CN207635894U - 一种水冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷散热装置，包括第一需冷却发热设备、第二需冷却发热设备、冷却塔和蓄水箱；所述冷却塔的冷水出水端与冷水出水管的入水端连接，所述冷水出水管的两出水端分别连接第一需冷却发热设备和第二需冷却发热设备的入水端；所述热水出水管的出水端对应在所述蓄水箱正上方，所述蓄水箱底部的出水端通过冷却塔进水管与所述冷却塔入水端处的进水槽连接；在冷却塔中，待冷却水进入填料蒸发冷却之前，通过冷却水桥的方式，使待冷却水实现了初步冷却，由于对水进行了初步降温，减少了下一步的填料式冷却工序产生的水蒸气，节约了水资源。

Description

一种水冷散热装置

技术领域

本实用新型属于散热领域，尤其涉及一种水冷散热装置。

背景技术

发热设备常常需要冷却塔来冷却，采用冷却塔冷却的领域有注塑、制革、发泡、发电、铸造、热处理、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域，应用最多的为空调冷却、冷冻、塑胶化工行业，烟气喷淋吸收及化工介质喷淋等，现有的冷却塔中主要采用冷却填料的形式散热，利用水的蒸发散热原理达到降温的作用，由于初始待冷却水的水温较高，直接喷淋在填料层上会造成大量水分蒸发，形成浪费，待冷却水直接喷淋在在填料层上时很容易造成喷淋不均的现象。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种水冷散热装置，实现冷却塔提高冷却效果的基础上，还降低了水分蒸发滤。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种水冷散热装置，包括第一需冷却发热设备、第二需冷却发热设备、冷却塔和蓄水箱；

所述冷却塔的冷水出水端与冷水出水管的入水端连接，所述冷水出水管的两出水端分别连接第一需冷却发热设备和第二需冷却发热设备的入水端；所述第一需冷却发热设备和第二需冷却发热设备的热水出水端分别通过第一集流管和第二集流管共同连接热水出水管；所述热水出水管的出水端对应在所述蓄水箱正上方，所述蓄水箱底部的出水端通过冷却塔进水管与所述冷却塔入水端处的进水槽连接；所述蓄水箱箱底的出水端处设置有第一温度传感器，所述冷水出水管中设置有第二温度传感器。

进一步的，所述第一集流管和第二集流管上分别设置有两水阀，所述热水出水管上设置有第一水泵，所述冷却塔进水管上设置有第二水泵，所述蓄水箱内还设置有水位传感器，所述蓄水箱箱底还设置有排污管。

进一步的，还包括补水箱和补水管，所述补水箱位于所述蓄水箱正上方，所述补水箱底部的出水端通过所述补水管与所述冷却塔入水端处的进水槽连接，所述补水管上设置有水阀。

有益效果：本实用新型的结构简单，在冷却塔中，待冷却水进入填料蒸发冷却之前，通过冷却水桥的方式，使待冷却水实现了初步冷却，由于对水进行了初步降温，减少了下一步的填料式冷却工序产生的水蒸气，节约了水资源；同时采用独特的斜面分流式漏水结构，使第一水筛箱中的水均匀漏至下方的冷却塔填料中，最大限度提高了冷却塔填料的有效冷却效率，同时采用引导气轮舵机主动寻找最大阻力的方式分配个处通风流量，使整个冷却塔中的气流更加均衡。

