CN208833030U - 一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于通风冷却技术领域，公开了一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，塔体框架内侧开有中部集水槽，中部集水槽上侧开口处栓接有风筒除雾器，中部集水槽外侧栓接有旁侧除雾器；中部集水槽内部中央通过螺栓固定有中心级水力推进雾化喷头，中心级水力推进雾化喷头下侧通过布水管连接有至少一层中部级固定低压旋流雾化喷嘴；中部集水槽内部边缘垂直卡接有多根落水管，落水管通过卡环与新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴连接；塔体框架内侧下部开有下部集水槽，下部集水槽底部卡接有排水管；塔体底部嵌装有接水盘，接水盘下侧通过管道连接有进水口和出水口。本实用新型真正突破了传统机力通风填料冷却塔的最后技术瓶颈。

Description

一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置

技术领域

本实用新型属于通风冷却技术领域，尤其涉及一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

国内外常用无电力风机或无填料节能环保冷却塔主要包括传统机力通风喷雾冷却塔、传统重力回水射流喷雾冷却塔及新型多级射流喷雾重力回水无风机无填料型冷却塔等。

传统机力通风喷雾冷却塔，为电力风机强制抽风，以固定喷嘴群竖直向上集中喷雾传质，有风机、无填料，属于非节能环保型冷却塔。传统机力通风喷雾冷却塔，存在几大问题：①流阻大降温性能差，因其喷嘴集中竖直向上喷雾，喷雾流集中于塔中心，喷雾流下落速度达到0.9m/s，从而产生0.9m/s的反风从塔底排出，造成塔底通风阻力很大、冷空气进汽量大幅减少，最终导致全塔降温性能差；②噪音大，因其电力风机结构存在，震动噪音较大，同时底部喷雾流下落水增加新的噪音；③持续耗能，因其电力风机结构决定。

传统重力回水射流喷雾冷却塔，如中国发明专利“重力回水二次喷射喷雾推进通风冷却塔”(ZL97107721.5)，为仅采用旋流雾化推进装置传质布液的喷雾冷却塔，无风机、无填料，属于节能环保型冷却塔。传统重力回水射流喷雾冷却塔，存在几大问题：①热回流流阻大、降温性能差，因其重力回水二次喷雾布局与传统机力通风喷雾冷却塔相似，同样采用喷嘴集中竖直向上喷雾，喷雾流集中于塔中心，喷雾流下落速度达到0.9m/s，从而产生0.9m/s的反风从塔底排出，排出的热风将导致热回流至塔体下部进风口，同时造成塔底通风阻力很大、冷空气进汽量大幅减少，二次喷雾降温性能大打折扣；②噪音大，因其二次喷雾流水量集中，大面积水流下落冲击塔底产生新的较大的噪音；③受喷雾推进装置性能限制，冷却塔淋水密度小、占地面积更大，大大增加了建造成本；④受喷雾推进装置性能限制，为增强雾化效果，喷嘴口径小，易堵塞，实际降温性能差，远不能和机力通风冷却塔相比。

新型多级射流喷雾重力回水无风机无填料型冷却塔(中国发明专利201810329465.X)，为创新采用多级固定喷头射流喷雾+旋流雾化推进装置传质布液的设计原理，无风机、无填料，雾化口径大不易堵塞，综合性能优于传统射流喷雾冷却塔且接近传统机力通风填料冷却塔，从而将冷却塔节能环保性能大幅提升。

