CN206310982U - 带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔 - Google Patents

带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔 Download PDF

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朱家玲
吕心力
辛光磊
王秋环
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Abstract

本实用新型公开了一种带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔,冷却塔呈双曲线型,塔的顶部设有风机,冷却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。空气与翅片管换热器换热后,在流经太阳能集热器过程中,进一步被太阳辐射加热,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。如果通过集热器增加空气扰动不能保证冷却时,开启风机,以此进一步提高塔内的空气流量,进而提高空冷塔的效率。

Description

带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔
技术领域
[0001]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
[0002]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风机 辅助的太阳能增强型冷却塔,利用太阳能集热器和辅助风机系统,提高自然通风空冷塔的 效率。特别是在风速小、高温天气开启风机,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
[0003]本实用新型的目的是:提供一种风机辅助的太阳能增强型冷却塔,以解决自然通 风冷却塔受环境温度、风力影响而冷却效率低的问题。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:带有风机辅助的太阳能增 强型冷却塔包括:冷却塔、风机、太阳能集热器、翅片管换热器、凝汽器、循环水泵、变频器以 及控制开关等。冷却塔呈双曲线型,塔的顶部设有风机,冷却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,翅片管换热器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水杲以及凝汽器,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。
[0005] 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,提高了冷却塔的效率。
[0006]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 集热器和辅助风机系统,通过集热器收集太阳能辐射能,进一步增加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。当环境温度过高,依靠自然通风的冷却塔效 率严重下降时,仅靠太阳能^热器增加空气扰动已不能保证冷却时,开启风机,通过变频器 控制风机的转速,进一步提高塔内的空气流量,进而提高空冷塔的效率。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
[0007]图1是本实用新型的系统原理与结构简图。
[0008]图2是本实用新型冷却塔外部结构示意图。
具体实施方式
[0009]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。
[0010]如图1所示。带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔,其技术结构是:冷却塔1呈双曲 线型,塔的顶部设有风机2,冷却塔底端的四周设有太阳能集热器3。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, 高于地面一定的高度。翅片管换热器4垂直布置在集热器外边缘四周,翅片管换热器流体侧 通过管路接有循环水栗5以及凝汽器6。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。
[0011]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3-丨,太阳能集热器 底部为地面3_2。翅片管换热器为垂直布置(如图2),翅片管换热器高度与太阳能集热器高 度相等。风机为轴流风机,风机设有变频器7以及控制开关8。
[0012]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。
[0013]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。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。
[0014]翅片管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。
[0015]翅片管换热器流体侧的水经冷却后,通过循环水栗送入凝汽器,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。在环境较高,空气对流不能满足冷却塔的冷却 要求时开启风机,通过变频器控制风机的转速,调节与换热器进行热交换的空气流量,(引) 风机进一步加大了冷却塔内的空气流量,作为对冷却塔风量效率的补充。只有当大风或者 极端高温天气,自然通风空冷塔的冷却效率严重下降时,才开启风机。
[0016]带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔非常适用于我国千旱缺水地区,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 (4)

1.带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔,包括:冷却塔、风机、太阳能集热器、翅片管换 热器、凝汽器、循环水泵、变频器以及控制开关,其特征在于:冷却塔⑴呈双曲线型,塔的顶 部设有风机(2),冷却塔底端的四周设有太阳能集热器(3),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,翅片管换热器(4)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 环水泵(5)以及凝汽器(6),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所述带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔,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(3-1),太阳能集热器底部为地面(3-2)。
3. 根据权利要求1所述带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔,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。
4.根据权利要求1所述带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔,其特征在于:所述风机为 轴流风机,风机设有变频器(7)以及控制开关(8)。
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