CN204574856U - 一种密闭式冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密闭式冷却塔，解决了现有密闭式冷却塔安装有聚氯乙烯填充料且换热效率低的问题。它包括塔体、喷淋系统、换热部件和风机，换热部件为冷却器，冷却器中具有若干彼此间隔且竖直设置的壳式换热单元，在相邻的换热单元外壁之间形成喷淋和气流通道，每一所述换热单元上设有至少一个进口和出口，所述换热单元中具有至少一组将进口和出口贯通的待冷却介质通道，所有换热单元上的所述进口彼此贯通并汇集后形成待冷却液介质进口，所有换热单元上的所述出口彼此贯通并汇集后形成冷却液介质出口。该实用新型简化了密闭式冷却塔的内部结构，提高了冷却效率。

Description

一种密闭式冷却塔

技术领域

该实用新型涉及密封式冷却塔领域，具体地说是一种板式结构的密封冷却塔。

背景技术

密闭式冷却塔是一种高效的冷却设备，主要利用水的蒸发潜热带走工艺流体的热量，完成对工艺流体的冷却，同时实现了冷却水的循环利用，目前已被广泛应用在制冷、化工、食品、注塑、冶金、纺织等行业。

现有的密闭式冷却塔通常采用聚氯乙烯填充料和换热盘管相结合的冷却方式，即工艺循环流体在换热盘管内流动同时外部循环水流经聚氯乙烯填充料降温，降温后的水与换热盘管接触传热从而对盘管内的水进行冷却。

密闭式冷却塔需要采用聚氯乙烯填充料来促进外部循环水的降温，聚氯乙烯的光和热稳定性差，长时间使用容易发生老化的现象，从而对设备的结构和性能造成一定的损害和影响。而且在聚氯乙烯填充料从原材料到成品生产制造过程中会产生污染环境的物质，不够环保。且目前市面上的聚氯乙烯填充料质量参差不齐，有些达不到国家标准不属于难燃产品，却仍被使用在冷却塔设备上，造成了火灾隐患。

由于现有的闭式冷却塔结构限制，需要满足聚氯乙烯填充料和换热盘管的使用安装需要，其尺寸做的较大，占用空间，而市场需要在保持冷却效果的情况下，尽量的减小体积。

另外，目前的闭式冷却塔基本都是玻璃钢制作的外壳，玻璃钢外壳具有一系列的缺点，需要改进。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种节能、高效、环保的密闭式冷却塔。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种密闭式冷却塔，包括塔体、喷淋系统、冷却器和风机，在塔体的顶部为安装风机的出风筒，下部四侧设有进风口，且在塔体的底部设有一个集水盘，在所述冷却器上侧的所述塔体内设置若干喷头，一水泵将集水盘中的水输送至喷头处并朝向冷却器喷洒，形成喷淋系统，其特征在于，所述冷却器中具有若干彼此间隔且竖直设置的壳式换热单元，在相邻的换热单元表面设有凹凸支撑点，使得相邻的换热单元之间形成均匀的间隙，所述换热单元由两个冲压而成的金属板沿边沿处进行压力焊接形成一体的，并在内部形成待冷却介质通道，每一所述换热单元上设有至少一个进口和出口，所述换热单元中具有至少一组将进口和出口贯通的待冷却介质通道，并在所述换热单元的外表面形成有利于水膜形成的凹凸纹路；所有换热单元上的所述进口彼此贯通并汇集后后形成待冷却介质进口，所有换热单元上的所述出口彼此贯通并汇集后形成冷却介质出口。

进一步地，所述冷却器包括两侧的支撑平板、中间的换热单元和设置在换热单元之间的垫圈，所述支撑平板上设置横梁连接孔，并在其中一个支撑平板上设置进口法兰管和出口法兰管，分别与进口和出口对应配合并贯通，且所述进口法兰管位于出口法兰管下侧；还在所述换热单元的四个转角处设有用于横梁穿过的紧固孔，四组横梁穿过横梁连接孔和紧固孔并将所述支撑平板、换热单元和垫圈拉紧固定成一体。