但新型多级射流喷雾重力回水无风机无填料型冷却塔依然存在和以上两型喷雾冷却塔同样的问题：①热回流流阻大削弱降温性能，因其同样采用传统重力回水二次喷雾布局，同样采用喷嘴集中竖直向上喷雾，喷雾流集中于塔中心，喷雾流下落速度达到0.9m/s，从而产生0.9m/s的反风从塔底排出，排出的热风将导致热回流至塔体下部进风口，造成二次喷雾回流大量热空气，导致二次喷雾换热效率大幅削弱，降温性能受限制，同时塔底热风反风还造成塔底通风阻力很大，降温性能难以达到最佳；②噪音依然较大，因其同样结构二次喷雾流水量集中，大面积水流下落冲击塔底产生新的较大的噪音。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有主要传统或新型节能环保型喷雾冷却塔塔底喷雾结构及布局不合理，喷雾流集中下落造成明显压风现象，从而导致大量热风从塔底排出，浪费二次喷雾段进风面积，冷空气无法进塔，造成热空气回流塔内大大限制和削弱了这几类塔型综合降温性能，最终限制了其降温性能难以达到和替代传统耗能机力通风填料冷却塔。

(2)由于其塔底喷雾结构设计缺陷的存在，还导致了其噪音性能偏高，难以实现真正的低噪音民用性能指标。

解决上述技术问题的难度和意义：

解决上述技术问题难度在于；

如何突破新型射流喷雾节能环保冷却塔真正替代传统机力通风填料冷却塔的最后技术瓶颈，即降温性能的再次有效提升。

如何突破新型射流喷雾节能环保冷却塔在民用领域应用的技术瓶颈，即噪音指标的大幅降低。

解决以上技术问题的意义在于：

本实用新型是历经长期理论研究、基础测试创新与产业化应用反馈全流程的系统结晶，是对射流喷雾冷却方法及装置设计原理和理念的持续创新和突破。

通过对传统或新型射流喷雾冷却塔二次喷雾系统运行原理的理论创新、对二次喷雾系统结构及布局的优化设计，可在现有射流喷雾冷却塔降温温差性能基础上有效提升降温温差0.5～1℃，而这0.5～1℃温差提升正好弥补了此型节能环保冷却塔与传统耗能非环保机力通风填料冷却塔的性能差距，对传统或新型射流喷雾冷却塔性能获得了实质突破。同时，通过对传统或新型射流喷雾冷却塔二次喷雾系统运行原理的理论创新、对二次喷雾系统结构及布局的优化设计，可有效降低现有射流喷雾冷却塔噪音指标≥10dB，将全塔噪音指标提升至30～40dB水平，从而实现本塔型环保性能的又一突破，开启了大规模民用道路。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置

本实用新型是这样实现的，一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置设置有：

塔体框架；

塔体框架内侧开有中部集水槽，中部集水槽上侧开口处栓接有风筒除雾器，中部集水槽外侧栓接有旁侧除雾器；

中部集水槽内部中央通过螺栓固定有中心级水力推进雾化喷头，中心级水力推进雾化喷头下侧通过布水管连接有至少一层中部级固定低压旋流雾化喷嘴；

中部集水槽内部边缘垂直卡接有多根落水管，落水管通过卡环与新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴连接；塔体框架内侧下部开有下部集水槽，下部集水槽底部卡接有排水管；塔体底部嵌装有接水盘，接水盘下侧通过管道连接有进水口和出水口；

突破了新型射流喷雾节能环保冷却塔真正替代传统机力通风填料冷却塔的最后技术瓶颈，可在现有射流喷雾冷却塔降温温差性能基础上有效提升降温温差0.5～1℃，而这0.5～1℃温差提升正好弥补了此型节能环保冷却塔与传统耗能非环保机力通风填料冷却塔的性能差距，使传统或新型射流喷雾冷却塔在降温温差的核心性能上获得了实质突破。突破了新型射流喷雾节能环保冷却塔在民用领域应用的技术瓶颈，可有效降低现有射流喷雾冷却塔噪音指标≥10dB，将全塔噪音指标提升至30～40dB水平，从而实现本塔型环保性能的又一突破，噪音水平的大幅降低，为其大规模进入民用领域奠定了基础。

