CN214010061U - 内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器及其闭式冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器及其冷却塔，包含带若干纵向翅片管换热单元的换热阵列、分流器、喷淋水分水器、集液器。通过在纵向翅片管内部设置用于逆流热交换的换热管大幅度提高了换热器的换热效率、在纵向翅片管上设置可均匀喷淋的上连接组件提高了喷淋水的均匀性和表面成膜性，从而极大的提高了换热器的在间接蒸发过程中的综合换热性能。利用本实用新型的纵向翅片管换热器制备的闭式冷却塔，具有体积小、制冷量大等优点。

Description

内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器及其闭式冷却塔

技术领域

本实用新型涉及间接蒸发冷却换热器和蒸发冷却领域，尤其涉及应用于流体冷却的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器及内置该换热器的闭式冷却塔。

背景技术

闭式冷却塔具有清洁、省水、节能、可向末端直接供冷等诸多优点，但同时也具有成本高、体积大、笨重等缺点。这些缺点是因为常规闭式冷却塔所用列管式换热器效率偏低，表面积不够大，水喷淋粗放不均匀，造成液膜在填料和换热器表面分布不均，因而常规闭式冷却塔在填料和换热器表面的水蒸发效率不高，换热效率也差，为了达到相应的冷却效果设备必须做的很大。闭式冷却塔的研发集中在提升水流、气流分配效率，及水蒸发、传热效率等方面。纵向翅片管换热器用在闭式冷却塔上具有逆流热交换行程长、传热效率高、风阻小、风速高等优点，但是需要解决翅片管加工成本高、换热器内部水流分配复杂、水喷淋的均匀性等一系列难题。

实用新型内容

本实用新型采用内置换热管的纵向翅片管换热器，每个翅片管除了内置一个换热管，还有独立的喷淋模块，利用高效湿膜制取的冷喷淋水通过内置的换热套管对被冷却流体进行冷却；翅片管之间采用插接式连接件连接起来，进行喷淋水的分配和内部换热管的连接，并固定在换热器框架上；进出或出水采用多级布水设计保证水流分配的均匀性，使得这种内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器蒸发换热效率高、风阻小、通风量大、翅片表面积大，且表面做了亲水处理后成膜性好，采用它做蒸发冷却换热器的闭式冷却塔具有体积小、制冷量大等优点。

本实用新型实施案例的技术方案如下：

内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，

包含由若干纵向翅片管换热单元组成的阵列、换热器框体、分流器、喷淋水分水器、集液器；

所述纵向翅片管换热单元由集成喷头的上连接组件、纵向翅片管、换热管、下连接件组成；

所述换热管上部通过所述上连接组件的内部管路连接所述上连接组件的所述喷头，所述换热管下部通过所述下连接件的内部管路连接所述喷淋水分水器，所述换热管中部设置在所述纵向翅片管的纵向翅片管基管内部；

所述上连接组件的上端与所述分流器连通，所述上连接组件的下端与所述纵向翅片管基管和所述换热管分别连通；所述上连接组件的所述喷头对准所述纵向翅片进行设置，所述喷头与所述换热管通过所述上连接组件的内部管路连通；

所述下连接件设置在所述纵向翅片管基管的下方，所述下连接件的上端与所述换热管和所述翅片管基管分别连通，所述集液器通过所述下连接件和所述翅片管基管连通，所述喷淋水分水器通过所述下连接件和所述换热管连通。

本实用新型还进一步优化了上连接组件、下连接件的结构，优化了喷淋槽道的数量、深度，并对纵向翅片管换热器进行了表面处理。

总体上，本实用新型纵向翅片管换热器的具体技术效果如下：

(1)本实用新型相对常规的间接蒸发换热器，在进行间接蒸发的同时还发生了逆流热交换，换热效率大幅度提升。

(2)本实用新型在纵向翅片管上设置可均匀喷淋的上连接组件提高了喷淋水的均匀性和表面成膜性能，从而提高了间接蒸发的效率，提高整个换热器的换热性能。

(3)相对于用于间接蒸发的传统横向翅片管换热器，风阻小，易清洗。

本实用新型还进一步公布了基于该纵向翅片管换热器的闭式冷却塔，并从一系列角度对闭式冷却塔进行了改进。

附图说明

图1为本实用新型的实施例纵向翅片管换热器的剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例的上连接组件的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例的喷头的剖面结构示意图和侧面示意图；

图4为本实用新型实施例的上连接组件另一方案的剖面结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的下连接件的剖面结构示意图；

