CN2422614Y - 冷却水塔除雾结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冷却水塔除雾结构,是将板片热交换器于冷却水塔填充材上端,使进入冷却水塔的空气流,分别流经板片热交换器及填充材形成上下两层的空气流,上层的空气流与冷却水隔著板片热交换器进行显热热传,不吸收水分而保持其干度;冷却水流出后与下层的空气流进行直接接触热质传,空气吸收了水气并将冷却水再冷却;然后下层的湿热空气与上层的干热空气流混合后排至大气中,降低了湿度,减少甚至免除了排出空气时形成水雾的现象。

Description

冷却水塔除雾结构

本实用新型涉及一种冷却水塔除雾结构，且特别是指一种可减少甚至免除冷却水塔排出白烟现象的水塔结构。

传统的冷却水塔经常被用于冷冻空调系统或工业制程机构的冷却用，例如在冷冻空调系统中其循环的冷却水主要目的是作为冰水主机冷媒的冷凝用，当冷却水于冷凝器内吸收冷媒冷凝所排放的热量后，冷却水温度会上升，为了将此冷却水循环再利用，因此在冷却水塔内藉由内部的空间进行空气与水的直接对流热交换及质传，此空间通常装有填料以增加冷却水与空所的热质传递面积，并用一风扇将空气自下向上抽送，上升的空气与自洒水单元洒落的冷却水直接触，部分的冷却水因蒸发气化与被空气吸收带离，蒸发气化的冷却水带走热量，而达到冷却水温降低的作用，此低温的冷却水即可藉由循环泵输送至冷凝器吸收冷媒冷凝所释放出的热能。

以上是为一般所谓开放型冷却水塔的结构，若为密闭型的冷却水塔，冰水主机内循环的冷却水(一次侧水)并不直接与空气及洒落的冷却水(二次侧水)进行对流热交换及质传，而是通过一次侧水在管排或板片热交换器内流动，藉由热交换器壁面与空气及二次侧水进行热交换完成冷却。

然而水雾(白烟)一直是各类型冷却水塔共同感到困扰的问题之一，原因是高湿高温的冷却水塔排气因其湿度已近饱和，排气时遇到低温的外界空气时，排气的湿度便高于饱和湿度而达到过饱和状态，水气很快的聚集，于是湿热空气自冷却水塔排出时便容易产生白烟，此烟雾不但影响视觉，使周围视觉受到障碍，同时排出烟雾一向容易与周围污染性空气混合或容易被误判为空气污染源，特别是冷却水塔不但设于工厂的工业区，凡商业区建筑或住宅区都有，在现今环保意识不断增强的趋势下，常受到许多不必要的争议。显然改善冷却水塔产生水雾是企业者及使用者迫切需要的。

本实用新型的目的在于提出一种由壳体、热交换器、散水盘，填充材及风扇所组成的冷却水塔除雾结构，它具有减少甚至免除了排出空气时形成水雾的现象，从而解决了现有技术所存在的问题。

本实用新型所采用的技术方案在于它至少包括：

一壳体，它具有一第一空气入口、一第二空气入口与一空气出口；

一热交换器，它置于近该空气出口的第一空气入口处，内部流有冷却水；

一散水盘，它置于该热交换器下方，承接由该热交换器流出的冷却水；

一填充材，它置于近该第二空气入口处且位于该散水盘下方，承接由该散水盘洒落的冷却水，藉以使冷却水与由该第二空气入口流入的空气进行热交换而再冷却；以及

一风扇，它置于该壳体上的空气出口处，用以带动空气分别由该第一空气入口与该第二空气入口进入冷却该热交换器内与该填充材上的冷却水，形成混合后为远低于包和温度的高温空气排出该壳体外。

本实用新型的优点在于：进入冷却水塔的空气流，分别流经散水盘上方的板片热交换器及下方的填充材形成上下两层的空气流道，位于上层的空气流与冷却水隔著板片热交换器进行显热热传，不吸收水分因而保持其干度并达到预冷冷却水的效果；冷却水流出后与下层的空气流进行直接接触热质传，空气吸收了水气并将经过预冷的冷却水再冷却；下层的湿热空气流至出口前与上层的干热空气流先混合后才由风扇抽离排到大气中，降低了湿度，因此减少甚至免除了排出空气时形成水雾(白烟)的现象。

图1本实用新型的空气温度与湿度的关系曲线图；

图2和图3为本实用新型的正视图和侧视图；

图4和图5为本实用新型的板片式热交换器的正视图与俯视图。

在本实施例中，它是以一种由两板片组合成的板片式热交换器，采用多组的排列方式，应用于现有冷却水塔结构中以减少或免除排出空气产生水雾的现象。是指一种将板片式热交换器加装于公知冷却水塔上层，而下层仍保留原有的设计，使要冷却的水先经过上层板片式热交换器的内流场，接著再均匀撒于下层结构具有的填充材表面，流往板片式热交换器及流经填充材料表面的空气流经由中间的散水盘分隔，使空气流分为上下两层，上层空气流不与冷却水直接接触，空气与冷却水相互间通过板片式热交换器壁面，仅具有显热热传，因此上层的空气流因只吸收显热，仅温度上升，含湿量不变，仍保持空气流入口的干燥空气。即如图1的空气的温度与湿度关系曲线图所示的点0至点1，点0为外界空气条件，点1为通过板片热交换器的空气条件。下层空气流流经填充材时与填充材表面的冷却水直接接触，空气不但与冷却水进行显热热传，且更重要的是空气因具有吸湿的能力使冷却水挥发，冷却水通过部份水的蒸发被空气流带离的同时，蒸发的冷却水便同时将潜热带离，剩余的冷却水温度便可降低至预设值，下层空气流会吸收蒸发的冷却水而增加含湿量，并接近饱和，如图1的空气关系曲线图所示的点0至点2，点2由于非常接近饱和状态(相对湿度接近100％)，加上外界空气条件(0点)温度较低，因此传统的冷却水塔空气出口会产生水雾现象。