附图说明

附图1为本实用新型整体结构示意图。

附图2为冷却塔外部第一示意图；

附图3为冷却塔外部第二示意图；

附图4为冷却塔外部第三示意图；

附图5为冷却塔整体内部结构意图；

附图6为冷却塔沿附图8的C向剖示意图；

附图7为冷却塔侧视图；

附图8为冷却塔俯视图；

附图9为冷却塔中的冷却水流和空气流流向示意图；

附图10为第一冷却水桥示意图；

附图11为热水进料箱、第一冷却水桥和第一水筛箱连通关系结构示意图；

附图12为导漏槽和分流槽局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，一种水冷散热装置，其特征在于：包括第一需冷却发热设备506、第二需冷却发热设备507、冷却塔515和蓄水箱503；所述冷却塔515的冷水出水端与冷水出水管23的入水端连接，所述冷水出水管23的两出水端分别连接第一需冷却发热设备506和第二需冷却发热设备507的入水端；所述第一需冷却发热设备506和第二需冷却发热设备507的热水出水端分别通过第一集流管505和第二集流管508共同连接热水出水管510；所述热水出水管510的出水端对应在所述蓄水箱503正上方，所述蓄水箱503底部的出水端通过冷却塔进水管516与所述冷却塔515入水端处的进水槽1连接；所述第一集流管505和第二集流管508上分别设置有两水阀600，所述热水出水管510上设置有第一水泵509，所述冷却塔进水管516上设置有第二水泵501，所述蓄水箱503内还设置有水位传感器511，所述蓄水箱503箱底还设置有排污管504；还包括补水箱513和补水管512，所述补水箱513位于所述蓄水箱503正上方，所述补水箱513底部的出水端通过所述补水管512与所述冷却塔515入水端处的进水槽1连接，所述补水管512上设置有水阀600；

所述蓄水箱503箱底的出水端处设置有第一温度传感器701，所述冷水出水管23中设置有第二温度传感器702，第一温度传感器701和第二温度传感器702的配合能得出冷却水被加热前后的温度差，，当温度差过大时说明发热设备的放热量比较大，需要增加冷却水循环强度和管路中的流量，使用者可以根据温度差的变化随时调控冷却水循环流量。

本实施例的整体工作过程：第一需冷却发热设备506和第二需冷却发热设备507连续产生热量，冷却塔515冷却后的水在泵的作用下连续导入第一需冷却发热设备506和第二需冷却发热设备507中的冷却，被发热设备加热后的水通过热水出水管510排至所述蓄水箱503中，然后将蓄水箱503中的热水抽回至所述冷却塔515入水端处的进水槽1中，按上述方法如此循环，达到对需冷却发热设备的连续降温效果；当蓄水箱503中的水位传感器511检测到水位比较低时，及时打开补水管512上的水阀600进行补水。

如附图2至5所示，冷却塔515包括冷却塔塔体28，所述冷却塔塔体28为箱体结构，所述冷却塔塔体28中包括热水进料箱71、第一冷却水桥3、第一水筛箱15、第一冷却塔填料14、过渡接水箱13、第二冷却水桥12、第二水筛箱9、第二冷却填料7、冷水蓄水箱11；所述热水进料箱71与第一水筛箱15并列间距设置，若干所述第一冷却水桥位于所述热水进料箱71和所述第一水筛箱15之间，所述热水进料箱71的若干出水端分别导通若干所述第一冷却水桥3的入水端，若干所述第一冷却水桥3的出水端导通所述第一水筛箱15的若干入水端；所述第一冷却塔填料14对应在所述第一水筛箱15正下方；所述过渡接水箱13对应在所述第一冷却塔填料14正下方，所述第二水筛箱9与所述过渡接水箱13间距并列设置，且所述第二水筛箱9位于所述热水进料箱71正下方，若干所述第二冷却水桥12位于所述第二水筛箱9与所述过渡接水箱13之间，所述过渡接水箱13的若干出水端分别与若干所述第二冷却水桥12的入水端导通，若干所述第二冷却水桥12的出水端分别与所述第二水筛箱9的若干入水端导通；所述第二冷却填料7对应在所述第二水筛箱9正下方，所述冷水蓄水箱11对应在所述第二冷却填料7下方；采用上下层交替式冷却方法，在提高空间利用率的同时还提高了冷却效果，在使用蒸发式第一冷却塔填料14和第二冷却填料7冷却之前都分别采用了第一冷却水桥3和第二冷却水桥12的预降温方式，使待冷却水实现了初步冷却，由于对水进行了初步降温，减少了下一步的填料式冷却工序产生的水蒸气，节约了水资源。

还包括循环管18、和出水管23，所述循环管18上设置有水泵20，所述循环管18的吸水端导通所述冷水蓄水箱11，所述循环管18的出水端导通所述热水进料箱71，所述冷水蓄水箱11还设置所述出水管23，所述出水管上设置有水阀22；若检测到冷水蓄水箱11中的水温还没达到预想的温度，启动循环管18上的水泵20，使冷水蓄水箱11中的水回流至热水进料箱71中，冷却过程，直至达到预设温度，当达到预设温度后打开出水管23上的水阀，冷却后的水排出，循环管18可以进一步提高了该装置的冷却量。

