CN219347412U - 一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统，在原有冷却塔的进风口的檐口处设置加热系统，冷却塔的进水管引出一条旁路管道，将进水管内的一小部分热水引入到加热系统内，利用冷却塔的进水热量作为热源，以封闭的形式在加热系统内循环，并对冷却塔的进风口容易附着结冰的位置进行换热，本方案制作成本低，安装简单且方便灵活，不需破坏冷却塔的原有结构，后期维护成本更低，并且利用冷却塔回水自身的热量进行消冰，无需额外的能量输入和能源消耗，也不影响冷却塔的冷却效率，同时还能到达更好的防结冰效果，且受极寒天气影响较小。

Description

一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统

技术领域

本实用新型涉及冷却塔的设计领域，具体涉及一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统。

背景技术

冷却塔是一种水流在塔内垂直落下,气流方向与水流方向相反的冷却塔，是水冷却的一种装置，水在其填料内与流过的空气进行热交换、质交换，致使水温下降。

在我国北方地区，冷却塔冬季运行时易受到冰冻危害的侵袭，尤其在冷却塔的进风口位置，由于进风口位置冷量大，会形成大量的冰柱，一方面冰柱会影响冷却塔内的通风，降低了冷却塔的效率，甚至结出的冰墙封死进风口，造成塔外冷空气已无法进入塔内，使冷却塔丧失冷却效果，造成塔内水温升高超标，使冷却器的不能正常运行，也使相连的整个生产装置受到影响，另一方面，冷却塔结冰常常造成塔体结构的严重破坏，塔内边层填料因结冰而导致严重破损。

实用新型内容

本申请的一些实施例中，提供了一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统，解决了现有技术冷却塔在冬季运行时进风口位置会结冰的问题。

本申请的一些实施例中，对冷却塔进风口进行了改进，在冷却塔进风口位置加设加热系统，将进水管引出旁路，为主管路，利用冷却塔的进水热量作为热源，以封闭的形式在加热系统内循环，主管路通过支管路连通末端换热装置，对冷却塔的进风口容易附着结冰的位置进行换热，利用冷却塔回水自身的热量进行消冰，无需额外的能量输入和能源消耗，也不影响冷却塔的冷却效率，同时还能到达更好的防结冰效果，且受极寒天气影响较小。

本申请的一些实施例中，对换热装置进行了改进，换热装置包含但不限于：

冷却塔塔体原有的结构作为换热装置；

冷却塔塔体原有的结构外部额外包覆有空心管或空心板作为换热装置；

冷却塔塔体的进风口位置冷度大且水滴容易聚集的位置加设有能够滴落热水的空心管作为换热装置；

换热装置的设计形式具有制作成本低，安装简单且方便灵活，不需破坏冷却塔的原有结构，后期维护成本更低。

本申请的一些实施例中，公开了一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统，冷却塔包括内部形成有风道的冷却塔塔体、风道两端的进风口和出风口、设置于冷却塔塔体底部的蓄水池、设置于风道内部的填料，以及用于向填料引入并灌注或喷淋热水的进水管。

本申请的一些实施例中，进风口的檐口处设置加热系统，加热系统包括主管路和连接于主管路的支管路，主管路连通进水管，冷却塔的进水热量作为热源并以封闭的形式在加热系统内循环，多根支管路末端分别连接有换热装置，用于对进风口对应空间进行换热。

本申请的一些实施例中，冷却塔塔体内部固定有多根并列布置的支撑管，且填料放置于支撑管上，其中，支撑管作为换热装置，支撑管为空心管，多根支撑管首尾依次相连通形成第一换热流道。

本申请的一些实施例中，进风口位置对应设置有多个由上至下并列排布的导流板，且导流板两端分别可转动地固定在进风口两侧的墙壁上，其中，导流板作为换热装置，导流板为空心板，多个导流板首尾依次连通形成第二换热流道。