本实用新型由于冷却塔出口空气是冷却水塔上层含湿量较低的空气流及冷却水塔下层含湿量较高的空所流的混合流，上层含湿量较低的空气流具有稀释下层含湿量较高的空气流的水蒸气含量的效果，使整体混合流的水蒸气含量远离饱和线的水蒸气含量，如图1所示的点3。空气出口遇到大气冷空气时不会立即达到饱和曲线，因有充分时间与外界空气混合稀释，不会有产生水雾的凝结现象。本实用新型构想即是利用此原理，以板片式热交换器做为冷却水预冷的应用，并达到减少或避免冷却水塔排气产生水雾的效果。

根据上述原理，结合上述的各附图来进一步说明本实用新型的较佳具体实施例，本实用新型构思用于开放式冷却水塔的结构可如图2和图3所示。它包括有一作为机架结构的壳体10、一为进行预冷冷却水效果板片式热交换器12、一为做为冷却水与空所进行热质传递介质的填充材16、一为风扇组18、一为填充材上的冷却水散水盘14、一为冷却水塔下方的承水槽20以及一为一次侧冷却水的进水总管等。其中壳体10具有一第一空气入口102、一第二空气入口104与一空气出口106，将热交换器12置于近空气出口106的第一空气入口处102，热交换器12内部流著一次侧冷却水，将散水盘14置于热交换器12下方，承接由热交换器12流出的冷却水，再将填充材16置于近第二空气入口104处且位于散水盘14下方，承接由散水盘洒落的冷却水，最后风扇18则置于壳体10上的空气出口106，用以带动空气分别由第一空气入口102与第二空气入口104进入冷却热交换器12内与填充材16上的冷却水，形成混合后为远低于饱和湿度的高温空气排出壳体外。

板片式热交换器12应用于预冷冷却为本实用新型的主要重点，板片形状可为各种形式，{图4和图5}为其中的一例，由具有相同形状的山纹126板片120，采用上下纹路相反叠合，四周以轮焊将上下板片焊合，板片两端各设计有出入水道122、124，冷却水由一端进入，则由另一端而出，由于对称，板片120组合时两端各半圆形水道相接成为圆形水道，仅需在水道的两端焊合相同管经的水管，即可完成出入水管的设计，各端水道各有两个出入口122，124，可考虑将其中的一个以管封方式封住，各端仅留一出入口即可，当一端为进口时，另一端则为出口。其次，上下两板片中纹路相交接处选择性取数点于模具设计时，即使上下两板片和选择数点以平整相接触，这些平整相接触的点以点焊方式，增强上下两板片的结合性。

依据此构思，本实用新型采用板片组合式热交换器应用于除白烟型的冷却水塔，具有高密集散热面积的优点，散热效果比传统公知的裸管或管鳍热交换器佳。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些更动与润饰，例如上述的板片式热交换器的数量可适当地增加，一方面增加预冷的效果，另一方面因增多干燥空气流的混合也能更降低排出空气的饱和湿度，避白烟现象。因此本实用新型的保护范围应当以后附的权利要求书保护范围所界定的为准。

Claims (6)

1、一种冷却水塔除雾结构，其特征在于它至少包括：

一壳体，它具有一第一空气入口、一第二空气入口与一空气出口；

一热交换器，它置于近该空气出口的第一空气入口处，内部流有冷却水；

一散水盘，它置于该热交换器下方，承接由该热交换器流出的冷却水；

一填充材，置于近该第一空气入口处且位于该散水盘下方，承接由该散水盘洒落的冷却水，可使冷却水与由该第二空气入口流入的空气进行热交换而再冷却；以及

一风扇，它置于该壳体上的空气出口处，用以带动空气分别由该第一空气入口与该第二空气入口进入冷却该热交换器内与该填充材上的冷却水；形成混合后为远低于饱和湿度的高温空气排同该壳体外。

2、按权利要求1所述的冷却水塔除雾结构，其特征在于所说的热交换器，它为一板片式热交换器。

3、按权利要求2所述的冷却水塔除雾结构，其特征在于所说的板片式热交换器，它由多个以两板片组合方式的板片组所构成。

4、按权利要求3所述的冷却水塔除雾结构，其特征在于所说的板片，它为具有山形纹的板片。

5、按权利要求1所说的冷却水塔除雾结构，其特征在于所说的热交换器，它为一管排式热交换器。

6、按权利要求1所说的冷却水塔除雾结构，其特征在于它还包含一集水槽，它置于填充材下方。

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