专利名称：模组化横流式密闭型冷却水塔的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种模组化横流式密闭型冷却水塔，尤指一种利用单向设 置的管排形成一可与空气流呈近逆向对流的模组化结构，借以同时利用淋水 与代气流进行与冷却水的热交换作业。
背景技术：
传统的空调装置室外侧的冷却水塔是为一开放式的热交换结构，亦即 于冷却水塔中的热交换作业，其降温的冷却水是直接与升温的空气接触， 如此的操作方式至少会产生的缺点为冷却水循环管路的结垢问题，因冷 却水与空气是采裸露式接触，故原飘浮于空气中的微粒会为冷却水所带 走，并随冷却水循环，再加上冷却水的散失问题，需进行冷却水的补充， 极易造成冷却水管路结垢因子的累积，其结果乃导致冷却水于管路中(特 别是冷凝器中)产生结垢与污垢的堆积，直接造成冰水机组热交换效率的 持续降低。而为改善传统开放式冷却水塔的缺点，于是有密闭型冷却塔的出现； 所谓的密闭型冷却水塔是将冷却水以密闭的方式循环，以避免其与空气的 直接接触，采用密闭型冷却水塔的空调系统是如图l所示，其中，在冰水 机1方面是由冷媒回路10串联一压縮机11、 一冷凝器12、 一膨胀阀13、 及至少一蒸发器14，冰水机1的冷媒回路10则在冷凝器12中与一冷却 水回路20进行热交换，而冷却水回路20则延伸至一密闭型冷却水塔2 中进行另一热交换作业；在密闭型冷却水塔2中，冷却水(或称一次侧水) 是以密闭的方式与一于冷却水塔2中重复使用的淋水21 (或称二次侧水) 透过输送冷却水的热交换管路22 (与冷却水回路20串联)的管壁进行热 交换，而借由二次侧管路25于冷却水塔2内循环使用的淋水21则与由一 风扇23所导入的空气流24进行开放式的热交换。借由密闭型冷却水塔的引入，确可避免传统开放式冷却水塔的管路结塘 与阻塞问题，有效提升冰水机组的运转效率，惟如何利用既有技术进行密闭 型冷却水塔结构的改良，以更进一步提升其热交换效率，节约宝贵能源，亦 为资源运用上的一重要课题。发明内容.本发明的主要目的，即是在提供一种模组化横流式密闭型冷却水塔， 其是利用单向设置的模组化管排，形成一可与空气流呈近似逆向对流的结 构，籍此，同时利用淋水与空气流进行与冷却水管排间的热交换作业，有 效提升冷却水塔的空气流的利用效率。本发明的另一目的，即是在提供一种模组化横流式密闭型冷却水塔， 籍由冷却水于管路中的流向安排，使其与接触的空气流形成横向对流，以 促进二者间的热交换效率。本发明的再一目的，即是在提供一种模组化横流式密闭型冷却水塔，藉 由可随时扩充的模组化管排设计，获得冷却水塔安装与维修的便利性，并降 低设备成本。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。图1是为一习知密闭型冷却水塔空调系统配置的示意图； 图2是为本发明模组化横流式密闭型冷却水塔配置的示电图； 图3是为本发明模组化横流式密闭形冷却水塔的冷却水与淋水温差操 作的示意图；图4是为本创的横流式管排模组一实施例的立体示意图； 图5是为本发明的横流式排模组另一实施例的立体示意图； 图6是为本发明的横流式排模组又一实施例的平面示意图； 图7是为横流式管排模组的冷却水管间设置一实施例的示意图；具体实施方式
本发明的模组化横流式密闭型冷却水塔，是包括一壳体、至少一上下 间隔设于壳体内侧边缘的横流式管排模组、 一设于壳体上方的风扇、及一 淋水单元；其中，风扇是用以将空气流自壳体外导通过冷却水塔，淋水单 元则是以循环方式将淋水自风扇与横流式管排模组间洒落至横流式管排 模组上，本发明的主要特征在于横流式管排模组是由多数支冷却水管以一 预定形态构成，且流通于横流式管排模组间的空气流流向是与冷却水的进 给方向是呈温差一定近似逆向流状，籍此，使冷却水塔得能更有效地运用 淋水与空气流进行与冷却水的热交换作业。本发明中，所谓近似逆向流状系空气流的流向与冷却水的进给方向呈90度到180度间，亦即任何空气流升温方向的可分歧流向(如应用力学 中的分力分析)至少不与冷却水的温降方向有同方向的疑义，藉此，可有 效提升空气流对于冷却水的热交换效率。在本发明的较佳实施例中，空气流亦可流通过横流式管排模组中多数 支冷却水管间所形成的空间，藉此，可更增进空气流对于冷却水管的冷却 效果。在本发明的一实施状况中，横流式管排模组系可以间隔一预定空间的 方式成对上下间隔设置于壳体中，每一对流式管排模组间是形成一中空部 分，而模流式管排模组织组成又可包括有多数支以一预定排列方式一预定 方向间隔配置的冷却水管、 一将冷却水导入并邻近中空部分的热水入口， 以及一将冷却水导出并邻近壳体的冷水出口，冷却水在热水入口与冷水出 口间是以冷却水管导引，且其于多数支冷却水管中的进给方向是至少为由 中空部分向壳体的方向前进，藉此形成与空气流的近似逆向流状。