还包括负压风机25、导风管27、冷却水桥罩26、风机所在壁16和支撑台6；所述支撑台6水平盖设与所述第二水筛箱9上侧，竖向设置的所述风机所在壁16设置于所述热水进料箱71和所述支撑台6之间，有效利用了热水进料箱71和所述支撑台6之间的空间，所述冷却塔塔体28内的风机所在壁16、第一冷却水桥3、第二冷却水桥12和所述第一冷却塔填料14之间形成主负压腔8，所述风机所在壁16上并列设置有两所述负压风机25；两所述负压风机25吸风端导通所述主负压腔8，所述负压风机25出风端连通外界；所述冷却水桥罩26罩设在若干所述第一冷却水桥3上方，使所述第一冷却水桥3上方形成第一副负压腔4；冷却塔塔体28中，若干所述第二冷却水桥12和所述冷水蓄水箱11之间形成第二副负压腔51，所述导风管27将所述第一副负压腔4和第二副负压腔51导通；所述第一冷却塔填料14的进风端导通外界，所述第一冷却塔填料14的出风端导通所述主负压腔8，且第一冷却塔填料14的出风端与两所述负压风机25的吸风端在主负压腔8中相对设置；所述第二冷却填料7的进风端导通外界，所述第二冷却填料7的出风端导通所述第二副负压腔51，如图8所示的气流方向箭头57，当启动两所述负压风机25，调节风量后，主负压腔8形成负压，在负压作用下第一副负压腔4和第二副负压腔51中的空气穿过所对应的气流通过间隙36连续流入主负压腔8中，使第一冷却水桥3和第二冷却水桥12上的散热片37周围始终具有气流通过，同时外界空气在负压的作用下连续横向穿过第一冷却塔填料14进连续吸入至主负压腔8中，由于第一副负压腔4和第二副负压腔51被抽走空气亦形成负压，外界空气在负压的作用下连续横向穿过第二冷却填料7进连续吸入至第一副负压腔4和第二副负压腔51中；该风道布置将被吸入的空气充分用于冷却，提高了风机的利用率。

还包括导风板19，所述导风板19倾斜设置于所述第一冷却塔填料14出风端和所述负压风机25出风端出风端之间，且导风板19向负压风机25的出风端倾斜，防止负压风机25吹出的热空气被重新吸入至第一冷却塔填料14中，进而降低冷却效果。

所述热水进料箱71为无盖式容器结构，所述热水进料箱71内设置有隔水板5，所述隔水板5将所述热水进料箱71分隔成进水槽1和出水槽2，待冷却水连续下排至热水进料箱71中的进水槽1中时，进水槽1中的水位逐渐上升至隔水板5顶面所在高度，进而进水槽1中的水逐渐均匀漫过隔水板5上方，并流向出水槽2，从而使出水槽2的隔水板5侧均匀进水，使位于隔水板5对侧的各出水孔41等流量出水，使各个第一冷却水桥3都均匀进水，提高了整体散热效果。

其中所述循环管18出水端对应在所述进水槽1上方，若干所述第一冷却水桥3的入水端分别导通所述出水槽2，所述隔水板5的顶面低于所述热水进料箱71顶面；所述过渡接水箱13为无盖式容器结构，所述过渡接水箱13可接下所述第一冷却塔填料14漏下的水。

如图10和11所示，所述第一冷却水桥3中部为条状U型导槽30结构，所述出水槽2中的水可以通过水桥3引流至第一水筛箱15中，所述水桥3的两导槽侧壁38沿长度方向阵列设置有若干散热片37；若干所述第一冷却水桥3等距并列设置；且两相邻第一冷却水桥3之间留有气流通过间隙36；所述第二冷却水桥12与第一冷却水桥3结构相同。

如图6、7、8和12所示，所述第一水筛箱15的箱底46为与水平面成斜角47为7°至9°的斜面结构，且所述箱底46的斜面高侧对应若干第一冷却水桥3的出水端，所述箱底46设置有导漏槽32，所述导漏槽32沿斜面下坡方向延伸，所述导漏槽32下部末端设置有主漏水孔34，若干所述导漏槽32等距并列设置，各所述导漏槽32的上端分别与对应的第一冷却水桥3的出水端导通，所述导漏槽32的上端的进水通道31底部所在高度高出所述条状U型导槽30的槽底；