本申请的一些实施例中，冷却塔塔体的底端设置有若干支撑腿，且支撑腿的表面外部均包覆有第一换热板，其中，第一换热板作为换热装置，第一换热板为空心板，多个第一换热板首尾相连形成第三换热流道。

本申请的一些实施例中，填料底部贴附固定有多个第二换热板，第二换热板放置于冷却塔塔体的支撑梁上，其中，第二换热板作为换热装置，第二换热板为空心板，多个第二换热板首尾相连形成第三换热流道。

本申请的一些实施例中，进风口的上檐位置贴附固定有第一换热管，第一换热管的管壁沿进风口由外向内方向，固定连通有多个相互平行的第二换热管，其中，第一换热管和第二换热管作为换热装置，第一换热管和第二换热管为空心管，第一换热管和多根第二换热管内部形成第四换热流道。

本申请的一些实施例中，第二换热管管的上均布开设有多个滴孔，滴孔位置正对蓄水池设置

本申请的一些实施例中，檐口处为进风口向冷却塔塔体内部延伸形成的平面，檐口处的长度为冷却塔塔体壁面长度的1/4。

本申请的一些实施例中，主管路上设置有主给水阀门，且支管路上设置有支给水阀门。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型设计采用了上述技术方案，经试验试用结果表明，它与现有技术相比，能有效的解决逆流式冷却塔冬季结冰的严重问题，实现全塔冬季无冰作业的优良效果，能使冷却塔安全稳定运行等优点，具有结构新颖，设计创新，使得冷却塔冬季进风口的水滴无法生根结冰，利用冷却塔回水自身的热量进行消冰，无需额外热源，造价低廉，可长期安全无维修运行，提高使用可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的一些实施例中冷却塔外观结构图之一；

图2是本实用新型的一些实施例中冷却塔外观结构图之一；

图3是本实用新型的一些实施例中冷却塔内部结构图之一；

图4是本实用新型的一些实施例中冷却塔内部结构图之一；

图5是本实用新型的一些实施例中加热系统结构图。

附图标记：

包括：100、冷却塔塔体；111、进风口；112、出风口；120、蓄水池；130、填料；140、进水管；150、支撑腿；160、支撑梁；210、主管路；220、支管路；300、支撑管；400、导流板；500、第一换热板；600、第二换热板；700、第一换热管；800、第二换热管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的一些实施例提供了一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统，如图1-图5所示，公开了一种用于冷却塔进风口111防结冰的加热系统。

冷却塔包括内部形成有风道的冷却塔塔体100、风道两端的进风口111和出风口112、设置于冷却塔塔体100底部的蓄水池120、设置于风道内部的填料130，以及用于向填料130引入并灌注或喷淋热水的进水管140。

冷却塔的基本冷却流程为：

外部热水由进水管140道进入到冷却塔内部，热水经过喷淋嘴从填料130的上部喷入到填料130内。

冷却塔塔顶通常设置有风机，用于将气流由冷却塔塔体100底部的进风口111吸入到冷却塔塔体100内，外部的冷风经进风口111，由填料130底部进入到填料130内，冷风和热水在填料130内进行换热对热水进行降温。

而进风口111位置风速大温度低，空气中的水蒸气容易在进风口111位置冷凝结冰，形成大量的冰柱，影响冷却塔内的通风。

为解决这一问题，本申请在进风口111的檐口处设置加热系统。

在本申请的一些实施例中，加热系统包括主管路210和连接于主管路210的支管路220。

主管路210连通进水管140，冷却塔的进水热量作为热源并以封闭的形式在加热系统内循环，无需额外热源，节约成本。

多根支管路220末端分别连接有换热装置，用于对进风口111对应空间进行换热。

需要说明的是，本实用新型设计采用了上述技术方案，经试验试用结果表明，它与现有技术相比，能有效的解决逆流式冷却塔冬季结冰的严重问题，实现全塔冬季无冰作业的优良效果，能使冷却塔安全稳定运行等优点，具有结构新颖，设计创新，使得冷却塔冬季进风口111的水滴无法生根结冰。