进一步地，所述冷却器包括两侧的支撑平板和中间的换热单元，两所述支撑平板之间设置四根横梁，并在其中一个支撑平板上设置进口法兰管和出口法兰管，分别与进口和出口对应配合并贯通，且所述进口法兰管位于出口法兰管下侧；每一所述换热单元通过焊接的方式固定与四根横梁进行焊接连接并形成一体。

进一步地，所述换热单元轮廓为方形、长方形、多边形、圆形中的一种，所述金属板为不锈钢薄板、铜合金薄板、铝合金薄板中的一种。

进一步地，所述塔体包括骨架、护板、顶板和底板，所述骨架是由镀锌型钢通过螺栓连接或/和焊接连接形成的，设置在骨架四周和上、下方位的所述护板、顶板、底板为镀锌类板为高锌板、镀铝锌板、镀镁铝锌板、镀铝镁锰锌板中的一种。

进一步地，在抽风口处设有防止内部水雾外溢的防溅板。

进一步地，在所述骨架与护板、底板和顶板结合部位之间使用丁基防水密封胶进行密封。

进一步地，所述换热单元在冷却塔中以单排、多排设置或者按照矩形阵列、圆形阵列设置。

进一步地，所述进口法兰管和出口法兰管设置为多个，并列设置。

进一步地，在所述换热单元的内部还设有用于支撑内部空隙的辅助凹凸支撑点，且所述凹凸支撑点、辅助凹凸支撑点和凹凸纹路是与金属板一体冲压形成的。

本实用新型的有益效果是：本密闭式冷却塔解决了现有密闭式冷却塔安装有聚氯乙烯填充料且换热效率低的问题，简化了密闭式冷却塔的内部结构，提高了冷却效率。而且该密闭式冷却塔所采用的冷却器强度高，可以满足具有2兆帕压力的介质的冷却要求，冷却塔内部循环水沿冷却器的外表面流动并成膜状流动，避免了冬季使用时冷却塔内部结冰对换热器造成损害，对设备的安全运行提供可靠的保障。

同时，优化了现有闭式塔的整体结构，简化了密闭式冷却塔的内部构造；增强了冷却效率，减小了设备占地面积，降低了耗电成本；不再使用污染环境的聚氯乙烯填充料，无火灾隐患，可靠环保。

同等体积的冷却塔，该冷却塔的冷却效率是普通盘管式密闭式冷却塔的5～8倍，是一种高效设备。且同样冷却能力的闭式冷却塔，板式密闭式冷却塔占地面积更小，耗电更低，是一种节能、节地设备。且该板式密闭式冷却塔设备不再使用聚氯乙烯填充料，环保节约，杜绝火灾隐患，是一种环保设备。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图2为冷却器的拆装示意图。

图3为冷却器的主视图。

图4为单个换热单元内的介质通道纹路。

图5为多个换热单元环形布置。

图6为多个换热单元矩形布置。

图7为换热单元中的进出口的结构样式。

图8为两个冷却器的串联使用示意图。

图9为凹凸支撑点和辅助凹凸支撑点在换热单元中的作用示意图。

图中：1塔体，11风机，12进风口，13集水盘，14喷头，15防溅板，

2冷却器，21待冷却介质通道，

22支撑平板，221横梁连接孔，222进口法兰管，223出口法兰管，

23换热单元，231金属板，232焊接部位，233进口，234出口，235紧固孔，236凹凸支撑点，237辅助凹凸支撑点，

24垫圈，3喷淋和气流通道，4横梁，a待冷却介质，b冷水。

具体实施方式

如图1至图7所示，

本实用新型的一个关键点和保护点在于采用镀铝锌板外壳的板式密闭式冷却塔，其中冷却塔外侧护板、顶板、底板和出风筒采用具有高耐腐蚀性的镀铝锌板进行制作，镀铝锌板耐腐蚀能力是普通镀锌板的6-8倍，在较严酷的环境下仍然能保持其钢板原貌，耐湿热性能是普通镀锌钢板的3倍左右，阻热性能强。同时具有独一无二的切断面涂层自愈防腐性能，加工性能稳定，有着优异的耐磨和耐刮痕性能，外观美观，寿命长。该型冷却塔外形美观、组合灵活、高效低耗、环保节能、检修简便、结构坚固、寿命长等特点，是冷却塔行业具有突破性的先进可靠产品。