图6为本实用新型实施例的分流器的结构示意图；

图7为本实用新型实施例一的工作原理示意图；

图8为本实施例一分为二和一分为四布水器结构示意图

图9为本实施例一分为二分水器过渡到一分为三分水器的结构示意图

图10为本实施例一分为三分水器过渡到一分为三分水器的结构示意图

图11为本实施例一分为四分水器过渡到一分为三分水器的结构示意图

图12为本实用新型实施例二的结构示意图；

图13为本实用新型实施例二的下连接件的剖面结构示意图；

图14为本实用新型的实施例三的结构示意图；

图15为本实用新型的实施例四的结构示意图；

图16为本实用新型实施例的第二集水箱的结构示意图；

图17为本实用新型的实施例五的结构示意图；

10出风口、20风机、30收水模块、40内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器、410换热阵列、411上连接组件、

4111上连接导流器、4112第一内套管、4113喷头、4114喷淋限位器、4115被冷却流体进液接头、4116弹簧、

413纵向翅片管、4131纵向翅片，4132纵向翅片管基管、414换热管、416下连接件、

4161下连接导流器、4162第二内套管、4163下连接接头、4164被冷却流体出液接头、4165喷淋水进水接头、

420分流器、421分流器进液端口、422分流器均流器主干部件、423分流器均流器枝干部件、424分流器布液孔、

430喷淋水分水器、440集液器、

50第一湿膜、51第二湿膜，511布水器、60进风口、70第一喷淋水泵、71第二喷淋水泵、80第一集水箱、801第一补水阀、802第一自动排污装置、81第二集水箱、 811第二补水阀、812第二自动排污装置、813隔板、814滤网、815挡板、90空气预冷表冷器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本实用新型实施例的纵向翅片管换热器应用于间接蒸发领域，用于对被冷却流体进行间接蒸发冷却，特别应用于闭式冷却塔中，利用闭式冷却塔对被冷却流体进行间接换热。被冷却流体可以为气态或液态流体。当被冷却流体为气态流体时，纵向翅片管基管与换热管的间隙大小适应性的增大；当被冷却流体为液态流体时，纵向翅片管基管与换热管的间隙大小适应性的减小。本实用新型实施例中一般地主要对液态流体进行冷却，但不限于保护液态流体进行间接蒸发冷却的情形。

第一实施例：

如图1所示，本实施例的纵向翅片管换热器40用于对被冷却流体(气体、液体) 进行间接蒸发冷却，为该换热器的剖面图。该纵向翅片管换热器40包含带若干纵向翅片管换热单元的阵列410(称为换热阵列)、换热器框体、分流器420、喷淋水分水器430、集液器440。换热阵列410、分流器420、喷淋水分水器430、集液器440 固定在换热器框体上；分流器420、换热阵列410、喷淋水分水器430、集液器440 从上至下依次相连接。喷淋水分水器430设置在集液器440的上方。

换热阵列410为方形阵列，由m*n个纵向翅片管换热单元组成，方形阵列的一边为m个纵向翅片管换热单元，另一边为n个纵向翅片管换热单元。翅片管换热单元的个数根据设计流量、流速来调整。m、n为自然数。

换热阵列410也可以根据纵向翅片管换热器的应用环境设计成椭圆形阵列或圆形阵列。

其中纵向翅片管换热单元由集成喷头的上连接组件411、纵向翅片管413、换热管414、下连接件416组成。

换热管414上部通过上连接组件411的内部管路连接上连接组件411的喷头，换热管414下部通过下连接件411的内部管路连接喷淋水分水器430，换热管414 中部设置在纵向翅片管413的纵向翅片管基管4132内部；换热管414用于通过换热管内部流动的喷淋水对纵向翅片管基管4132内部的被冷却流体进行冷却。

上连接组件411的上端与分流器420连通，上连接组件411的下端与纵向翅片管基管4132和换热管414分别连通；上连接组件411的喷头4113对准纵向翅片4131 进行设置，喷头4113与换热管414通过上连接组件411的内部管路连通；喷头4113 用于向纵向翅片4131上喷水，纵向翅片4131之间的空隙用于外部空气的流动，纵向翅片4131用于喷淋水在纵向翅片上流动、蒸发，并用于对纵向翅片管基管4132 内部的被冷却流体进行冷却。

下连接件416设置在纵向翅片管基管4132的下方，下连接件416的上端与换热管414和翅片管基管4132分别连通，集液器440通过下连接件416和翅片管基管 4132连通，喷淋水分水器430通过下连接件416和换热管414连通。下连接件416 用于将来自纵向翅片管基管4132和换热管414之间的间隙的被冷却流体从上而下引出至集液器440，同时将来自喷淋水分水器430的喷淋水从引入换热管413。