本方案用冷却塔的进水自身的热量进行消冰，无需额外热源，造价低廉，可长期安全无维修运行，提高使用可靠性。

基于上述基本技术构思，对于本申请的换热装置设计思路包括但不限于如下形式：

冷却塔塔体100原有的结构作为换热装置。

冷却塔塔体100原有的结构外部额外包覆有空心管或空心板作为换热装置。

冷却塔塔体100的进风口111位置冷度大且水滴容易聚集的位置加设有能够滴落热水的空心管作为换热装置。

需要说明的是，基于上述换热装置的设计构思，本申请换热装置具有安装简单且方便灵活，不需破坏冷却塔的原有结构，后期维护成本更低。

基于上述换热装置的设计思路

实施例1(冷却塔塔体100原有的结构作为换热装置)

如图3、图4和图5所示，冷却塔塔体100内部固定有多根并列布置的支撑管300，且填料130放置于支撑管300上。

其中，支撑管300作为换热装置。

支撑管300为空心管。

多根支撑管300首尾依次相连通形成第一换热流道。

需要说明的是，支撑管300为冷却塔的原有结构，主要作用在于支撑填料130，在实际工作过程中，支撑管300位置冷风流速和流量大，该位置温度低，极容易结冰。

本实施例的改进构思在于考虑到支撑管300本身内部中空，将多根支撑管300首尾利用管路连通，内部通过主管路210和支管路220引入进水管140中的热水，将支撑管300加热，避免支撑管300位置由于温度低聚集冷凝水而形成冰柱。

实施例2(冷却塔塔体100原有的结构作为换热装置)

如图3、图4和图5所示，进风口111位置对应设置有多个由上至下并列排布的导流板400，且导流板400两端分别可转动地固定在进风口111两侧的墙壁上。

其中，导流板400作为换热装置。

导流板400为空心板。

多个导流板400首尾依次连通形成第二换热流道。

需要说明的是，导流板400为冷却塔的原有结构，可转动地安装在进风口111位置作为挡风叶片，其能够转动调整进风口111的进风角度和气流流向。

在实际工作中，进风口111的导流板400直接接触外部的冷空气，其表面温度较低，容易结冰。

本实施例的改进构思在于将导流板400设置为内部中空的挡板，并将多个导流板400首尾利用管路连通，内部通过主管路210和支管路220引入进水管140中的热水，将导流板400加热，提升导流板400的表面温度，避免导流板400位置由于温度低聚集冷凝水而形成冰柱。

实施例3(冷却塔塔体100原有的结构外部额外包覆有空心管或空心板作为换热装置)

本申请的一些实施例中，如图3、图4和图5所示，冷却塔塔体100的底端设置有若干支撑腿150，且支撑腿150的表面外部均包覆有第一换热板500。

其中，第一换热板500作为换热装置。

第一换热板500为空心板。

多个第一换热板500首尾相连形成第三换热流道。

需要说明的是，用于支撑冷却塔塔体100的支撑腿150，其要承受冷却塔塔体100和其内部调料等工作模块的全部重量，所以多数为实心钢架搭建或者混凝土浇筑，所以无法像上述实施例一样，直接在内部形成热水流道，因此，本方案的解决思路是在支撑腿150的表面包覆一层第一换热板500，并在第一换热板500内通热水，实现加热，避免支撑腿150位置结冰。

实施例4(冷却塔塔体100原有的结构外部额外包覆有空心管或空心板作为换热装置)