上述的镀铝锌板只是其中一种形式，也可以采用高锌板、镀镁铝锌板、镀铝镁锰锌板等进行替换，均可达到上述同等的效果，均在本实用新型的保护范围之内。

当然也可以采用现有的玻璃钢材质的塔体。

本实用新型的另一个关键点和保护点在于取消了密闭式冷却塔的聚氯乙烯填充料，使全金属的冷却器作为冷却塔的核心部件。

如图1所示，本实用新型设备主要由塔体、集水盘、冷却器、水泵、喷淋管、风机等构件组成。

塔体1部分优先但是不限于采用上述的镀铝锌钢外壳结构。

为了提高闭式冷却塔的冷却效率，提高其使用寿命，并解决高压冷却中使用冷却塔的问题，本实用新型专门设计了一种冷却器2(如图4)，通过结构、成型和使用方式的改进，大大提高了塔内单位体积冷却器的有效换热面积，是普通闭式冷却塔的2至3倍，且配合换热单元表面的纹路设计，例如人字形的纹路设计，延长了待冷却介质的冷却路径，同时，使得循环水流经板束外表面的时候，可以与外侧冷水进行充分的热交换、冷交换，使得外部循环水的降温能力大大提高2至3倍，且无聚氯乙烯填充料的影响，通风阻力减小，通风效率提高2至3倍。并通过结构改进使其具备在介质通道中走2兆帕以上的待冷却介质，待冷却介质压力高，相应的冷热交换更快速。

在本实施例中，冷却器作为冷热交换的一个核心部件使用，冷却器包括两侧的支撑平板22、中间的换热单元23和设置在换热单元之间的垫圈24组成，上述的支撑平板22如图2和图4所示，采用耐腐蚀的镀锌钢板、合金钢板制作，在支撑钢板上设置横梁连接孔221，并在其中一个支撑平板上设置进口法兰管222和出口法兰管223，上下布置，一般情况下，进口法兰管位于下端，如图2中箭头表示待冷却介质的流动通道。

在本实施例中，设置了一个进口法兰管和一个出口法兰管，在考虑到换热单元做的比较宽的情况下，上述的进口法兰管和出口法兰管也可以设置为多个，并列设置，多个之间是一种并列的关系。

上述的换热单元23由两个冲压而成的金属板231焊接而成，例如，采用不锈钢薄板冲压形成若干连续有利于水膜形成的凹凸纹路，即人字形凹凸纹路。同时，在每一个不锈钢薄板冲压的过程中同时冲压出两个凹凸支撑点236和辅助凹凸支撑点237，如图9所示，其中待冷却介质a和冷水b分别在换热单元的内部和外部进行流动。其中的凹凸支撑点位于换热单元的外部，进行外部支撑，这样当待冷却介质为高压的状态时，可以形成一种有效的支撑，增加耐压性能。辅助凹凸支撑点位于换热单元的内部，进行内部支撑，使得内部的待冷却介质通道处于合理的间隙范围之内，并将两个金属板的边沿处进行压力焊接形成一体，焊接部位232绕开其上的进口233和出口234，其中进口233通过垫圈24与进口法兰管222对应配合，出口234与出口法兰管223对应配合。通过焊接形成的换热单元23的内部形成待冷却介质通道21，是待冷却介质流动的路径。在人字形凹凸纹路的作用下可以延长路径并形成湍流，增加冷热交换效果。在位于四个转角的用于横梁穿过的紧固孔235，其中紧固孔235最佳的样式如图2所示，为一个大于180度的缺口。这样在每个换热单元的内部形成若干个彼此独立的人字形待冷却介质通道，由于金属板采用薄板冲压而成，该介质通道的外侧，即换热单元的外表面也是突起的，这样在外侧的水流(来自于喷淋系统)自上而下的流动过程中，配合逆流的气流，容易在换热单元的外表面形成吸附效应，并使得外侧的冷却水以薄膜的形式快速通过，换热效果成倍增加。