纵向翅片管换热器工作时，喷淋水从喷淋水分水器进入到翅片管换热单元组成的阵列中，依次通过纵向翅片管换热单元的下连接件内部、换热管内部、上连接组件内部管路、喷头，最后经喷头喷淋在纵向翅片上；被冷却流体从分流器进入到翅片管换热单元组成的阵列中，依次通过纵向翅片管换热单元的上连接组件内部、纵向翅片管基管和换热管之间的间隙空间、下连接件内部、集液器，最后经集液器流出；喷淋水在喷淋之前，和被冷却流体在换热管管壁上进行逆流热交换。

本实用新型实施例通过喷淋水在换热管进行流动、被冷却流体在换热管和纵向翅片管基管之间的间隙进行流动，实现在喷淋水在流动到喷头之前发生喷淋水和被冷却流体的逆流热交换，极大地提高了本实施例换热器的换热效率和换热量。仿真模拟证明，相同的外部环境下，同样大小这种换热器相对于不进行逆流热交换的情形，换热能力提高一倍左右。

优选地，本实用新型实施例的上连接组件411如图2所示。上连接组件411，由上连接导流器4111、T字形第一内套管4112、喷头4113、喷淋限位器4114组成。

如图3所示，为喷头4113的剖视图和侧视图。喷头4113整体呈上宽下窄的中空结构。具体地，喷头4113由外表面带凹形槽的第一筒状件4113a、第二筒状件4113b、外表面呈圆台形的第三筒状件4113c、内部设置若干个限位条4113e的第四筒状件 4113d从上到下一体化成型组成。喷头4113上部的内部嵌套设置上连接导流器4111 的下部，用于插入上连接导流器4111；喷头4113的下部的内部嵌套设置换热管，用于插入换热管414，喷头4113的下部的外部通过插接的方式连接翅片管基管4132 中的上部，用于插套到翅片管基管4132中；喷头顶部的外表面设置若干凹形槽用于作为喷淋水喷淋通道。

第一内套管4112由横向分布第一分支单元、横向分布第二分支单元和竖向分布的第三分支单元组成，为管状结构，第三分支单元与第一分支单元和第二分支单元均连通，用于将换热管414的喷淋水从第三分支单元引入到第一分支单元和第二分支单元中。

上连接导流器4111的上端和分流器420相连接，上连接导流器4111的下部内嵌套第一内套管4112。上连接导流器4111的下部被喷头4113的上部包裹并设置在喷头4113内部支撑面的上方。

喷淋限位器4114环绕上连接导流器4111和喷头4113设置，且包裹第一内套管4112，第一内套管的第一分支单元和第二分支单元和喷淋限位器内部连通，用于将喷淋水从第一分支单元和第二分支单元中引出到喷淋限位器中并通过喷头4113喷淋在纵向翅片4131上。

优选地，如图2所示，上连接组件411还设置有被冷却流体进液接头4115，其一头设置卡槽和螺纹，使之方便与分流器420连接，另一头设置螺纹，使之方便与上连接组件411的上连接导流器4111连接。通过被冷却流体进液接头，方便了上连接导流器与分流器的连接。

优选地，如图4所示，上连接组件411还设置有弹簧4116，其设置在在喷淋限位器4114上方，用于随喷淋水压力变化，调节喷淋限位器4114的高度，从而调节喷淋水的大小。本实施例的喷淋限位器，通过弹簧实现了喷淋量的弹性调节，当喷淋水水压大的时候喷淋量大、喷淋出的水滴颗粒大，当喷淋水压小的时候喷淋量小、喷淋出的水滴颗粒小。在其他实施例中，喷淋限位器可以不设置弹簧，只保留喷淋限位器4114，喷淋限位器4114通过螺纹连接或胶粘连接方式固定在上连接导流器 4111上。

优选地，在喷头4113顶部上均匀地设置20-60个喷淋槽道，喷淋槽道的深度在0.1mm-0.2mm之间。优选地，喷头4113的喷淋槽道的个数为该纵向翅片管的纵向翅片书的2倍以上，使得每个纵向翅片至少有2个喷淋槽道对应进行喷淋，提高喷淋的均匀性。

如图5所示，下连接件416包含下连接导流器4161、T字形第二内套管4162、下连接接头4163。下连接导流器4161的上部与下连接接头4163连接，下连接导流器4161的中部嵌套第二内套管4162，下连接导流器4161的下部与集液器440相连接。

