CN111271986A - 一种横流式消雾节水冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种横流式消雾节水冷却塔，涉及冷却设备领域；其结构包括冷却塔塔体，设置在塔体侧面的第一冷却系统、设置在塔体内部的收水器、喷雾组件、喷淋组件、填料、集水池、百叶窗及连接的管道阀门等。所述第一冷却系统由轴流风机、间壁式换热器、配水系统、百叶窗和集水槽组成；本发明结合第一冷却系统、喷雾塔和填料塔三种型式，充分利用三种冷却型式的特点，空冷和湿冷相结合，根据外界环境温度的变化而切换不同的冷却换热方式，从而实现全年消雾节水节能的目的。与其他相比，该技术具有结构简单、造价低、操作简单、使用寿命长等优点。

Description

一种横流式消雾节水冷却塔

技术领域

本发明涉及冷却设备领域，具体而言，涉及一种横流式消雾节水冷却塔。

背景技术

近年来，随着我国工业的迅速发展，我国经济取得举世瞩目成就的同时也伴随着巨大的环境污染问题，“白雾”污染就是其中之一。特别是各大化工产业的开式冷却塔“白雾”污染现象已经引起了政府的重视。

冷却塔“白雾”的形成原理为：冷却塔内饱和气流在风机运转的带动下离开冷却塔，当冷却塔外界温度低时，饱和气流遇冷凝结，形成白雾，其形成原理与在冬天时，人呼吸时形成的雾相同；白雾不仅是PM2.5的载体，同时也浪费了大量的水资源，使得企业面临着巨大的环境压力和水资源短缺的压力。

目前市场上常用的消雾节水型开式冷却塔，主要为外挂翅片型消雾节水冷却塔和内置消雾模块型消雾节水冷却塔，但都存在着一定缺陷。众所周知，翅片管由于翅片间隙小，具有易堵塞、易腐蚀、易结垢等缺点，且为防止管内结垢而影响换热效果，其对循环水水质要求较高。而开式冷却塔的循环水质相对较差，使得外挂翅片型消雾节水冷却塔极易发生堵塞、腐蚀、结垢等现象，从而大大降低其消雾节水效果和冷却塔使用寿命。

相对于外挂翅片型消雾节水冷却塔，内置消雾模块型消雾节水冷却塔的消雾和节水效果较差，塔内消雾模块使用寿命相对较长。但塔内放置的消雾模块面积有限，在环境温度低于0℃时，基本上没有消雾效果，且环境温度更低时，塔内容易出现结冰现象，使得其消雾及节水功能失效。

以上两种技术都不能很好的解决开式冷却塔的“白雾”问题，而本发明采用创新型间壁式换热器设计，结合填料塔和喷雾塔的优点，设计出一种新型消雾节水冷却塔，能够保证满足循环水温降要求的前提下实现全年消雾节水运行。

发明内容

本发明提供了一种横流式消雾节水冷却塔，旨在改善现有的外挂翅片型消雾节水冷却塔极易发生堵塞、腐蚀、结垢等现象，从而大大降低其消雾节水效果的技术问题。

一种横流式消雾节水冷却塔，包括塔体，所述塔体底部设有集水池，所述塔体侧壁内侧或外侧装设有第一冷却系统，所述第一冷却系统包括间壁式换热器、装设在所述间壁式换热器上部的第一喷淋组件与设置在所述间壁式换热器外侧的第一进气通道；所述第一冷却系统正下方装设有横流填料。