本申请的一些实施例中，如图3、图4和图5所示，填料130底部贴附固定有多个第二换热板600，第二换热板600放置于冷却塔塔体100的支撑梁160上。

其中，第二换热板600作为换热装置。

第二换热板600为空心板。

多个第二换热板600首尾相连形成第三换热流道。

需要说明的是，支撑梁160为用于搭建支撑管300的基本梁架结构，其位置在进风口111两侧墙壁的顶部，冷却塔塔体100底部的基础梁架，支撑管300架设在支撑梁160上，所以，支撑梁160需要一定的强度和承载力，在上述实施例1中，支撑管300为空心管，其内部可以通热水加热，而支撑梁160部分由于其承载特性，所以只能为实心钢架结构，所以与上述实施例3的设计构思相同，在其位置贴附安装第二换热板600，在第二换热板600内部通热水，利用第二换热板600对支撑梁160位置进行加热，避免该位置的结冰。

实施例5(冷却塔塔体100的进风口111位置冷度大且水滴容易聚集的位置加设有能够滴落热水的空心管作为换热装置)

本申请的一些实施例中，如图3、图4和图5所示，进风口111的上檐位置贴附固定有第一换热管700，第一换热管700的管壁沿进风口111由外向内方向，固定连通有多个相互平行的第二换热管800。

其中，第一换热管700和第二换热管800作为换热装置。

第一换热管700和第二换热管800为空心管。

第一换热管700和多根第二换热管800内部形成第四换热流道。

需要说明的是，进风口111的上檐位置由于其具有一定的坡度，液化的水滴容易在上檐末端位置聚集低落，形成冰柱，因此，针对该位置，本申请在上檐处安放有第一换热管700，将该位置温度升高，避免结冰。

第二换热管800并列均布在支撑梁160之间，用于对支撑梁160之间的空间进行加热换热。

基于上述实施例，如图3和图4所示，冷却塔塔体100的进风口111位置冷度大且水滴容易聚集。

第二换热管800上均布开设有多个滴孔，滴孔位置正对蓄水池120设置。

需要说明的是，第二换热管800具有加热能力后，虽然能很大程度上抑制冰柱的产生，但是在我国的北方地区，温度过冷的时候，第二换热管800位置还是会有冰柱形成，究其原因，一方面该位置风速快，冷度大，虽然对第二换热管800进行走热水加热，但是在极端天气下，其热量不足以抑制结冰，另一方面，在于第二换热管800位置湿度比较高，第二换热管800表面容易附着水，附着的水和空气的水蒸汽液化的水会大量聚集，第二换热管800表面的水也会带走第二换热管800的部分热量，导致该位置温度低，从而形成冰柱。

因此，在本实施例中，在第二换热管800上开孔，优选地的可以选择性地在靠近进风口111外侧，位于容易聚集水滴和温度低位置的第二换热管800开孔，孔内向外低落热水，热水会将第二换热管800表面的附着水带落，使水不在第二换热管800表面聚集，从根本上解决冰柱形成，而滴落的热水时刻保持流动，所以其本身不会结冰。

滴落的水滴入到蓄水池120内进行回收，避免水资源的浪费。

另外，采用水滴落的形式可以利用少量的水就能够达到避免结冰的效果，而这部分水虽然不参与填料130的冷却换热，但是这部分水经过自然空气的交换冷却，而且这部分水量较少，虽然直接被蓄水池120回收，并不影响冷却塔整体的冷却效果。

本申请的一些实施例中，如图4所示，檐口处为进风口111向冷却塔塔体100内部延伸形成的平面。

檐口处的长度为冷却塔塔体100壁面长度的1/4。

需要说明的是，对于上述实施例，由于上述实施例中采用的热源来源为进水管140内的热水，该部分热水原本是需要在填料130内进行换热冷却，所以，为了不影响正常的冷却效果，需要严格控制(尽可能少的)使用进水管140的对换热装置进行加热的热水量。

本方案需要有针对性的对进风口111易结冰的位置安装换热装置，避免过度、过量的铺设换热装置影响冷却塔正常冷却效果，因此经过大量试验后，仅需要在冷却塔塔体100壁面长度的1/4(即檐口处)位置铺设换热装置就能够解决进风口111结冰的问题。