第二内套管4162由竖向分布的第四分支单元、横向分布第五分支单元、横向分布第六分支单元组成，第四分支单元与第五分支单元和第六分支单元均连通，用于将换热管14的喷淋水从第五分支单元和第六分支单元中引入到第四分支单元中。

下连接接头4163由两个不同直径的下连接上圆筒、下连接下圆筒、连接下连接上圆筒和下连接下圆筒的支持壁组成；下连接上圆筒的内部放置换热管414，换热管414的下端通过插接的方式连接第二内套管4162的第四分支单元，下连接上圆筒的内壁用于插入换热管414至第四分支单元中；下连接上圆筒的内径大于换热管414 的外径；下连接上圆筒的外壁通过插接的方式连接纵向翅片管基管4132，用于插入纵向翅片管基管4132，下连接上圆筒的外壁与纵向翅片管基管呈紧配合连接。下连接接头4163下圆筒用于插入到下连接导流器4111的上部。

优选地，如图1所示，相邻的两个纵向翅片管换热单元通过对应下连接件的第二内套管的横向分布的第五分支单元和第六分支单元相互插接的方式进行连接。这样喷淋水分水器430仅需要布置在纵向翅片管换热器的两端就可以完成喷淋水分水，分水行程短，阻力小。另外相邻的两个纵向翅片管换热单元通过插接的方式连接，增强了纵向翅片管换热器整体的牢固性，使得其不易变形。

优选地，在下连接导流器4161的下部进一步设置螺纹连接的被冷却流体出液接头4164，用于下连接导流器4161与集液器40的第二被冷却流体均流器之间的连接性能。

优选地，本实用新型实施例的分流器如图6所示。分流器420由分流器进液端口421、分流器均流器主干部件422、分流器均流器枝干部件423、分流器布液孔424 组成，布液孔424与上连接组件411的上连接导流器4111(或被冷却流体进水接头) 的上部连通。待冷却液体通过进液端口421，经过均流器主干部件422、均流器枝干部件423通过设置在其下方的布液孔424通过纵向翅片管的上连接组件411进入换热器内部。

优选地，在本实用新型其他实施例中，分流器420采用逐层管状分级布水的方式进行布水。布水器由液体端口、M级分级布水单元组成；第N级分级布水单元由第N级分水器和分水管组成(如图8所示，水从分水器流出到分水管，从A口进入从B口流出)；第N级分水器为一分为二分水器或一分为三分水器或一分为四分水器(图8为一分为二或一分为四分分水器的示意图)；第N级分级布水单元通过第 N级分水器将上一级分级布水单元中的水分流到第N级分级布水器的分水管中；第 N-1级分级布水单元通过第N-1级分级布水单元的分水管连接第N级分级布水单元的第N级分水器；第M级分级布水单元通过第M级分级布水单元的分水器连接翅片管换热单元对应的液体接头。图9、图10、图11为从一分为二分水器过渡到一分为三分水器、从一分为三分水器过渡到一分为三分水器、从一分为四分水器过渡到一分为三分水器的结构示意图，通过这样的布水，可以通过对称的方式将每层的水通过一分为二(或一分为三或一分四)均匀分布到下一层，每层布水都是均匀对称布水，使得每层入水口和出水口的路径和阻力完全一致，实现了均匀性布水，保证了分液和集液的均匀性。(1≤N≤M，N和M为自然数)

优先地，集液器440参考分流器420的结构设置，通过布液孔导入待冷却液体到集液器中。

优选地，喷淋水分水器430设置的进液位置如图1所示。喷淋水分水器430设置在换热阵列410的两边，相连纵向翅片管的第二内套管4162通过横向分布的第五分支单元和第六分支单元依次相连接，喷淋水分水器430通过纵向翅片管的第二内套管4162先后流经不同的纵向翅片管的，实现喷淋水进水。

优选地，在其他实施方式中，喷淋水分水器430设置的进液位置如图6所示，通过喷淋水分水器的分支管路将喷淋水分别引至每根纵向翅片管的第二内套管4162通过横向分布的第五分支单元和第六分支单元。

纵向翅片管换热器的工作原理如图7所示，空气依次通过集液器440、喷淋水分水器430、换热阵列410、分流器420，实现对换热阵列410的冷却；喷淋水依次通过喷淋水分水器430、纵向翅片管换热管414、上连接组件411的喷头4113、纵向翅片142，先通过换热管414进行喷淋水流动，再通过上连接组件411的喷头4113 进行喷淋；被冷却流体依次通过分流器420、上连接组件411、纵向翅片管基管和换热管的间隙、下连接件416、集液器440，通过上连接组件内含内套管的结构将被冷却流体引入到纵向翅片管基管和换热管的间隙中。

