CN204555495U - 一种低能耗循环水冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能开式循环冷却系统，包括用于传输循环水的连接管道及沿循环水流方向依次通过连接管道连接的换热器、冷却塔及循环水泵，其特征在于：所述循环通过在连接管道上设置有水力平衡装置，本实用新型通过合理解决开式循环冷却水系统的水力平衡，可消除部分无效冷却流量、灵活适应生产要求，降低冷却泵能耗。

Description

一种低能耗循环水冷却系统

技术领域：

  本实用新型涉及一种能源技术领域改善冷却循环效率为基础的低能耗循环水冷却系统。

背景技术：

在工业水循环冷却系统，由于气候变暖等因素，实际环境干、湿球温度普遍高于冷却塔设计条件（如：干球温度32℃、湿球温度28℃），存在夏季冷却能力不足与生产工艺难以保障的问题。由于，冷却塔出水温度高，迫使循环冷却系统的循环流量与循环阻力增加、循环系统泵送能耗增大，尤其在大型冷却循环过程中，泵送能耗明显超过合理状态。

发明内容：

本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是为现有的循环能耗大与生产工艺难以保障，尤其是循环水冷却系统泵送能耗高等问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低能耗循环水冷却系统，包括连接管道，设置于管道上的换热器及循环水泵，所述换热器的出水端与循环水泵之间的管道上设有至少两个冷却塔，所述多个冷却塔之间相互串联、并联或串并联的方式连接。

进一步的，所述多个冷却塔之间相互并联时，多个冷却塔的进水端分别与换热器的出水管路相连接，所述多个冷却塔的进水端分别与换热器的出水管路相连接。

进一步的，所述多个冷却塔之间相互串联时，多个冷却塔包括首级冷却塔、中间冷却塔及末级冷却塔，所述首级冷却塔、中间冷却塔及末级冷却塔沿水流循环方向次第排布，所述首级冷却塔进水端与换热器出水端连通，首级冷却塔出水端与相邻中间冷却塔进水端连通，所述中间冷却塔出水端与相邻中间冷却塔进水端相连通，所述末级冷却塔进水端与相邻中间冷却塔出水端相连通，所述末级冷却塔出水端通过循环水泵与换热器进水端连通。

进一步的，所述冷却塔中至少有一个冷却塔逼近度≤4℃。

进一步的，所述循环水经首级冷却塔、中间冷却塔及末级冷却塔后，逼近度≤4℃。

与现有技术相比，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型安装方便，有效的降低了冷却塔的出水温度，在达到相同冷却效果条件下，可减少冷却水的循环流量，降低循环阻力，减少循环水泵功率。且在环境温度过高时，赋予冷却循环系统有更大的机动能力，可以优先满足核心工艺要求，实现稳产、高产。

附图说明：

图1是本实用新型一种低能耗循环水冷却系统与方法工艺流程图：冷却塔采用串联形式安装；

图2是本实用新型一种低能耗循环水冷却系统与方法工艺流程图：冷却塔采用部分串联形式安装；

图3是本实用新型一种低能耗循环水冷却系统与方法工艺流程图：冷却塔采用并联形式安装；

图4是本实用新型一种低能耗循环水冷却系统与方法工艺流程图：冷却塔采用串并联形式安装；

其中：1、换热器，2、控制阀门，3、低逼近温度冷却塔，4、通用冷却塔，5、循环水泵，6、管道。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-4所示，一种低能耗循环水冷却系统与方法，包括依次可使循环水连通的换热器1、控制阀门2、低逼近温度冷却塔3、通用冷却塔4、循环水泵5、以及连接管道6等。

换热器1的进水端与出水端之间的管道上设有至少两个冷却塔，所述多个冷却塔之间相互串联、并联或串并联的方式连接，本发明中逼近度是指经过冷却塔冷却后的水温与环境湿球温度的差值，降低冷却塔逼近度为部分循环水通过冷却塔后降低逼近度或全部循环水通过冷却塔后降低逼近度。

下述实施例中，以冷却塔逼近度≤4℃定义为低逼近温度冷却塔，而逼近度高于4℃的称为通用冷却塔。

实施案例一，如图1所示，在换热器1和通用冷却塔4之间设置了低逼近温度冷却塔3，通用冷却塔4与低逼近温度冷却塔3采用串联形式安装。

实施案例二，如图2所示，在换热器1和通用冷却塔4之间设置了低逼近温度冷却塔3，部分通用冷却塔4与低逼近温度冷却塔3串联安装，即低逼近温度冷却塔3与通用冷却塔4部分串联安装。