这样在整个冷却塔冬季运行时，打开主管路210和支管路220，引出进水管140内的加热用水后就会出现冷却塔两侧约1/2处的淋水密度增加，相应的塔内的1/2处的淋水密度减少，这样更有利于冷却塔的整体防冰。

本申请的一些实施例中，主管路210上设置有主给水阀门，且支管路220上设置有支给水阀门(图中未示出)。

需要说明的是，阀门的作用在于能够针对性的控制换热装置的开关。

例如，在冬季气温相对比较温暖的天气，可以针对性的关闭一些对应安装在不容易结冰位置的换热装置的支给水阀门，使该部分的热水参与到填料130换热中，增加冷却塔的换热冷却效果。

在夏季则可以关闭主管路210的主给水阀门，全部热水参与填料130的冷却换热。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型设计采用了上述技术方案，经试验试用结果表明，它与现有技术相比，能有效的解决逆流式冷却塔冬季结冰的严重问题，实现全塔冬季无冰作业的优良效果，能使冷却塔安全稳定运行等优点，具有结构新颖，设计创新，使得冷却塔冬季进风口的水滴无法生根结冰，利用冷却塔回水自身的热量进行消冰，无需额外热源，造价低廉，可长期安全无维修运行，提高使用可靠性。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于冷却塔进风口防结冰的加热系统，所述冷却塔包括内部形成有风道的冷却塔塔体、所述风道两端的进风口和出风口、设置于所述冷却塔塔体底部的蓄水池、设置于所述风道内部的填料，以及用于向所述填料引入并灌注或喷淋热水的进水管，

其特征在于，所述进风口的檐口处设置加热系统；

所述加热系统包括主管路和连接于所述主管路的支管路；

所述主管路连通所述进水管，所述冷却塔的进水热量作为热源并以封闭的形式在所述加热系统内循环；

多根所述支管路末端分别连接有换热装置，用于对所述进风口对应空间进行换热。

2.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述冷却塔塔体内部固定有多根并列布置的支撑管，且所述填料放置于所述支撑管上；

其中，所述支撑管作为所述换热装置；

所述支撑管为空心管；

多根所述支撑管首尾依次相连通形成第一换热流道。

3.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述进风口位置对应设置有多个由上至下并列排布的导流板，且所述导流板两端分别可转动地固定在所述进风口两侧的墙壁上；

其中，所述导流板作为所述换热装置；

所述导流板为空心板；

多个所述导流板首尾依次连通形成第二换热流道。

4.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述冷却塔塔体的底端设置有若干支撑腿，且所述支撑腿的表面外部均包覆有第一换热板；

其中，所述第一换热板作为换热装置；

所述第一换热板为空心板；

多个所述第一换热板首尾相连形成第三换热流道。

5.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述填料底部贴附固定有多个第二换热板，所述第二换热板放置于所述冷却塔塔体的支撑梁上；

其中，所述第二换热板作为换热装置；

所述第二换热板为空心板；

多个所述第二换热板首尾相连形成第三换热流道。

6.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述进风口的上檐位置贴附固定有第一换热管，所述第一换热管的管壁沿进风口由外向内方向，固定连通有多个相互平行的第二换热管；

其中，所述第一换热管和第二换热管作为换热装置；

所述第一换热管和第二换热管为空心管；

所述第一换热管和多根第二换热管内部形成第四换热流道。

7.如权利要求6所述的加热系统，其特征在于，所述第二换热管管的上均布开设有多个滴孔；

所述滴孔位置正对所述蓄水池设置。

8.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述檐口处为所述进风口向所述冷却塔塔体内部延伸形成的平面；

所述檐口处的长度为所述冷却塔塔体壁面长度的1/4。

9.如权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述主管路上设置有主给水阀门，且所述支管路上设置有支给水阀门。

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