本实施例的纵向翅片管换热器，通过喷淋水在换热管进行流动、被冷却流体在换热管和纵向翅片管基管之间的间隙进行流动，实现在喷淋水在流动到喷头之前发生喷淋水和被冷却流体的逆流热交换，换热能力和换热效率提升。

优选地，纵向翅片、纵向翅片管基管、换热管三者中任一结构的组成材料为铝或铝合金，纵向翅片和纵向翅片管基管一体化成型。采用铝或铝合金材料相对于采用钢材、铜等材料，纵向翅片、纵向翅片管基管、换热管重量小，减少了换热器的整体重量。纵向翅片和纵向翅片管基管一体化成型，方便安装。

优选地，纵向翅片呈辐射状分布在纵向翅片管基管上，靠近纵向翅片管基管方向的纵向翅片厚度大，远离纵向翅片管基管方向的纵向翅片厚度小。这种渐变式的纵向翅片结构，有利于在相同体积纵向翅片下，增大换热接触面积同时降低热阻，提高换热器效率。

优选地，纵向翅片管外表面设置有添加红外辐射散热材料的亲水涂层。本实施例中，这种涂层含有纳米二氧化硅或者纳米氧化铝，并含有钴、镍、锰等过渡金属氧化物。设置这样的涂层能够提高蒸发冷却换热器的热交换效率，同时更好吸附水滴形成水膜，增加喷淋水蒸发效率，整体上提高间接蒸发流体冷却装置的冷却能力。

实施例二：

本实用新型实施例二与实施一的区别点在于所采用的下连接件416的结构不同，同时喷淋水分水器430设置在集液器440的下方，如图12所示。

具体的，如图13所示，下连接部件416由十字形的下连接导流器4161、下连接接头4163、喷淋水进水接头4165组成。下连接导流器4161的上部与下连接接头4163连接，下连接导流器4161中部的左右两个分支分别与集液器440相连接或与相邻的纵向翅片管的下连接导流器4161中部的左右分支相连接，下连接导流器4161 的下部与喷淋水进水接头4165的上端通过螺纹进行连接，喷淋水进水接头4165的下端与喷淋水分水器430连接；

下连接接头4163由两个不同直径的下连接上圆筒、下连接下圆筒、连接下连接上圆筒和下连接下圆筒的支持壁组成；下连接上圆筒的内壁用于插入换热管414至喷淋水进水接头4165中，下连接上圆筒的内径大于换热管414的外径；下连接上圆筒的外壁用于插入纵向翅片管基管413，下连接上圆筒的外壁与纵向翅片管基管呈紧配合连接。

本实施例二通过与实施例一不同的下连接件，实现了实施例二纵向翅片管换热器在喷淋水在流动到喷头之前发生喷淋水和被冷却流体的逆流热交换，换热能力和换热效率提升，且下连接件无内套管结构，结构简单，方便加工。

实施例三：

如图14所示，本实施例包含外壳(图中未标出)、出风口10、风机20、收水模块30、内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器40(具体结构和工作原理参见上文实施例一和实施例二的描述)、第一湿膜50、进风口60、喷淋水泵70、第一集水箱 80。

第一集水箱80包含箱体、第一补水阀801、第一自动排污装置802。第一补水阀801设置在第一集水箱80的箱体的中上部，为自动浮球阀，用于自动补水。第一自动排污装置802设置在第一集水箱底部，由排污管、电磁阀、控制器组成，能够根据控制程序定期的打开电磁阀通过排污管进行定期自动排污，用于排出第一集水箱底部沉淀物。

风机20用于通过抽吸空气的方式使得空气从进风口60先后进入第一湿膜50、内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器40、收水模块30、出风口10；优选地，风机采用EC风机，可根据冷却塔冷却需求通过风机的风量的方式确保冷却塔的冷却功耗最低。

风机20、收水模块30、内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器40、第一湿膜50依次沿着出风方向进行设置；

第一湿膜50用于对空气进行加湿降温冷却，同时对喷淋在第一湿膜50上的喷淋水进行降温。

优选地，第一湿膜50倾斜地设置在内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器 40和第一集水箱80之间。通过湿膜倾斜设置，增加迎风面积和表面积，提高了湿膜的蒸发冷却效率。

优选地，第一湿膜为一定厚度的纸质或者高分子合成材料湿膜，使得流体冷却装置在使用时，经湿膜加湿后的空气的相对湿度不低于95％(一般地相对湿度在 95％-97％)，在湿膜上主要发生蒸发降温过程，这样使得出湿膜后的空气温度和出水温度均接近于进入该湿膜空气的湿球温度。

