CN203364297U - 一种横流型热源塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种横流型热源塔装置，包括热源塔塔体、设置在热源塔塔体中的空气流动回路和溶液流动回路，空气流动回路包括设置在热源塔塔体顶部的出风口、设置在热源塔塔体中部两侧的进风口、对称设置在热源塔塔体内部两侧正对进风口的填料、从下至上依次设置在出风口下方的防漂液装置、变速风机和自开式防雨装置。溶液流动回路包括设置在填料上方位于热源塔本体内部的布液系统、填料和位于热源塔塔体底部的集液池，集液池位于填料的下方，集液池底部设置有热源塔溶液出口。本实用新型可防止雨水进入热源塔稀释溶液，减少溶液漂液造成的溶液质量损失，实现热源塔能够高效、稳定运行。

Description

一种横流型热源塔装置

技术领域

本实用新型属于制冷空调系统设计和制造技术领域，涉及一种针对热源塔热泵机组实际运行特点及要求提出的横流型热源塔装置。

背景技术

目前，我国建筑冷热源普遍采用的方案主要有水冷冷水机组加锅炉系统，空气源热泵系统，地源热泵系统等。水冷冷水机组加锅炉系统在冬季利用锅炉供暖，一次能源利用效率较低，存在环境污染问题，同时水冷冷水机组冬季被闲置，设备初投资较大、利用率不高。空气源热泵既可用于夏季供冷，也可用于冬季供暖。空气源热泵在夏季供冷时，因采用空气冷却，性能系数远小于水冷冷水机组，同时空气源热泵在冬季制热运行时，存在机组翅片管蒸发器表面结霜的问题，导致蒸发器的换热恶化，降低热泵系统的性能系数，甚至热泵不能正常运行。地源热泵是一种高效绿色的建筑冷热源方案，但其受地理环境和地质条件约束较大，因其对埋管数量的要求而难以在城市中大面积推广应用。

热源塔热泵系统能够通过一套机组同时解决建筑物夏季供冷、冬季供热的需求，相比利用水冷冷水机组加锅炉系统，其设备初投资更小、设备利用率更高。热源塔热泵系统冬季供热时利用溶液在热源塔内与空气进行热质交换，从空气中取热作为热泵的低位热源，从根本上避免了空气源热泵冬季运行时翅片管蒸发器的结霜问题；夏季供冷时热源塔热泵系统为水冷冷水机组形式，其运行效率高于等同工况下空气源热泵系统的运行效率。可见，热源塔热泵系统相比空气源热泵系统，在冬夏两季工况下的应用都有优势。相比地源热泵系统，热源塔热泵系统的初投资更小。热源塔因兼顾冬夏季制冷制热运行，相比冷却塔具有它自身的特点，热源塔在冬季和夏季运行时，进入热源塔内的流体流量不同，夏季热源塔流量约为冬季的3～4倍。热源塔热泵冬季制热运行时，遇到雨水天气，雨水会从出风口进入热源塔，使得溶液变稀，降低溶液冰点，影响热泵系统的性能和安全可靠运行。

因此，如何解决热源塔在冬夏季大流量变化工况下，塔内的水力平衡、流体布液均匀，实现冬夏双高效，同时冬季防止雨水进入，造成溶液被稀释等问题，设计出一种新型高效的热源塔成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供一种可解决雨水进入热源塔稀释溶液，冬夏两季热源塔内流体流量不同所导致的布液不均等问题，减少溶液漂液造成的溶液质量损失的横流型热源塔装置。       

技术方案：本实用新型的横流型热源塔装置，包括热源塔塔体、设置在热源塔塔体中的空气流动回路和溶液流动回路，空气流动回路包括设置在热源塔塔体顶部的出风口、设置在热源塔塔体中部两侧的进风口、对称设置在热源塔塔体内部两侧正对进风口的填料、从下至上依次设置在出风口下方的防漂液装置、变速风机和自开式防雨装置。溶液流动回路包括设置在填料上方位于热源塔本体内部的布液系统、填料和位于热源塔塔体底部的集液池，集液池位于填料的下方，集液池底部设置有热源塔溶液出口。

自开式防雨装置包括内支撑装置、外支撑装置和弧形风阀叶片，弧形风阀叶片上设置有叶片旋转轴，内支撑装置安装在热源塔出风口的中心位置，圆环状的外支撑装置安装在热源塔出风口上，叶片旋转轴的上端与内支撑装置连接，下端与外支撑装置的上部边缘连接，弧形风阀叶片安装在叶片旋转轴上，多个弧形风阀叶片沿外支撑装置上部边缘依次叠放设置，组成一个略大于出风口的圆锥形风阀，弧形风阀叶片闭合时，正好覆盖至前一片弧形风阀叶片的叶片旋转轴。