每条所述导漏槽32的侧部还至少设置有一个斜向分流槽29，所述分流槽29的上端从所对应的导漏槽32侧部导通，所述斜向分流槽29延伸方向与所述导漏槽32的延伸方向所成分流角55为51°至53°，分流槽29特定的分流角55配合第一水筛箱15的箱底46为与水平面所成的特定斜角47使所述导漏槽32中的水能均匀分流至各个所述分流槽29中，所述分流槽29的槽底沿长度方向阵列设置有若干副漏水孔33，且若干副漏水孔33贴向所述分流槽29的下侧壁，若干副漏水孔33的孔径沿分流槽29的分流延伸方向依次变大，通过孔的大小分布，使各个副漏水孔33实现均匀漏水，提高下侧冷却填料接水端的接水均匀性。

所述主负压腔8内还包括引导气轮10和引导气轮舵机，所述引导气轮舵机与所述引导气轮10驱动连接，且气轮舵机的舵机驱动轴上设置有扭力传感器，所述引导气轮10包括轮轴44、长导叶片75和短导叶片76；所述长导叶片75和短导叶片76为矩形风叶片结构，五所述短导叶片76和两所述长导叶片75分别固定设置在轮轴44上，本实施例中：五所述短导叶片76沿轮轴44圆周方向等角度排列，且相邻两短导叶片76之间成36°夹角49；两所述长导叶片75位于五所述短导叶片76对侧，且两所述长导叶片75所成夹角为72°45，其中相邻短导叶片76和长导叶片75之间夹角为72°；在所述轮轴44直径方向上，所述长导叶片75的长度是短导叶片76的两倍；所述轮轴44所在轴线与两所述负压风机25所在轴线垂直并相交，该引导气轮10的工作原理和有益效果在本说明书的方法中有详细描述。

如图1至12所示，本方案的方法，具体步骤如下：

整体方法步骤如下：

第一需冷却发热设备506和第二需冷却发热设备507连续产生热量，冷却塔515冷却后的水在泵的作用下连续导入第一需冷却发热设备506和第二需冷却发热设备507中的冷却，被发热设备加热后的水通过热水出水管510排至所述蓄水箱503中，然后将蓄水箱503中的热水抽回至所述冷却塔515入水端处的进水槽1中，按上述方法如此循环，达到对需冷却发热设备的连续降温效果；当蓄水箱503中的水位传感器511检测到水位比较低时，及时打开补水管512上的水阀600进行补水。

冷却塔具体步骤如下：

1)启动两所述负压风机25，并调节风量，使主负压腔8形成负压，在负压作用下第一副负压腔4和第二副负压腔51中的空气穿过所对应的气流通过间隙36连续流入主负压腔8中，使第一冷却水桥3和第二冷却水桥12上的散热片37周围始终具有气流通过，同时外界空气在负压的作用下连续横向穿过第一冷却塔填料14进连续吸入至主负压腔8中，由于第一副负压腔4和第二副负压腔51被抽走空气亦形成负压，外界空气在负压的作用下连续横向穿过第二冷却填料7进连续吸入至第一副负压腔4和第二副负压腔51中；

其中，由于第一副负压腔4、第二副负压腔51和第一冷却塔填料14的各自进风端结构不同，造成其各自的负压程度不一致，当第一副负压腔4、第二副负压腔51和第一冷却塔填料14中的气体共同被吸入主负压腔8中时三股气流的单位流量不一致，使各至对应的被冷却处的流速不一致，形成局部高气流和局部低气流，造成冷却气流分配不均，降低冷却效率的现象；

此时驱动引导气轮舵机，并驱动引导气轮10匀速缓慢旋转一周，舵机轴上的扭力传感器连续记录该周期中引导气轮10所受阻力，并记录该周期中的引导气轮10所受最大阻力所对应的角度，然后驱动引导气轮10重新旋转至最大阻力所对应的角度处，并停止舵机运行，当改变两所述负压风机25的风机功率或改变热水进料箱71中的进水流量时需重新按上述方法调整引导气轮10的角度；在本实施例中的不对称叶片结构作用下，当引导气轮10处于最大阻力处时，进入主负压腔8的三股气流中的其中流量强度最大的一股气流所受引导气轮10阻力最大，三股气流中的流量强度最小的一股气流所受引导气轮10阻力最小，引导气轮10起到了重新分配三股气流所进入主负压腔8中的气流阻力的作用，进而均衡了三股气流进入主负压腔8中的流量。

2)将待冷却水连续下排至热水进料箱71中的进水槽1中，进水槽1中的水位逐渐上升至隔水板5顶面所在高度，进而进水槽1中的水逐渐均匀漫过隔水板5上方，并流向出水槽2，从而使出水槽2的隔水板5侧均匀进水，使位于隔水板5对侧的各出水孔41等流量出水，