本实施例通过在闭式冷却塔中设置内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，在纵向翅片管换热器上发生间接蒸发的同时发生逆流热交换，提高了相同体积冷塔的冷却能力；因在本实施例中，同一喷淋水流动过程实际达到了逆流热交换和间接蒸发换热双重效果，提高了相同喷淋水功率下的换热能力，减小了冷却塔的能耗比。本实施例的冷却塔具有体积小、制冷量大等优点。

本实施例在空气进入间接蒸发换热器之间会先经过第一湿膜进行冷却，第一湿膜也同时对通过湿膜的喷淋水进行冷却，可以得到靠近湿球温度的空气和靠近湿球温度的喷淋水。利用这一的喷淋水送至间接蒸发换热器发生逆流热交换和间接蒸发换热，逆流热交换性能进一步提高，间接蒸发换热性能略有下降，整体间接蒸换热器的换热性能提升。利用这一经湿膜出来的温度更低的空气进入到间接蒸发换热器中，提高了室外空气对待冷却液体的冷却能力，提高了冷却塔的冷却能力。

实施例四：

实施例四与实施三的区别在于在第一湿膜之前增加了用于对进入湿膜的空气进行过洗涤的第二湿膜51，如图15所示。

优选地，第一湿膜50和第二湿膜51均设置在纵向翅片管换热器40的下方，且呈不同的水平倾角设置，使得通过第二湿膜的风能完全流通至第一湿膜。在第二湿膜的顶部设置有布水器511，通过第二喷淋水泵71将集水池的水抽至第二湿膜51，通过第二湿膜51对进入第一湿膜的空气进行洗涤，起到净化空气和降温空气的作用，这样进入纵向翅片管换热器温度更低，提高了冷却塔的冷却能力和冷却塔蒸发冷却单元的洁净度。

优选地，如图15所示，闭式冷却塔在设置第一集水箱80外，还设置有第二集水箱81，第二喷淋水泵从第二集水箱中抽水。在未设置第二集水箱的情况下，第二喷淋水泵从第一集水箱中抽水。

优选地，如图16所示，第二集水箱81由水箱箱体、第二补水阀811、第二自动排污装置812、隔板813、滤网814、挡板815组成，被分成A、B、C三个区域。第二补水阀811和第二自动排污装置812的位置设置和型号选择与第一补水阀801 和第一自动排污装置802一致。第二补水阀811设置在C区中上部，第二喷淋水泵 71的抽水口设在C区域的下部，第二自动排污装置802的排污入口设置在B区域的底部，第二自动排污装置802能定期对第二集水池进行排污。

隔板813倾斜设置，一端靠近第二集水箱的左底部，另一端设置第二集水箱顶部边缘的中部，第二集水箱的左侧和隔板构成第一区域A区域，用于初步过来经湿膜流出的喷淋水。隔板813为多孔板，对自第二湿膜51上流下的水中携带的灰尘及杂质进行阻挡沉降；

滤网814优选为为80目不锈钢丝网，位于第二集水箱第二、第三区域之间，对进入第三区域的喷淋水进一步过滤。

挡板815用于阻挡B区域底部的沉淀物进入到C区域中，使得喷淋水在B区域中发生重力沉降，只有没过挡板815的水才能进入到C区域中。

滤网814一端设置在第二集水箱顶部边缘的中部，另一端设置在挡板815上。

通过在第二集水箱内设置隔板813、滤网814、挡板815，能够将第二集水箱分割成3个区域，经湿膜留出的喷淋水必须通过隔板813、滤网814和挡板815才能进入到第三区域C区中，被第二喷淋水泵抽走。通过隔板813的阻挡、B区域中的重力沉降、挡板815的二次阻挡、滤网814的过滤，使得被第二喷淋水泵抽出的水较为干净。

本实施例，通过在第二湿膜下方进一步设置带自动排污装置、隔板、滤网、挡板的第二集水箱，通过自动排污装置定期排出第二集水箱内的沉淀物，通过阻挡沉降、重力沉降、过滤保证了第二喷淋水抽出的水的净化度，使得第二湿膜不易堵塞，减少人工清洗第二湿膜的次数。

在其他实施例情况下，第一集水池也可以设置如第二集水池的结构，过滤保证了第二喷淋水抽出的水的净化度，确保了冷却水系统的洁净性，减少维护次数。

实施例五：

实施例五与实施四的区别在于在第二湿膜之前增加了用于对进入湿膜的空气进行预冷的空气预冷表冷器90，如图17所示。

空气预冷表冷器90可以是盘管或径向翅片管型换热器；优选地，空气预冷表冷器为径向翅片管型换热器。优选地，通过选择径向翅片管的参数，使得本实施中，流经空气预冷表冷器的外部空气温度降低2-10℃(全年工况)，流经空气预冷表冷器的喷淋水温度升高1-5℃(全年工况)。