在上述的介绍中，用于制作换热单元的冲压金属板231也可以采用合金板，例如铜合金薄板、铝合金薄板等进行冲压制作，满足薄壁、质轻、耐腐蚀、易清洁的特点即可，具有较高的强度，同时满足易于焊接成型的要求。

在换热单元的制作过程中，可以将进出口设计成交叉的样式，如图7所示，也就是说，最佳的一种方式，进口233和出口234是非连续的，在周向上呈断续的分布，形成多个微孔，形成有力的支持，并形成支撑筋。

上述的换热单元23之间彼此间隔设置，而非连续设置，这样在相邻的换热单元之间形成喷淋通道和气流通道3，如图3所示，其中，待冷却的介质在换热单元的内部流动，最佳的流动方向是自下而上，与外侧的冷却水流形成逆流的流动样式。

在上述的结构中，将两个相邻之间的换热单元进行有效隔开的是垫圈24，或者称之为垫片，其中垫圈优先采用橡胶垫圈，如图2中所示的环状体，使用部位为上下处的进出口以及横梁4处，这样形成隔开和密封的两种样式。

上述的实施例中，换热单元与支撑平板之间形成一种可以拆装的连接关系，作为本实施例中的一种变形，其中的各个换热单元之间也可以通过彼此焊接的方式形成一个整体，形成一种永久的固定形式。具体地，在两所述支撑平板22之间设置四根横梁4，并在其中一个支撑平板上设置进口法兰管222和出口法兰管223，分别与进口233和出口234对应配合并贯通，且所述进口法兰管222位于出口法兰管223下侧；每一所述换热单元通过焊接的方式固定与四根横梁4进行焊接连接并形成一体。即将拉紧压紧连接更换为焊接固定在横梁上，形成一种固定方式，同样在本实用新型的保护范围之内。

上述的换热单元中的待冷却介质通道21的样式多样，可以借鉴现有的冷却器中的换热片中的有关纹路设计，均可适用于本实用新型。

上述的换热单元的样式，可以制作成方形、长方形、多边形、圆形等样式，并制作横梁穿插孔，以及拉栓紧固孔等。

上述的换热单元23在冷却塔中可以单排、多排、串联(如图8)、并列组合设置，也可以按照矩形阵列设置，如图6，或者按照圆形阵列设置，如图5，形成多种不同的布置形式，均在本实用新型的保护范围之内。

上述的换热单元内部的待冷却介质通道21，也可以是彼此贯通的，即单个换热单元内部的人字形通道之间设置缺口，使得彼此贯通，这样在待冷却介质通过时，必然形成紊流效应，进一步地提高换热效果。

上述的凹凸支撑点236和辅助凹凸支撑点237不一定非得采用图9中所示的样式，也可采用其他的样式，如锥形支撑点，只要可以起到支撑的作用皆在本实用新型的保护范围之内。

由于冷却效率的提高，与普通的盘管式密闭式冷却塔相比，占地面积大大减小，约为普通管式密闭式冷却塔的1/2。

由于不再使用聚氯乙烯填充料，设备风阻减小，通风效率提高，在同样的冷却能力下有效的降低了风机的功率消耗，耗电更低。

为达到环保节约的目的，该闭式冷却塔不再使用聚氯乙烯填充料，杜绝了火灾隐患，既环保又节约。

如图8所示，上述的冷却器可以单独使用，也可串联使用，即进行上下布置，并使用管道进行连接，形成一个具有二级热交换性能的冷却器组件，容易推理的，可以适用于三级、四级等冷却场合中。

在塔体1的顶部为安装风机11的抽风口，下部四侧设有进风口12，且在塔体的底部设有一个集水盘13，在所述冷却器上侧的所述塔体内设置若干喷头14，一水泵将集水盘中的水输送至喷头处并朝向冷却器喷洒，形成喷淋系统。

上述的喷淋系统中，喷头14为有限采用三溅式ABS喷头。喷头材质ABS，单个喷头流量一般为1～2立方米每小时，根据播水盆内水位的高低，喷头流量有适当变化。喷头具有与布水管相连的承插式(直径48mm、直径60mm规格供选择)接口，承插接口采用钻尾丝固定，雾化喷头。