3)出水槽2中的水分别等流量流入若干所述第一冷却水桥3中，第一冷却水桥3中的水在沿水桥流淌的过程中将热量传递给第一冷却水桥3上的若干散热片37上，其散热片37上的热量在气流通过间隙36中的负压气流的作用下连续被带走，使待冷却水实现了初步冷却，由于对水进行了初步降温，减少了下一步的填料式冷却工序产生的水蒸气；

4)第一冷却水桥3中的水流入至第一水筛箱15中的所述导漏槽32中时，先通过所述导漏槽32的上端的进水通道31，由于进水通道31底部所在高度高出所述条状U型导槽30的槽底，第一冷却水桥3中U型导槽30中的水逐渐上升至进水通道31底部所在高度后才会连续流入所述导漏槽32，使第一冷却水桥3中U型导槽30中始终保持一定的水位，使第一冷却水桥3中流淌水与U型导槽30槽壁始终有足够的接触面积，进一步的提高了第一冷却水桥3的散热效果；

5)第一冷却水桥3中出来的水连续流入所述导漏槽32上端，并在重力作用下沿导漏槽32延伸方向流，由于导漏槽32的特定角度的斜面趋势配合分流槽29的特定分流角55，使导漏槽32中的水被均匀分流至若干斜向分流槽29中，在依次变小的若干副漏水孔33作用下，水均匀的通过若干副漏水孔33漏出至下方的第一冷却塔填料14上，使第一冷却塔填料14上方均匀接水，提高了下一步填料冷却工序的冷却效率；其中导漏槽32残余的水从下端的所述主漏水孔34漏出；

6)从第一水筛箱15中漏下的水在第一冷却塔填料14中散开，并逐渐纵向下流，横向穿过第一冷却塔填料14的负压空气在水蒸发和热传导的作用下带走大量第一冷却塔填料14中水的热量，经冷却的水连续下漏至下方的过渡接水箱13中；

7)过渡接水箱13中的水在重力驱动作用下连续流向若干第二冷却水桥12，经第二冷却水桥12冷却后的水进一步流向第二水筛箱9中，第二水筛箱9中的水均匀下漏至第二冷却填料7中，横向穿过第二冷却填料7的负压空气在水蒸发和热传导的作用下带走大量第二冷却填料7中水的热量，经冷却的水连续下漏至下方的冷水蓄水箱11中；

8)若检测到冷水蓄水箱11中的水温还没达到预想的温度，启动循环管18上的水泵20，使冷水蓄水箱11中的水回流至热水进料箱71中，重复上述冷却过程，直至达到预设温度，当达到预设温度后打开出水管23上的水阀，冷却后的水排出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种水冷散热装置，其特征在于：包括第一需冷却发热设备(506)、第二需冷却发热设备(507)、冷却塔(515)和蓄水箱(503)；

所述冷却塔(515)的冷水出水端与冷水出水管(23)的入水端连接，所述冷水出水管(23)的两出水端分别连接第一需冷却发热设备(506)和第二需冷却发热设备(507)的入水端；所述第一需冷却发热设备(506)和第二需冷却发热设备(507)的热水出水端分别通过第一集流管(505)和第二集流管(508)共同连接热水出水管(510)；所述热水出水管(510)的出水端对应在所述蓄水箱(503)正上方，所述蓄水箱(503)底部的出水端通过冷却塔进水管(516)与所述冷却塔(515)入水端处的进水槽(1)连接；

所述蓄水箱(503)箱底的出水端处设置有第一温度传感器(701)，所述冷水出水管(23)中设置有第二温度传感器(702)。

2.根据权利要求1所述的一种水冷散热装置，其特征在于：所述第一集流管(505)和第二集流管(508)上分别设置有两水阀(600)，所述热水出水管(510)上设置有第一水泵(509)，所述冷却塔进水管(516)上设置有第二水泵(501)，所述蓄水箱(503)内还设置有水位传感器(511)，所述蓄水箱(503)箱底还设置有排污管(504)。

3.根据权利要求1或2所述的一种水冷散热装置，其特征在于：还包括补水箱(513)和补水管(512)，所述补水箱(513)位于所述蓄水箱(503)正上方，所述补水箱(513)底部的出水端通过所述补水管(512)与所述冷却塔(515)入水端处的进水槽(1)连接，所述补水管(512)上设置有水阀(600)。