优选地，径向翅片管换热器如图17所示，由盘管和翅片组成，径向翅片管换热器上的翅片均匀排布，完整覆盖并均匀分割翅片管换热器内部的空气流通空间，并且在沿气流方向呈波纹状或者沿气流方向呈交错排列；喷淋水的流动方向在径向翅片管换热器层间相对气流方向呈逆流排列，这样的径向翅片管换热器设置对空气的冷却效果最好。

本实施例的空气预冷表冷器90可以如图17所示，设置在冷却塔外部进风方向上，也可设置在冷却塔内部进风方向上。优选地，在空气预冷表冷器前面设置导风百叶，起导风稳流作用。

本实施例，通过优选空气预冷表冷器，实现了对外部空气明显的降温，有利于后续通过湿膜后的空气温度接近于外部空气露点温度，实现了对喷淋水明显的升温，有利于提高后续在第二湿膜上喷淋水的蒸发量，提高第二湿膜的蒸发冷却能力，使得第二集水箱的水温接近露点温度。因通过第二湿膜的空气温度接近露点温度，通过第一湿膜的空气温度和通过第一湿膜的喷淋水也接近于露点温度，这样进入纵向翅片管换热器的喷淋水温度更低，进入纵向翅片管换热器的空气温度更低，从而整体上提高本实施例的冷却能力。

实施例六：

实施六与其他实施例相比，区别特征在于收水模块优选为径向翅片管表冷器，被冷却流体先流入径向翅片管表冷器，再流入到纵向翅片管换热器。

通过将收水模块设置为径向翅片管表冷器，充分利用空气中的余冷对被冷却流体进行冷却，提高冷却塔空气余冷利用率，提高闭式冷却塔的冷却能力。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

包含由若干纵向翅片管换热单元组成的阵列、换热器框体、分流器、喷淋水分水器、集液器；

所述纵向翅片管换热单元由集成喷头的上连接组件、纵向翅片管、换热管、下连接件组成；

所述换热管上部通过所述上连接组件的内部管路连接所述上连接组件的所述喷头，所述换热管下部通过所述下连接件的内部管路连接所述喷淋水分水器，所述换热管中部设置在所述纵向翅片管的纵向翅片管基管内部；

所述上连接组件的上端与所述分流器连通，所述上连接组件的下端与所述纵向翅片管基管和所述换热管分别连通；所述上连接组件的所述喷头对准所述纵向翅片进行设置，所述喷头与所述换热管通过所述上连接组件的内部管路连通；

所述下连接件设置在所述纵向翅片管基管的下方，所述下连接件的上端与所述换热管和所述翅片管基管分别连通，所述集液器通过所述下连接件和所述翅片管基管连通，所述喷淋水分水器通过所述下连接件和所述换热管连通。

2.根据权利要求1所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

所述上连接组件包含上连接导流器、T字形第一内套管、喷头、喷淋限位器；

所述喷头整体呈上宽下窄的中空结构，所述喷头上部的内部嵌套设置所述上连接导流器的下部，所述喷头的下部的内部嵌套设置所述换热管，所述喷头的下部的外部通过插接的方式连接所述翅片管基管的上部；所述喷头顶部的外表面设置若干凹形槽用于作为喷淋水喷淋通道；

所述第一内套管由横向分布第一分支单元、横向分布第二分支单元和竖向分布的第三分支单元组成，所述第三分支单元与所述第一分支单元和所述第二分支单元均连通；

所述上连接导流器的上端和所述分流器相连接，所述上连接导流器的下部内嵌套所述第一内套管；所述上连接导流器的下部被所述喷头的上部包裹并设置在所述喷头内部支撑面的上方；