实施案例一、二中，低逼近温度冷却塔3与通用冷却塔4采用串联（或部分串联）形式安装时，由于高温冷却水全部（或部分）经过低逼近温度冷却塔3，显著减少了通用冷却塔4散热负荷与增加了冷却水与冷却空气之间的气、液比，因此最终冷却塔出水温度得以降低。根据冷却水换热量计算公式：Q热=Q流量×Δt℃×水的比热。在相同换热量时，降低冷却塔出水温度（即增加了Δt）可以减少循环流量，同时降低了循环阻力，达到减少循环水泵功率目的。以循环温差为10℃的冷却系统为例：如降低冷却塔出水温度2℃，则可以减少约15%循环流量、约10%循环阻力，循环水泵节能超过25%，扣除新增的低逼近温度冷却塔额外消耗的风机用电，有效节能一般超过15%。从理论验算与实践经验看，当循环冷却水单位流量能耗达到120w/m³/h以上时，即能获得理想的投资经济性。降低冷却塔出水温度的另一个好处是，在环境温度过高时，赋予冷却循环系统有更大的机动能力，可以优先满足核心工艺要求，实现稳产、高产。

实施案例三，如图3所示，在换热器1和循环水泵5之间设置了低逼近温度冷却塔3，低逼近温度冷却塔3与通用冷却塔4并联安装。

实施案例四，如图4所示，在换热器1和循环水泵5之间设置了多个低逼近温度冷却塔3，部分低逼近温度冷却塔3通用冷却塔4并联安装，部分低逼近温度冷却塔3与通用冷却塔4串联安装，即低逼近温度冷却塔3与通用冷却塔4串并联形式安装。

实施案例三，四中，低逼近温度冷却塔3与通用冷却塔采4用并联或串并联的方式连接形式安装时，由于冷却水被低逼近温度冷却塔3分流，通用冷却塔的低淋水密度降低、气液比提高，散热效果也会得到提高，因此最终冷却塔出水温度得以降低。根据上述串联（或部分串联）安装形式相同技术原理，可以实现同样目标。

上述实施案例中，连接管道6为组成循环冷却系统的水流通道，含必要的软接头、阀门、仪表、远程自动控制等装置，图例未显示。

本实用新型可为已建成项目提供节能改造，也可以为新建项目提供节能设计，适用工业与中央空调水循环冷却系统。

本实用新型中，降低冷却塔逼近度的方法，可用于满足冷却要求高的独立系统，即采用分区冷却。

本实用新型安装的具体形式应结合通用冷却塔与换热器的进水高度、循环系统温差、现场条件、投资经济性等综合评定。采用本发明后，通用冷却塔风机宜采用变速或变风量（如：采用变频装置或变极电动机、调节风叶角度等）措施，以平衡冷却效果与冷却塔风机能耗。

    以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种低能耗循环水冷却系统，其特征在于，包括连接管道，设置于管道上的换热器及循环水泵，所述换热器的出水端与循环水泵之间的管道上设有至少两个冷却塔，多个所述冷却塔之间相互串联、并联或串并联的方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗循环水冷却系统，所述多个冷却塔之间相互并联时，多个冷却塔的进水端分别与换热器的出水管路相连接，所述多个冷却塔的进水端分别与换热器的出水管路相连接。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗循环水冷却系统，所述多个冷却塔之间相互串联时，多个冷却塔包括首级冷却塔、中间冷却塔及末级冷却塔，所述首级冷却塔、中间冷却塔及末级冷却塔沿水流循环方向次第排布，所述首级冷却塔进水端与换热器出水端连通，首级冷却塔出水端与相邻中间冷却塔进水端连通，所述中间冷却塔出水端与相邻中间冷却塔进水端相连通，所述末级冷却塔进水端与相邻中间冷却塔出水端相连通，所述末级冷却塔出水端通过循环水泵与换热器进水端连通。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗循环水冷却系统，所述冷却塔中至少有一个冷却塔逼近度≤4℃。

5.根据权利要求3所述的一种低能耗循环水冷却系统，所述循环水经首级冷却塔、中间冷却塔及末级冷却塔后，逼近度≤4℃。