优选的，所述第一喷淋组件入水口与进水管道之间通过第一支管道连通，所述第一支管道上安装有阀门A。

优选的，所述塔体内还设有第二喷淋组件，所述第二喷淋组件设置在所述横流填料正上方。

优选的，所述第二喷淋组件与进水管道之间通过第二支管道连通，所述第二支管道上安装有阀门B。

优选的，所述横流填料的外侧设有第二进气通道。

优选的，所述第二进气通道为下部百叶窗，所述下部百叶窗开度可调节。

优选的，所述塔体内部还设有收水器，所述收水器的安装高度位于所述第二喷淋组件与所述间壁式换热器之间。

优选的，所述塔体内还设有喷雾组件，所述喷雾组件位于收水器正下方，所述喷雾组件入水口与进水管道之间通过第三支管道连通，所述第三支管道上安装有阀门C。

优选的，所述间壁式换热器为板式换热器，所述板式换热器包括由若干板状换热膜片排列组合形成且互不相通的换热通道。

优选的，所述换热通道包括冷风通道和热水通道，所述冷风通道与所述热水通道间隔排列。

优选的，所述板式换热器的换热膜片为直板式或S形板式。

优选的，所述间壁式换热器为管式换热器。

优选的，所述管式换热器的换热管的形状为圆管、椭圆管或波节管。

优选的，所述第一进气通道为百叶窗，其装设于所述间壁式换热器外侧，所述百叶窗开度可调节。

优选的，所述百叶窗外侧或内侧装设有将外部空气吸入所述间壁式换热器内部的轴流风机。

优选的，所述塔体顶部设有用于将塔体内热气抽出的风机。

有益效果：

本发明根据外界环境温度的变化可以切换成不同的冷却换热方式，从而实现全年消雾节水节能；

环境温度高时，仅第二喷淋组件和喷雾组件运行，即第一分支管道上的阀门A关闭，第一进气通道的百叶窗关闭，第二分支管道上的阀门B和第三分支管道上的阀门C开启，下部百叶窗开启；循环水经第二分支管道与第二喷淋组件落在横流填料上，风量全部由下部百叶窗进入并与横流填料上的水直接接触，带走热量，此过程风温升高；同时循环水经第三分支管道的喷雾喷头喷出，经过横流填料的风进入下部气室内，且出横流填料的风温低于喷雾组件的水温度，两者在收水器下方的下部气室内接触换热，风温进一步升高，使循环水满足温降，该冷却模式包括横流物料喷淋和喷雾两次换热；

环境温度较低时，第一冷却系统和喷淋系统联合运行，即第一分支管道上的阀门A开启，第一进气通道的百叶窗开启，第二分支管道上的阀门B开启，第三分支管道上的阀门C关闭，下部百叶窗开启；循环水经第一分支管道与第一喷淋组件落入间壁式换热器内，一部分风经第一冷却系统的百叶窗进入间壁式换热器中与循环水进行间接换热，整个换热过程中没有水分的蒸发也没有水的损失，换热后的风变为高温干空气进入冷却塔上部气室；换热后的循环水因重力向下喷洒至横流填料上，同时循环水也经第二分支管道与第二喷淋组件落入横流填料上，横流填料上的循环水与由下部百叶窗进入的风进行蒸发换热，换热后的风变为饱和湿热空气后进入冷却塔上部与由间壁式换热器出来的高温干空气混合变为非饱和湿热空气排出塔外，避免了羽雾的产生，达到消雾节水的目的；

环境温度很低时，仅第一冷却系统运行，即第一分支管道上的阀门A开启，第一进气通道的百叶窗开启，第二分支管道上的阀门B和第三分支管道上的阀门C关闭，下部百叶窗关闭；外界风量全部由第一进气通道的百叶窗进入间壁式换热器内，循环水与风进行间接换热，整个过程中没有水分的蒸发也没有水的损失，达到节水的目的；换热后的空气为干热空气，避免了羽雾的产生，实现消雾目的；

本发明通过第一分支管道、第二分支管道、第三分支管道与进水管道相通，以及通过控制第一分支管道、第二分支管道、第三分支管道上对应阀门的开闭和第一进气通道和第二进气通道百叶窗的开闭，使得本发明的冷却塔能够实现根据四季环境温度的不同可切换成上述三种不同的冷却换热方式，从而实现全年消雾节水节能，与其他相比，本发明技术包括三种冷却换热模式，能够满足冷却塔在不同外界温度下的消雾需求，消雾效果好，节能节水，实现全年消雾节水节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种横流式消雾节水冷却塔第一实施例的结构原理图；

图2是本发明换热膜片为直板式的板式换热器的结构示意图；

图3是本发明换热膜片为S形板式的板式换热器的结构示意图；

图4是本发明换热管为圆形的管式换热器的结构示意图；

图5是本发明换热管为椭圆形的管式换热器的结构示意图。

图中：1-风机、2-第一喷淋组件、3-间壁式换热器、4-百叶窗、5-阀门A、6-阀门B、7-第二喷淋组件、8-横流填料、9-下部百叶窗、10-阀门C、11-喷雾组件、12-收水器、13-上部气室、14-下部气室、15-集水池、16-第一分支管道、17-第二分支管道、18-第三分支管道、19-进水管道。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1至图5，本发明实施例提供一种横流式消雾节水冷却塔，包括冷却塔塔体，设置在塔体上部的风机1、设置在塔体两侧面的第一冷却系统、设置在间壁式换热下方的横流式填料、设置在塔体内部水池上方的喷雾组件11，以及收水器12、循环水系统、集水池15、分支管道及下部百叶窗9。所述第一喷淋组件2由第一分支管道16和喷头组成，位于间壁式换热器3上方，所述第二喷淋组件7由第二分支管道17和喷头组成，位于填料上方，所述喷雾组件11由第三分支管道18和喷雾喷头组成，位于塔体内部、水池上方，外界环境温度高时使用；所述收水器12位于塔体内部，喷雾组件11的正上方，主要用于收集飘逸的水分。

所述百叶窗为可调节型百叶窗，通过调节其开度来控制进入间壁式换热器3和横流填料8处的进风量多少。

所述第一冷却系统由间壁式换热器3与百叶窗4组成。

所述间壁式换热器3为板式空冷器，由若干片板状换热膜片排列组合形成互不相同的冷热通道，外界空气经由百叶窗进入冷通道与经配水系统进入热通道内的循环水进行间接换热。

所述间壁式换热器3可为管式换热器，循环水经配水系统喷洒在管子外表面形成喷淋水膜，外界空气经由百叶窗进入管子内部，与外部的循环水进行间壁式换热。所述管式换热器的换热管可为圆管、椭圆管、波节管等各种型式。

