CN206310950U - 利用太阳能强化空气流动的冷却塔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用太阳能强化空气流动的冷却塔,冷却塔呈双曲线型,塔底端的四周设有太阳能集热器,集热器内部为空腔,外部呈圆形。太阳能集热器由透明盖板和地面组成。透明盖板呈圆形。布置在冷却塔底部,距离地面有一定的高度。翅片管换热器垂直布置在集热器外边缘四周,换热器流体侧通过管路接有凝汽器以及循环泵。空气从外部经翅片管换热器进入太阳能集热器,被太阳能集热器加热后从冷却塔顶部排出。外部空气通过翅片管换热器和太阳能集热器后,温度升高,增大塔内与外部空气的温度差,提高冷却塔内空气的浮升力强化空气对流。本实用新型为提高发电厂冷却塔的利用率提供了一个新方案,同时也为冷却系统的节水节能提供了新技术。
Description
技术领域
本实用新型太阳能利用技术,具体涉及一种利用太阳能强化冷却塔内空气流动的装置。
背景技术
冷却塔是能源转换系统中的冷却设备之一,其性能对发电效率和资源节约具有十分重要的意义。湿式冷却塔冷却效率较高,但是其耗水量巨大,在干旱缺水地区应用受到较大限制。机械通风冷却塔通过电机驱动风机对循环水进行冷却,必然会大幅增加耗电量。自然通风空冷塔虽然没有额外电力消耗,但其冷却效率偏低,受环境温度、环境侧风影响较大,尤其是在日间环境温度较高时,其冷却效果会更差。因此,本实用新型提出了一种太阳能增强型冷却塔,利用太阳能集热器加大流经换热器的空气流量,提高自然通风空冷塔的效率。可以保证整个发电系统的发电效率,具有节能节水的效益。
发明内容
本实用新型的目的是:提供一种利用太阳能强化空气流动的冷却塔,以解决自然通风冷却塔因环境温度升高而冷却效率降低的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:利用太阳能强化空气流动的冷却塔包括:冷却塔、太阳能集热器、翅片管换热器、凝汽器、循环泵等。冷却塔呈双曲线型,塔底端的四周设有太阳能集热器,太阳能集热器内部为空腔外部呈圆形。太阳能集热器由透明盖板和地面组成。透明盖板呈圆形,布置在冷却塔底部,高于地面。太阳能集热器外边缘四周垂直设有翅片管换热器,翅片管换热器流体侧通过管路接有凝汽器以及循环泵。空气从外部经翅片管换热器进入太阳能集热器,被太阳能集热器加热后从冷却塔顶部排出。
本实用新型的原理是,冷却水进入冷却塔的换热器内,与周围空气进行表面式换热,将热量传递给空气,降低冷却水的温度,同时空气的温度也有所提高。冷却后的水返回至凝汽器内,而被加热的空气则进入到太阳能集热器下方,在温室内继续被加热。空气被加热后,密度降低,而塔外空气密度较大,形成了较大的密度差,提高了空气上升的驱动力,导致通过换热器的空气流量增加,强化空气对流,最终达到提高冷却塔效率的目的。
本实用新型的特点以及有益效果是:在自然通风冷却塔的基础上,增加了太阳能集热器,通过收集太阳能辐射能,进一步增大通过翅片管换热器后空气的温度。通过增大冷却塔内外的空气温差以及提高空气的浮升力,从而增加通过冷却塔的空气流量,以提高冷却塔的冷却效率。特别是在夏季高温时,通过增强空气扰动和增大风量,弥补环境温度过高对冷却塔效率的影响。本实用新型为提高发电厂冷却塔的利用率提供了一个新方案,同时也为冷却系统的节水节能提供了新技术。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理与结构简图。
图2是本实用新型冷却塔外部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步的说明,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的技术特征进行更为清楚的界定。