布液系统包括并排设置的第一布液盆和第二布液盆，第一布液盆和第二布液盆的底部均设置有平入口喷头和高入口喷头。

本实用新型中，进风口处设置有环境温度传感器和环境湿度传感器，热源塔溶液出口处设置有温度传感器。

本实用新型中，变速风机为三速风机或变频风机。

本实用新型中，自开式防雨装置为与变速风机同步开闭的无动力风阀。

本实用新型中，平入口喷头的进水口与第一布液盆和第二布液盆底部平齐，高入口喷头的进水口高于第一布液盆和第二布液盆的底部，具体高出的高度由冬季与夏季的流量差别决定。

本实用新型的具体方法是：当热源塔夏季运行时，热源塔运行大流量模式，此时进入热源塔的流体是水，空气流动回路中，空气从热源塔进风口进入热源塔塔体后，进入填料中，与填料中的水进行传热传质，空气从填料中出来后进入防漂液装置，将空气中携带的小液滴去除，从防漂液装置出来后，空气被变速风机吸入、加压后从自开式防雨装置流出热源塔塔体（此时自开式风阀打开，具体原理见下文）。溶液流动回路中，当水从热源塔溶液进口进入热源塔塔体时，水被分成两路，分别进入第一布液盆和第二布液盆，此时第一布液盘和第二布液盆中的液位都超过高入口喷头的入水口高度，水将从平入口喷头和高入口喷头同时流入热源塔塔体内，以大流量均匀布撒在填料上，流入填料的水与空气进行换热，部分水分蒸发，其余水温度降低后落入集液槽，最终从热源塔溶液出口流出。

当热源塔冬季运行时，热源塔运行小流量模式，此时进入热源塔的流体是溶液，空气流动回路中，空气从热源塔进风口进入热源塔塔体后，进入填料中，与填料中的溶液进行传热传质，空气温度降低，空气从填料中出来后进入防漂液装置，将空气中携带的小液滴去除，从防漂液装置出来后，空气被变速风机吸入、加压后从自开式防雨装置流出热源塔塔体（此时自开式风阀打开，具体原理见下文）。溶液流动回路中，当溶液从热源塔溶液进口进入热源塔塔体时，溶液被分成两路，分别进入第一布液盆和第二布液盆，此时第一布液盘和第二布液盆中的液位都低于高入口喷头的入水口高度，水将只从平入口喷头流入热源塔塔体内，以小流量均匀布撒在填料上，流入填料的溶液与空气进行换热，溶液温度升高后落入集液槽，最终从热源塔溶液出口流出。

遇到下雨天气，热源塔不工作时，变速风机不运行，自开式防雨装置将关闭，由于完整的风阀为圆锥形，雨水落到风阀上面时，弧形风阀叶片之间因为弧形风阀叶片上带有凸起的圆弧结构覆盖在相邻弧形风阀叶片的旋转轴上，雨水将只能沿着风阀叶片滑下，而不会通过相邻两片风阀叶片的接缝流入热源塔，从而防止雨水从热源塔出风口落入热源塔塔体中。当热源塔工作时，变速风机开启，风力作用在弧形风阀叶片上，根据力矩原理，弧形风阀叶片将绕着旋转轴向上自动打开，形成出风通道，变速风机停止工作时，弧形风阀叶片在自身重力的作用下又会自动回落，恢复关闭状态。从而实现在热源塔非工作状态下防止雨水进入热源塔稀释溶液，减少溶液的再生需求。

在热源塔进风口装有环境温度传感器测量环境温度、环境湿度传感器测量环境湿度，在热源塔溶液出口装有温度传感器测量热源塔溶液出口温度。变速风机为三速风机，有高、中、低三种不同转速，可根据环境的干球温度、湿球温度和热源塔出口溶液温度进行调节，当热源塔的出口溶液温度与空气干球温度、湿球温度差值小于设定值时，变速风机将降低转速，风速由高调低，反之相反。

 布液系统中第一布液盆和第二布液盆中都装有平入口喷头和高入口喷头，因平入口喷头的进水口与第一布液盆和第二布液盆底部平齐，而高入口喷头的进水口高于第一布液盆和第二布液盆的底部，热源塔夏热和冬季运行时的液体流量不同，将在布液盆中形成不同的积水深度，从而实现夏季时平入口喷头和高入口喷头都工作进行大流量布液，而冬季时只有平入口喷头工作，实现小流量布液，从而实现热源塔在冬季和夏季的运行在大差别的流量时都能实现均匀布液，正常工作。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：      