进一步，所述中部集水槽顶部栓接有全丝网收敛扩张型出风筒；

全丝网收敛扩张型出风筒采用全丝网设计，为收敛扩张型，喷雾流至丝网上形成液膜传质增强冷却性能。

进一步，所述塔体框架外侧上端栓接有面板，面板下侧栓接有中部进风百叶窗和底部进风百叶窗；

中部进风百叶窗和底部进风百叶窗分别提供中部级和底部级喷雾系统冷空气进风通道。

进一步，所述中心级水力推进雾化喷头下侧通过布水管连接有至少一层中部级固定低压旋流雾化喷嘴，中间级固定低压旋流雾化喷嘴于塔中部；

中部级固定低压旋流雾化喷嘴可进行低压射流喷雾降温，兼具射流雾化抽风作用，保证较高全塔淋水密度，可设置单层或多层射流喷雾结构。

进一步，所述塔体框架下部内侧开有下部集水槽，塔体框架下部内侧通过螺栓固定有排水管，集水槽与排水管卡接；

下部集水槽，可将新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴内外双层喷雾流收集到集水槽内，设置下部集水槽及排水管，可有效将底部级重力回水喷雾流收集导流，疏通冷空气进气通道，避免喷雾流直喷压风、回流热风及流通阻力。多根排水管，可将下部集水槽收集的二次喷雾流通过排水管引流排至塔底接水盘低处排放，可有效降低喷雾流高位差自由下落产生的冲击噪音，达到大幅降噪的作用。

进一步，所述下部集水槽中央至少通过螺栓固定有一级双层环形布置新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴；

新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴(采用内外双层环形设计，向外喷雾)，可将中部集水槽捕集水位差势能转化为压力能，进行再次低压射流喷雾降温，兼具射流雾化抽风作用，可进一步增强冷却降温性能，可设置单层或多层射流喷雾结构。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置中间剖视图。

图3是本实用新型实施例提供的塔型流道通畅、无热回流降温性能有效提升、噪音大幅降低的流态原理简图。

图中：1、出风筒；2、塔体框架；3、中部集水槽；4、中部级固定低压旋流雾化喷嘴；5、中心级水力推进雾化喷头；6、落水管；7、下部集水槽；8、新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴；9、下部集水槽落水管；10、接水盘；11、进水口；12、出水口；13、下部进风百叶窗；14、中部进风百叶窗；15、面板。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1-图2所示，本实用新型实施例提供的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置包括：出风筒1、塔体框架2、中部集水槽3、中部级固定低压旋流雾化喷嘴4、中心级水力推进雾化喷头5、落水管6、下部集水槽7、底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴8、下部集水槽落水管9、接水盘10、进水口11、出水口12、底部进风百叶窗13、中部进风百叶窗14、面板15。

塔体框架2内侧栓接有中部集水槽3，中部集水槽3上侧开口处栓接有出风筒1，中心级水力推进雾化喷头5通过螺栓固定于主进水管11，中心级水力推进雾化喷头5下侧通过布水管栓接有至少一层中部级固定低压旋流雾化喷嘴4，塔体框架2下部内侧栓接有下部集水槽7，下部集水槽7与排水管9焊接，中部集水槽3内部边缘垂直栓接有多根落水管6，落水管6通过焊接与底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴8连接，塔体底部嵌装有接水盘10，接水盘10下侧通过管道连接有进水口11和出水口12，塔体框架2外侧上端栓接有面板15，面板15下侧栓接有中部进风百叶窗14和底部进风百叶窗13。

下面结合实施例对本实用新型的结构作进一步的描述。

本实用新型通过对传统及现有喷雾冷却塔塔底二次喷雾系统结构及布局优化设计，创新设置了新的下部集水槽及排水管路结构功能，从而根本上改变了现有技术流道不畅、热回流降温性能不良、噪音增大等瓶颈问题，有效降低了全塔热回流流阻及噪音性能，突破了传统和现有技术降温性能不足的技术瓶颈及降噪性能的需求。以200t/h型喷雾冷却塔为例，性能提升指标对比如下：