所述百叶窗位于间壁式换热器3和横流填料8外侧，为可调节型百叶窗，通过调节其开度来控制间壁式器和横流填料8进风量的多少。

所述第一喷淋组件2由第一分支管道16和喷头组成，位于间壁式换热器3上方，其将循环水均匀的喷洒在间壁式换热器3的热通道内或管外壁上。

所述第二喷淋组件7由第二分支管道17和喷头组成，位于填料上方，其将循环水均匀的喷洒在横流填料8上。

所述喷雾组件11位于塔体内部、水池上方，在夏季高温时投入使用。

本实施例的工作原理为：

当环境温度高时，第一分支管道16上的阀门A5关闭，第一冷却系统的间壁式换热器3与百叶窗4关闭停止使用；第二分支管道17上的阀门B6打开，第三分支管道18上的阀门C10打开，喷雾组件11开启，风从下部百叶窗9进入横流塔内，与水直接接触，带走热量。此过程风温升高，但是此风温低于循环水的上水温度，出横流填料8的风温低于喷雾组件11的水温度，两者在收水器12下方接触换热，风温进一步升高，使循环水满足温降。此过程经过两次换热，整个过程中冷却塔高效运行以满足循环水温降。

当环境温度低时，第三分支管道18上的阀门C10关闭，喷雾组件11停止运行；第一分支管道16上的阀门A5打开，第二分支管道17上的阀门B6打开，百叶窗4与下部百叶窗9打开，第一冷却系统间壁式换热器3与横流填料8联合运行；一部分风经第一冷却系统的百叶窗4进入间壁式换热器3中与循环水进行间接换热，整个换热过程中没有水分的蒸发也没有水的损失，换热后的风变为高温干空气进入冷却塔上部气室13；换热后的循环水直接进入横流填料8上与由下部百叶窗9进入的风进行蒸发换热，换热后的风变为饱和湿热空气后进入冷却塔与由间壁式换热器3出来的高温干空气混合变为非饱和湿热空气排出塔外，避免了羽雾的产生，达到消雾节水的目的。此过程上部百叶窗全开，下部百叶窗根据雾气情况及循环水温降情况调节大小。

当环境温度足够低时，第三分支管道18上的阀门C10关闭，喷雾组件11停止运行；第一分支管道16上的阀门A5打开，第二分支管道17上的阀门B6关闭，百叶窗4打开，下部百叶窗9关闭，仅第一冷却系统运行，循环水与风进行间接换热，整个过程中没有水分的蒸发也没有水的损失，达到节水的目的。换热后的空气为干热空气，不会产生羽雾，实现消雾目的。

本发明通过第一分支管道16、第二分支管道17、第三分支管道18与进水管道19相通，以及通过控制第一分支管道16、第二分支管道17、第三分支管道18上对应阀门的开闭和百叶窗4和下部百叶窗9的开闭，使得本发明的冷却塔能够实现根据四季环境温度的不同可切换成上述三种不同的冷却换热方式，从而实现全年消雾节水节能，与其他相比，本发明技术包括三种冷却换热模式，能够满足冷却塔在不同外界温度下的消雾需求，消雾效果好，节能节水，实现全年消雾节水节能。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种横流式消雾节水冷却塔，包括塔体，所述塔体底部设有集水池，其特征在于，所述塔体侧壁内侧或外侧装设有第一冷却系统，所述第一冷却系统包括间壁式换热器、装设在所述间壁式换热器上部的第一喷淋组件与设置在所述间壁式换热器外侧的第一进气通道；

所述第一冷却系统正下方装设有横流填料，所述第一喷淋组件入水口与进水管道之间通过第一支管道连通，所述第一支管道上安装有阀门A；

所述塔体内还设有第二喷淋组件，所述第二喷淋组件设置在所述横流填料正上方，所述第二喷淋组件与进水管道之间通过第二支管道连通，所述第二支管道上安装有阀门B；

所述塔体内还设有喷雾组件，所述喷雾组件入水口与进水管道之间通过第三支管道连通，所述第三支管道上安装有阀门C。

2.根据权利要求1所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述横流填料的外侧设有第二进气通道。

3.根据权利要求2所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述第二进气通道为下部百叶窗，所述下部百叶窗开度可调节。

4.根据权利要求3所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述塔体内部还设有收水器，所述收水器的安装高度位于所述第二喷淋组件与所述间壁式换热器之间，所述喷雾组件位于收水器正下方。

5.根据权利要求1所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述间壁式换热器为板式换热器，所述板式换热器包括由若干板状换热膜片排列组合形成且互不相通的换热通道。

6.根据权利要求5所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述换热通道包括冷风通道和热水通道，所述冷风通道与所述热水通道间隔排列。

7.根据权利要求6所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述板式换热器的换热膜片为直板式或S形板式。

8.根据权利要求1所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述间壁式换热器为管式换热器。

9.根据权利要求8所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述管式换热器的换热管的形状为圆管、椭圆管或波节管。

10.根据权利要求1所述的一种横流式消雾节水冷却塔，其特征在于，所述第一进气通道为百叶窗，其装设于所述间壁式换热器外侧，所述百叶窗开度可调节。

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