固定于B区框架的横梁上。由于试验段在室内，所以没有设置上部扩散筒，只在风筒上方设置了检修安全网。
集水盘设在试验段底部的E区，用玻璃钢整体制造。其中除了布置有被冷却工质管路和喷淋水管路外，还安装了由浮球阀控制的自动补水管，由手动阀控制的强制补水管，由高度控制的溢流管和在最低处的排污管。
配水系统根据试验模式不同，采用不同的形式。逆流圆塔模式选择旋转布水器。逆流方塔模式选择管网式配水，用单旋流喷嘴布水。对横流模式，选用孔板池式配水。由于试验段不大，没有加装喷嘴，而辅之于布水填料。喷淋水进水口设置闸阀，以调节配水池的水位，从而控制淋水密度。在配水池的喷淋水水管进口处有消能器，以使配水池水位平稳。
关于空气分配装置的布置，除圆塔模式外，在进风口安装百叶窗以引导空气均匀分布于冷却塔的整个截面上。在闭式横流模式试验时，还在进风口后和换热模块前的位置设置了布风填料，该填料除均风作用外，还有在风机停运情况下避免淋水从进风侧溅出的功能。
关于收水器布置，逆流模式时，收水器布置在风机与配水管网之间。而横流塔一般采用横向或者竖向排列的百叶板作为收水器，除了收水的目的以外，它在横流塔中还兼有导风的作用。但本设计中，除特殊要求，如横流填料自带收水功能，横流模式仍借用逆流模式的收水器。
为了顶部的检修方便，设置有爬梯。
本试验塔的喷淋水和循环水可用图2所示的管路，根据表1的方式(√为开，○为关)，通过泵和阀门的切换，运行于以下五种不同的模式：
表1泵与阀门的切换方式
| a | b | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
| 开式逆流圆塔模式 | √ | ○ | √ | ○ | ○ | ○ | √ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | √ | ○ |
| 开式逆流方塔模式 | √ | ○ | √ | ○ | ○ | ○ | √ | ○ | ○ | ○ | ○ | √ | √ | ○ | ○ |
| 开式横流塔模式 | √ | ○ | √ | ○ | ○ | ○ | √ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | √ |
| 闭式逆流方塔模式 | √ | √ | ○ | √ | √ | √ | ○ | √ | √ | ○ | ○ | √ | √ | ○ | ○ |
| 闭式横流塔模式 | √ | √ | ○ | √ | √ | √ | ○ | ○ | ○ | √ | √ | ○ | ○ | ○ | √ |
1、开式逆流圆塔模式
被试填料放置在B区，外侧用两个半圆柱形的玻璃钢外壳封闭。来自热源的热水从k点到旋转布水器，从n点所在水平面落下，自上而下经被试填料，落入集水盘。集水盘中的冷水从m点经过滤器由1点流回到热源。干冷空气从D区四周进入，自下而上经被试填料变为湿热空气，再经除水器除水，在A区抽出。
2、开式逆流方塔模式
被试填料放置在B区，B区的前后侧及左右侧均用玻璃钢板封闭。来自热源的热水从k点到配水管网，从喷头e点所在水平面喷洒到被试填料，自上而下经被试填料后落入集水盘。集水盘中的冷水从m点经过滤器由1点流回到热源。干冷空气从D区的进风口(进风口平行于纸面，即在前后侧，左右两侧则用玻璃钢板封闭)进入，自下而上经被试填料变为湿热空气，再经除水器除水，在A区抽出。
3、开式横流模式
被试填料放置在C区，除C区右侧外，C区的前后侧、B区和D区的前后两侧及左侧均用玻璃钢板封闭。C区的左侧与B区和D区的右侧相通，即B区和D区成为横流模式的风室。来自热源的热水从k点经配水管路，在f点通过消能器流入池式配水槽，从配水槽底部的小孔流出，经布水填料，再自上而下经过被试填料，而后落入集水盘。集水盘中的冷水从m点经过滤器由1点流回到热源。干冷空气从C区的右侧水平方向流经被试填料变为湿热空气，在风室中向上运动，再经除水器除水，在A区抽出。
4、闭式逆流模式
被试盘管安装在B区，集水管分别与d、c两点连接。B区的前后侧及左右侧均用玻璃钢板封闭。来自热源的热水从i点经循环水进水管路，在c点进入盘管。在盘管中自下而上流动，再从d点经循环水出水管路，在j点流回到热源。将k点和1点连接，集水盘中的喷淋水从m点经过滤器通过泵到配水管网，从喷头e点喷洒到被试盘管，自上而下经被试盘管后落入集水盘，构成喷淋水的独立循环。干冷空气从D区的进风口(进风口平行于纸面，即在前后侧，左右两侧则用玻璃钢板封闭)进入，自下而上经被试盘管变为湿热空气，经除水器除水，在A区抽出。
5、闭式横流模式
被试盘管或被试换热模块(盘管与填料的组合)安装在C区，盘管的集水管分别与b、a两点连接。除C区右侧外，C区的前后侧、B区和D区的前后两侧及左侧均用玻璃钢板封闭。C区的左侧与B区和D区的右侧相通，即B区和D区成为横流模式的风室。来自热源的热水从h点经循环水进水管路，在b点进入盘管。在盘管中自左而右流动，再从a点经循环水出水管路，在g点流回到热源。将k点和1点连接，集水盘中的喷淋水从m点经过滤器通过泵到配水管路，在f点通过消能器流入池式配水槽，从配水槽底部的小孔流出，经布水填料，再自上而下经过被试换热模块，而后落入集水盘，构成喷淋水的独立循环。干冷空气从C区的右侧水平方向流经被试换热模块变为湿热空气，在风室中向上运动，经除水器除水，在A区抽出。
本试验塔设置在室内，试验室屋顶设屋顶风机。
试验的环境温度和湿度要有专用的空调系统模拟。
热源用带调功器的电热水炉或者可控温小型油锅炉。热源与试验塔之间有阀门可控制流量。
测试仪器、测试点和测试方法遵循冷却塔试验规范，并对热源、水泵、风机等电器设备也均有电气测试，以进行热平衡。温度除常规布点外，在B、C区各留有50对热电偶，于必要时监控被试换热模块的温度分布。非电量测量及调频、调功等均采用计算机测控系统完成。
Claims (4)
1.一种多模式冷却塔换热模块性能试验塔，其特征在于，该试验塔由风机区(A)、逆流换热模块区(B)、横流换热模块区(C)、逆流进风区(D)、集水区构成(E)；
其中，可调速的变频风机区(A)置于逆流换热模块区(B)的框架上面，逆流换热模块区(B)的框架下面置有逆流进风区(D)，逆流换热模块区(B)和逆流进风区(D)的右侧置有其高度与逆流换热模块区(B)和逆流进风区(D)叠加后的高度相等的横流换热模块区(C)，逆流进风区(D)和横流换热模块区(C)下面置有带底座集水盘的集水区(E)，逆流换热模块区(B)和逆流进风区(D)之间用填料架分隔。
2.根据权利要求1所述的多模式冷却塔换热模块性能试验塔，其特征在于，所述逆流换热模块区(B)内，紧挨风机区自上而下分别安装有收水器，布水管网和与布水管网相通的旋转布水器。
3.根据权利要求1所述的多模式冷却塔换热模块性能试验塔，其特征在于，所述横流换热模块区(C)内，其上部设有池式配水槽。
4.根据权利要求1所述的多模式冷却塔换热模块性能试验塔，其特征在于，所述逆流换热模块区(B)内的布水管网中有一路管子从池式配水槽的侧面通入，其出水口装有消能器。
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