表一 200t/h型喷雾冷却塔进风量性能参数表

如表一可以看到，本实用新型实施后可有效降低塔底反风，即热回流热阻，保证全塔有效进风量，从而有效提升换热性能，即提升降温温差。

如表二可以看到，本实用新型实施后可有效大幅降低全塔噪音性能，噪音性能指标获得质的提升，完全适用于民用领域静音环保要求。

本实用新型的工作原理为：

本实施例冷却装置工作时，热水由进水口11靠余压流入中心级水力推进雾化喷头5、中部级固定低压旋流雾化喷嘴4，靠压力由雾化射流喷出，分别形成良好的热水雾流，并同时产生相应抽风量，塔外冷却空气由中进风百叶窗14进入塔内与中心级水力推进雾化喷头5、中部级固定低压旋流雾化喷嘴4所产生的热水雾流传质冷却，一级冷却后的射流喷雾流至塔顶全丝网收敛扩张型出风筒1后，在丝网表面形成传质液膜加速与冷风换热冷却，多余雾流由丝网风筒收集至中部集水槽3，中部集水槽3下连落水管6至新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴8再射流喷雾，冷空气从塔底部进气百叶窗13抽入，此部分冷空气与新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴8喷雾流再次混合冷却传质降温，实现二次在降温，二次降温后的喷雾流喷雾到下部集水槽7上，降温雾流收集与下部集水槽7后，通过下部集水槽落水管9导流排入塔底接水盘10，最终通过全塔多级射流喷雾冷却性能叠加，获得优良的综合冷却性能，同时全新的新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴结构布局设计及下部集水槽排水设计，使全塔流道通畅、传质充分、降噪显著，综合性能大大优于现有技术。

本实用新型提出了在现有多级射流喷雾重力回水无风机无填料冷却塔基础上，突破传统设计理念，创新设计全新的塔底二次射流喷雾系统结构及布局，突破了新型射流喷雾节能环保冷却塔真正替代传统机力通风填料冷却塔的最后技术瓶颈，即降温性能的再次有效提升。同时突破了新型射流喷雾节能环保冷却塔在民用领域应用的技术瓶颈，即噪音指标的大幅降低。综合性能将全面优于传统机力通风填料冷却塔及现有喷雾冷却塔，本实用新型获得了降温性能领先、真正节能环保、低噪音环保性能水平的全新射流喷雾冷却方法及装置。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，其特征在于，所述的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置设置有：

塔体框架；

塔体框架内侧开有中部集水槽，中部集水槽上侧开口处栓接有风筒除雾器，中部集水槽外侧栓接有旁侧除雾器；

中部集水槽内部中央通过螺栓固定有中心级水力推进雾化喷头，中心级水力推进雾化喷头下侧通过布水管连接有至少一层中部级固定低压旋流雾化喷嘴；

中部集水槽内部边缘垂直卡接有多根落水管，落水管通过卡环与新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴连接；塔体框架内侧下部开有下部集水槽，下部集水槽底部卡接有排水管；塔体底部嵌装有接水盘，接水盘下侧通过管道连接有进水口和出水口。

2.如权利要求1所述的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，其特征在于，所述中部集水槽顶部栓接有全丝网收敛扩张型出风筒。

3.如权利要求1所述的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，其特征在于，所述塔体框架外侧上端栓接有面板，面板下侧栓接有中部进风百叶窗和底部进风百叶窗。

4.如权利要求1所述的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，其特征在于，所述中心级水力推进雾化喷头下侧通过布水管连接有至少一层中部级固定低压旋流雾化喷嘴，中间级固定低压旋流雾化喷嘴于塔中部。

5.如权利要求1所述的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，其特征在于，所述塔体框架下部内侧开有下部集水槽，塔体框架下部内侧通过螺栓固定有排水管，集水槽与排水管卡接。

6.如权利要求5所述的超低热流阻及噪音型多级射流喷雾节能冷却装置，其特征在于，所述下部集水槽中央至少通过螺栓固定有一级双层环形布置新型底部级重力回水低压旋流雾化喷嘴。