本实用新型提出的具有多功能的横流式热源塔装置，可防止雨水进入热源塔稀释溶液，解决冬夏两季进入热源塔的流体流量不同导致的布液不均问题，同时可减少溶液漂液造成的溶液质量损失，实现热源塔能够高效、稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1的A-A主视图。

图4是自开式防雨装置关闭状态主视图。

图5是自开式防雨装置关闭状态俯视图。

图6是自开式防雨装置打开状态主视图。

图7是自开式防雨装置打开状态俯视图。

图中有：上支撑装置1；下支撑装置2；弧形风阀叶片3；叶片旋转轴31；变速风机4；第一布液盆5；第二布液盆6；平入口喷头7；高入口喷头8；防漂液装置9；填料10；集液槽11；热源塔塔体12；环境温度传感器13；环境湿度传感器14；溶液出口温度传感器15。

具体实施方式

结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式：本实用新型横流型热源塔装置包括空气流动回路和溶液流动回路，具体的连接方法是：空气流动回路中设有热源塔塔体12、设置在热源塔塔体12顶部的出风口、设置在热源塔塔体12中部两侧的进风口、设置在热源塔塔体12内部两侧的位于集液槽11上方的填料10、从下至上依次设置在所述出风口下方的防漂液装置9、变速风机4和自开式防雨装置，填料10正对进风口设置。

自开式防雨装置包括内支撑装置1、外支撑装置2和弧形风阀叶片3，弧形风阀叶片3上设置有叶片旋转轴31，内支撑装置1安装在热源塔出风口的中心位置，圆环状的外支撑装置2安装在热源塔出风口上，叶片旋转轴31的上端与内支撑装置1连接，下端与外支撑装置2的上部边缘连接，弧形风阀叶片3安装在叶片旋转轴31上，多个弧形风阀叶片3沿外支撑装置2上部边缘依次叠放设置，组成一个略大于出风口的圆锥形风阀，弧形风阀叶片3闭合时，正好覆盖至前一片弧形风阀叶片3的叶片旋转轴31。

溶液流动回路中设有热源塔塔体12、位于热源塔塔体12底部的集液槽11、设置在热源塔塔体12内部两侧的位于集液槽11上方的填料10、设置在填料10上方位于热源塔塔体12内部的布液系统、填料10正对进风口设置，集液槽11底部设置有热源塔溶液出口处。

布液系统包括设置在填料10正上方的第一布液盆5和第二布液盆6、设置在第一布液盆5和第二布液盆6底部的平入口喷头7和高入口喷头8，平入口喷头7的进水口与第一布液盆5和第二布液盆6底部平齐，高入口喷头8的进水口高于第一布液盆5和第二布液盆6的底部。

在热源塔进风口装有环境温度传感器13、环境湿度传感器14测量环境湿度，在热源塔溶液出口处装有温度传感器15。

当热源塔夏季运行时，热源塔运行大流量模式，此时进入热源塔的流体是水，空气流动回路中，空气从热源塔进风口进入热源塔塔体12后，进入填料10中，与填料10中的水进行传热传质，空气从填料10中出来后进入防漂液装置9，将空气中携带的小液滴去除，从防漂液装置9出来后，空气被变速风机4吸入、加压后从自开式防雨装置流出热源塔塔体12。溶液流动回路中，当水从热源塔溶液进口进入热源塔塔体12时，水被分成两路，分别进入第一布液盆5和第二布液盆6，此时第一布液盘5和第二布液盆6中的液位都超过高入口喷头8的入水口高度，水将从平入口喷头7和高入口喷头8同时流入热源塔塔体12内，以大流量均匀布撒在填料10上，流入填料10的水与空气进行换热，部分水分蒸发，其余水温度降低后落入集液槽11，最终从热源塔溶液出口流出。

当热源塔冬季运行时，热源塔运行小流量模式，此时进入热源塔的流体是溶液，空气流动回路中，空气从热源塔进风口进入热源塔塔体12后，进入填料10中，与填料10中的溶液进行传热传质，空气温度降低，空气从填料10中出来后进入防漂液装置9，将空气中携带的小液滴去除，从防漂液装置9出来后，空气被变速风机4吸入、加压后从自开式防雨装置流出热源塔塔体12。溶液流动回路中，当溶液从热源塔溶液进口进入热源塔塔体12时，溶液被分成两路，分别进入第一布液盆5和第二布液盆6，此时第一布液盆5和第二布液盆6中的液位都低于高入口喷头8的入水口高度，水将只从平入口喷头7流入热源塔塔体12内，以小流量均匀布撒在填料10上，流入填料10的溶液与空气进行换热，溶液温度升高后落入集液槽11，最终从热源塔溶液出口流出。 