所述喷淋限位器环绕所述上连接导流器和所述喷头设置，且包裹所述第一内套管，所述第一内套管的所述第一分支单元和所述第二分支单元和所述喷淋限位器内部连通。

3.根据权利要求1所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

所述喷头的顶部均匀设置20-60个喷淋槽道，所述喷淋槽道的深度在0.1mm-0.2mm之间。

4.根据权利要求1所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

所述喷淋水分水器设置在所述集液器上方；

所述下连接件包含下连接导流器、T字形第二内套管、下连接接头；

所述下连接导流器的上部与所述下连接接头的下部连接，所述下连接导流器的中部嵌套所述第二内套管，所述下连接导流器的下部与所述集液器相连接；

所述第二内套管由竖向分布的第四分支单元、横向分布第五分支单元、横向分布第六分支单元组成，所述第四分支单元与所述第五分支单元和所述第六分支单元均连通；

所述下连接接头由下连接上圆筒、下连接下圆筒、连接所述下连接上圆筒和所述下连接下圆筒的支持壁组成；所述下连接上圆筒的内部设置所述换热管，所述换热管下端通过插接的方式连接所述四分支单元；所述下连接上圆筒的外壁通过插接的方式连接所述纵向翅片管基管；所述下连接接头下圆筒通过插接的方式连接所述下连接导流器的上部。

5.根据权利要求4所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

相邻的两个所述纵向翅片管换热单元通过对应的所述下连接件的所述第二内套管的横向分布的所述第五分支单元和所述第六分支单元相互插接的方式进行连接。

6.根据权利要求1所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

所述喷淋水分水器设置在所述集液器下方；

所述下连接件包含十字形的下连接导流器、下连接接头、喷淋水进水接头；

所述下连接导流器的上部与所述下连接接头的下部连接，所述下连接导流器中部的左右两个分支分别与集液器相连接或与相邻的所述纵向翅片管的所述下连接导流器中部的左右分支相连接，所述下连接导流器的下部与所述喷淋水进水接头的上端通过螺纹进行连接，所述喷淋水进水接头的下端与所述喷淋水分水器连接；

所述下连接接头由下连接上圆筒、下连接下圆筒、连接所述下连接上圆筒和所述下连接下圆筒的支持壁组成；所述下连接上圆筒的内壁用于插入所述换热管至所述喷淋水进水接头中，所述下连接上圆筒的内径大于所述换热管的外径；所述下连接上圆筒的外壁用于插入所述纵向翅片管基管，所述下连接上圆筒的外壁与所述纵向翅片管基管呈紧配合连接；所述下连接下圆筒用于插入到所述下连接导流器的上部。

7.根据权利要求6所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

相邻的两个所述纵向翅片管换热单元通过对应的所述下连接导流器的横向左右分支相互插接的方式进行连接。

8.根据权利要求1所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

所述纵向翅片管的外表面设置有添加红外辐射散热材料的亲水涂层。

9.根据权利要求1所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，其特征在于：

所述分流器或所述喷淋水分水器或所述集液器由液体端口、M级分级布水单元组成；第N级分级布水单元由第N级分水器和分水管组成；所述第N级分水器为一分为二分水器或一分为三分水器或一分为四分水器；所述第N级分级布水单元通过所述第N级分水器将上一级分级布水单元中的水分流到所述第N级分级布水器的分水管中；第N-1级分级布水单元通过所述第N-1级分级布水单元的分水管连接所述第N级分级布水单元的第N级分水器；第M级分级布水单元通过所述第M级分级布水单元的分水器连接所述翅片管换热单元对应的液体接头。

10.一种闭式冷却塔，其特征在于：

所述闭式冷却塔包含如权利要求1-9之一所述的内置换热套管和喷头的纵向翅片管换热器，所述纵向翅片管换热器用于所述冷却塔工作时，喷淋水对被冷却流体进行逆流热交换和间接蒸发换热。

11.根据权利要求10所述的闭式冷却塔，其特征在于：

所述闭式冷却塔还包含出风口、风机、收水模块、第一湿膜、进风口、第一喷淋水泵、第一集水箱；

所述风机设置在所述闭式冷却塔的顶部，通过抽吸空气的方式使得空气从进风口先后进入第一湿膜、所述纵向翅片管换热器、收水模块、出风口；

所述风机、所述收水模块、所述纵向翅片管换热器、所述第一湿膜依次沿着出风方向进行设置。

12.根据权利要求11所述的闭式冷却塔，其特征在于：

所述闭式冷却塔还包含第二湿膜，第二湿膜设置在第一湿膜的迎风面上。

13.根据权利要求12所述的闭式冷却塔，其特征在于：

所述闭式冷却塔还包含第二集水箱；

所述第二集水箱包含第二补水阀、第二自动排污装置、隔板、滤网、挡板，用于对喷淋水进行沉降排污。

14.根据权利要求13所述的闭式冷却塔，其特征在于：

所述闭式冷却塔还包括空气预冷表冷器；

所述空气预冷表冷器设置所述第二湿膜的迎风面上。

15.根据权利要求11所述的闭式冷却塔，其特征在于：

所述收水模块为径向翅片管表冷器。

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