通过验证的方式，申请人发现通过降低喷淋压力，例如将水泵的压力调整为0.1米至1米水柱的压力后，可以有效的满足对于静音的要求。其中所述的0.1米至1米水柱压力是指，0.1米到1米的水柱产生的压力。这样就没有水流滴入集水盘的“哗哗”声，有效的解决了上述的问题。即将布水管中的压力设计为0.01至0.1公斤。

集水盘13的进水口设有一级过滤网，在所述布水管中设有二级过滤网，进一步地提高过滤性能。

进一步地，作为一种可选用的配置，在抽风口处设有防止内部的水雾外溢的防溅板15，如设计成百叶窗样式的防溅板。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应扩如本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种密闭式冷却塔，包括塔体、喷淋系统、冷却器和风机，在塔体(1)的顶部为安装风机(11)的出风筒，下部设有进风口(12)，且在塔体的底部设有一个集水盘(13)，在所述冷却器上侧的所述塔体内设置若干喷头(14)，一水泵将集水盘中的水输送至喷头处并朝向冷却器喷洒，形成喷淋系统，其特征在于，所述冷却器中具有若干彼此间隔且竖直设置的壳式换热单元(23)，在相邻的换热单元表面设有凹凸支撑点，使得相邻的换热单元之间形成均匀的间隙，所述换热单元(23)由两个冲压而成的金属板(231)沿边沿处进行压力焊接形成一体的，并在内部形成待冷却介质通道(21)，每一所述换热单元上设有至少一个进口和出口，所述换热单元中具有至少一组将进口和出口贯通的待冷却介质通道(21)，并在所述换热单元的外表面形成有利于水膜形成的凹凸纹路；所有换热单元上的所述进口(233)彼此贯通并汇集后后形成待冷却介质进口，所有换热单元上的所述出口(234)彼此贯通并汇集后形成冷却介质出口。

2.根据权利要求1所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，所述冷却器包括两侧的支撑平板(22)、中间的换热单元(23)和设置在换热单元之间的垫圈(24)，所述支撑平板(22)上设置横梁连接孔(221)，并在其中一个支撑平板上设置进口法兰管(222)和出口法兰管(223)，分别与进口(233)和出口(234)对应配合并贯通，且所述进口法兰管(222)位于出口法兰管(223)下侧；还在所述换热单元的四个转角处设有用于横梁穿过的紧固孔(235)，四组横梁(4)穿过横梁连接孔(221)和紧固孔(235)并将所述支撑平板、换热单元和垫圈拉紧固定成一体。

3.根据权利要求1所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，所述冷却器包括两侧的支撑平板(22)和中间的换热单元(23)，两所述支撑平板(22)之间 设置四根横梁(4)，并在其中一个支撑平板上设置进口法兰管(222)和出口法兰管(223)，分别与进口(233)和出口(234)对应配合并贯通，且所述进口法兰管(222)位于出口法兰管(223)下侧；每一所述换热单元通过焊接的方式固定与四根横梁(4)进行焊接连接并形成一体。

4.根据权利要求2或3所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，所述换热单元轮廓为方形、长方形、多边形、圆形中的一种，所述金属板(231)为不锈钢薄板、铜合金薄板、铝合金薄板中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，所述塔体包括骨架、护板、顶板和底板，所述骨架是由镀锌型钢通过螺栓连接或/和焊接连接形成的，设置在骨架四周和上、下方位的所述护板、顶板、底板为镀锌类板为高锌板、镀铝锌板、镀镁铝锌板、镀铝镁锰锌板中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，在抽风口处设有防止内部水雾外溢的防溅板(15)。

7.根据权利要求6所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，在所述骨架与护板、底板和顶板结合部位之间使用丁基防水密封胶进行密封。

8.根据权利要求1所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，所述换热单元(23)在冷却塔中以单排、多排设置或者按照矩形阵列、圆形阵列设置。

9.根据权利要求1所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，所述进口法兰管和出口法兰管设置为多个，并列设置。

10.根据权利要求1所述的一种密闭式冷却塔，其特征在于，在所述换热单元的内部还设有用于支撑内部空隙的辅助凹凸支撑点，且所述凹凸支撑点、辅助凹凸支撑点和凹凸纹路是与金属板(231)一体冲压形成的。