遇到下雨天气，热源塔不工作时，变速风机4不运行，自开式防雨装置将关闭，由于完整的风阀为圆锥形，雨水落到风阀上面时，弧形风阀叶片3之间因为弧形风阀叶片3上带有凸起的圆弧结构覆盖在相邻弧形风阀叶片3的旋转轴上，雨水将只能沿着风阀叶片滑下，而不会通过相邻两片风阀叶片的接缝流入热源塔，从而防止雨水从热源塔出风口落入热源塔塔体12中。当热源塔工作时，变速风机4开启，风力作用在弧形风阀叶片3上，根据力矩原理，弧形风阀叶片3将绕着旋转轴31向上自动打开，形成出风通道，变速风机4停止工作时，弧形风阀叶片3在自身重力的作用下又会自动回落，恢复关闭状态。从而实现在热源塔非工作状态下防止雨水进入热源塔稀释溶液，减少溶液的再生需求。

在热源塔进风口装有环境温度传感器13测量环境温度、环境湿度传感器14测量环境湿度，在热源塔溶液出口装有温度传感器15测量热源塔溶液出口温度。变速风机4为三速风机，有高、中、低三种不同转速，可根据环境的干球温度、湿球温度和热源塔出口溶液温度进行调节，当热源塔的出口溶液温度与空气干球温度、湿球温度差值小于设定值时，变速风机4将降低转速，风速由高调低，反之相反。

布液系统中第一布液盆5和第二布液盆6中都装有平入口喷头7和高入口喷头8，因平入口喷头7的进水口与第一布液盆5和第二布液盆6底部平齐，而高入口喷头8的进水口高于第一布液盆5和第二布液盆6的底部，热源塔夏热和冬季运行时的液体流量不同，将在布液盆中形成不同的积水深度，从而实现夏季时平入口喷头7和高入口喷头8都工作进行大流量布液，而冬季时只有平入口喷头7工作，实现小流量布液，从而实现热源塔在冬季和夏季的运行在大差别的流量时都能实现均匀布液，正常工作。

Claims (5)

1.一种横流型热源塔装置，其特征在于，该装置包括热源塔塔体（12）、设置在所述热源塔塔体（12）中的空气流动回路和溶液流动回路，所述空气流动回路包括设置在热源塔塔体（12）顶部的出风口、设置在热源塔塔体（12）中部两侧的进风口、对称设置在热源塔塔体（12）内部两侧正对进风口的填料（10）、从下至上依次设置在所述出风口下方的防漂液装置（9）、变速风机（4）和自开式防雨装置，所述溶液流动回路包括设置在所述填料（10）上方位于热源塔本体内部的布液系统、填料（10）和位于热源塔塔体（12）底部的集液池（11），所述集液池（11）位于填料（10）的下方，集液池（11）底部设置有热源塔溶液出口；

所述自开式防雨装置包括内支撑装置（1）、外支撑装置（2）和弧形风阀叶片（3），所述弧形风阀叶片（3）上设置有叶片旋转轴（31），所述内支撑装置（1）安装在热源塔出风口的中心位置，圆环状的外支撑装置（2）安装在热源塔出风口上，所述叶片旋转轴（31）的上端与内支撑装置（1）连接，下端与外支撑装置（2）的上部边缘连接，所述弧形风阀叶片（3）安装在叶片旋转轴（31）上，多个弧形风阀叶片（3）沿外支撑装置（2）上部边缘依次叠放设置，组成一个略大于出风口的圆锥形风阀，弧形风阀叶片（3）闭合时，正好覆盖至前一片弧形风阀叶片（3）的叶片旋转轴（31）；

所述布液系统包括并排设置的第一布液盆（5）和第二布液盆（6），所述第一布液盆（5）和第二布液盆（6）的底部均设置有平入口喷头（7）和高入口喷头（8）。

2.根据权利要求1所述的横流型热源塔装置，其特征在于，所述进风口处设置有环境温度传感器（13）和环境湿度传感器（14），所述热源塔溶液出口处设置有温度传感器（15）。

3.根据权利要求1或2所述的横流型热源塔装置，其特征在于，所述变速风机（4）为三速风机或变频风机。

4.根据权利要求1或2所述的横流型热源塔装置，其特征在于，所述自开式防雨装置为与变速风机（4）同步开闭的无动力风阀。

5.根据权利要求1或2所述的横流型热源塔装置，其特征在于，所述平入口喷头（7）的进水口与第一布液盆（5）和第二布液盆（6）底部平齐，所述高入口喷头（8）的进水口高于第一布液盆（5）和第二布液盆（6）的底部，具体高出的高度由冬季与夏季的流量差别决定。

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