如图1所示。利用太阳能强化空气流动的冷却塔,其技术结构是:冷却塔1呈双曲线型,塔底端的四周设有太阳能集热器2,太阳能集热器内部为空腔外部呈圆形,太阳能集热器由透明盖板2-1和地面2-2组成,透明盖板呈圆形布置在冷却塔底部,高于地面。翅片管换热器3垂直布置在集热器外边缘四周,翅片管换热器流体侧通过管路接有循环泵4和凝汽器5。空气从外部经翅片管换热器进入太阳能集热器,被太阳能集热器加热后从冷却塔顶部排出。
太阳能集热器的上表面采用涂有光谱选择性涂层的透明盖板2-1,太阳能集热器底部为地面2-2。翅片管换热器垂直布置(如图2),翅片管换热器高度与太阳能集热器高度相等。
透明盖板与地面之间的高度设计与冷却塔底部的直径及高度相关,同时也与地区气象条件相关。
冷却塔塔体采用双曲线形状,由钢筋混凝土制成。太阳能集热器位于塔体下方并与塔体相连,透明盖板采用对短波辐射有较高穿透比的玻璃板。太阳光照射到集热器表面,大部分短波可以穿过玻璃板,照射到太阳能集热器底部,可以有效地阻碍地面发出的长波辐射,从而加热集热器下的空气,形成温室效应。翅片管型换热器垂直布置在集热器外边缘四周,与进风口相邻,通过与环境中的空气交换热量冷却被冷却介质;吸收太阳辐射转化为热量加热流过换热器后的空气,使空气流速增大,增大空气流量。空气被太阳能集热器加热,从冷却塔顶部排出,增大了冷却塔内外空气温差,提高空气的浮升力。
翅片管换热器流体侧的水经冷却后,通过循环水泵送入凝汽器,在凝汽器内与从汽轮器排出乏汽进行换热,将乏汽冷凝成水。
透明盖板与地面组成的太阳能集热器,相当于一个温室,空气进入后被辐射能加热。透明盖板可以采用具有光谱选择性透射的玻璃平板。翅片管换热器呈环形状围绕在太阳能集热器的外围,透明盖板在覆盖住翅片管换热器的同时,要在透明盖板上表面设有遮阳材料,用来遮挡太阳辐射对翅片管换热器的加热作用。
利用太阳能强化空气流动的冷却塔非常适用于我国干旱缺水地区,可以新建,也可在常规自然通风空冷塔基础上进行改造。利用太阳能辐射,使冷却塔冷却效率明显高于常规自然通风空冷塔。
Claims (3)
1.利用太阳能强化空气流动的冷却塔,包括:冷却塔、太阳能集热器、翅片管换热器、凝汽器、以及循环泵,其特征在于:冷却塔(1)呈双曲线型,塔底端的四周设有太阳能集热器(2),太阳能集热器内部为空腔外部呈圆形,太阳能集热器由透明盖板(2-1)和地面(2-2)组成,透明盖板呈圆形布置在冷却塔底部,高于地面,翅片管换热器(3)垂直布置在集热器外边缘四周,翅片管换热器流体侧通过管路接有循环泵(4)和凝汽器(5),空气从外部经翅片管换热器进入太阳能集热器,被太阳能集热器加热后从冷却塔顶部排出。
2.根据权利要求1所述利用太阳能强化空气流动的冷却塔,其特征在于:所述太阳能集热器的上表面采用涂有光谱选择性涂层的透明盖板(2-1),太阳能集热器底部为地面(2-2)。
3.根据权利要求1所述利用太阳能强化空气流动的冷却塔,其特征在于:所述翅片管换热器为垂直布置,翅片管换热器高度与所述太阳能集热器高度相等。
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CN108731504A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-02 | 山东大学 | 一种利用太阳能强化换热的自然通风空冷塔及工作方法 |
CN112710164A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-04-27 | 唐伟明 | 光伏发电与机械通风冷却塔结合的节能增效方法和装置 |
CN115959810A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-14 | 华北电力大学(保定) | 一种间接空冷自然通风逆流冷却塔干燥城市污泥装置 |
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