在前述实施中状况的一实施例中，横流式管排模组上又可包括一填充 结构，用以在淋水落至横流式管排模组前，先利用淋水与空气流全面接触 以获得温降后，再全面地与冷却水管进行热交换作业，而此一填充结构可 为一透水透气的填充材料、或类似的结构者。在前述实施状况的一实施例中，多数支冷却水管的预定方向是可与冷 却水塔的中空部分向壳体延伸的方向平行者，亦即冷却水管是由冷却水塔 的中心采辐射状配置。在前述实施状况的一实施例中，多数支冷却水管的预定方向是可与冷 却水塔的中空部分壳体延伸的方向垂直者，此时，为达成与空气流近似逆 向的目的，多数支冷却水管得藉由于两端连通的方式，达成冷却水由热水 入口向冷水出口方向输送的设计。在前述实施状况的一实施例中，多数支冷却水管的预定排列；方式是 呈一三角形交错排列的方式者。在前述实施状况的一实施例中，多数支冷却水管的预定排列方式是呈 一上下方形排列的方式者。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组间的预定空间是可为 一零空间者，亦即其各模流式管排模组是直接以上下堆叠构成，空气流与 淋水及冷却水管间的热交换作业则完全与冷却水管间进行。在本发明的一另一实施状况中，冷却水塔中是可至少包括一横流式管 排模组，相隔二横流式管排模组间则可以间隔一预定空间的方式上下间隔 设置，每一横流式管排模组间又可形成一中空部分，横流式管排模组是可 包括多数支以一预定形式自中空部分向壳体方向逐步延伸的冷却水管，每 一冷却水管又可包括一将冷却水导入并邻近中空部分的热水入口及一将冷却水导出并邻近壳体的冷水出口，而空气流则流通过横流式管排模组 间，且空气流的流向是与冷却水管中冷却水流向呈近似逆向流状。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组上又可包括一填充结 构，用以在淋水落至横流式管排模组前，先利用淋水与空气流全面接触以 获得温降后，再全面地与冷却水管进行热交换作业，而此一填充结构可为 一透水透气的填充材料，或类似的结构者。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组多数支冷却水管配置 的预定形式是可为一并联多数支平行管路的形式者，亦即冷却水管是与空 气流平行配置，并与两端共用一热水入口及一冷水出口。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组多数支冷却水管配置 的预定形式是可为一串联多数支彼此平行但皆垂直于空气流(同于由壳体 向中空部分延伸的方向)的管路形式者，亦即多数支冷却水管彼此以首尾 相连的形成一蜿延管路结构。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组多数支冷却水管配置 的预定型式是可为一螺旋形式者，亦即冷却水管于热水入口与冷水出口间 是采连续涡巻向外的形式构成。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组的冷却水管间是可采 上下错位的方式设置。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组的冷却水管间是要采 上下对位的方式设置。在前述实施状况的一实施例中，横流式管排模组的预定空间是可业零 空间者。为使贵审查员对于本发明能有更进一步的了解与认同，现配合图式作 一详细说明如后。 发明的详细说明在以下的说明中，若有运用功能相同的元件者，则以相同的名称与图 号称的，以统一发明技术的解说，避免混淆。请参阅图2所示，是为本发明模组化横流式密闭型冷却水塔配置的示 意图；其中，模组化密闭型冷却水塔是包括一壳体30、 一风扇31、多数 个横流式管排模组32、及一淋水单元34;壳体30，是可包括一上层部分 301及一相对的下层部分302;风扇31，是设置于壳体30的上层部分301 上，用以将空气流24导引流通过壳体30的横流式管排模组32间；淋水 单元34，则是用以将淋水21供给至壳体30的上层部分301洒落，使淋 水21自动穿过横流式管排模组32，而后，再落至壳体30的下层部分302， 并再特环至壳体30的上层部分301运用。在本发明中，横流式管排模组32是由多数支冷却水管以一预定形态构成，而各冷却水管间又形成一可供空气流24与淋水21通过的空间，在横 流式管排模组32间流通的空气流24流向是与冷却水的进给方向是呈近似 逆向流状，藉此，使本发明的冷却水塔得能更有效地运用淋水21与空气 流24进行与横流式管排模组32的热交换作业。本发明中，所谓近似逆向流状是空气流24的流向与冷却水的进给方向 呈90度到180度间，亦即任何空气流24升温方向的可分歧流向(如应用 力学中的分力分析)至少不与冷却水的温降方向有同方向的疑义，藉此， 可有效提升空气流24对于冷却水的热交换效率；如图所示，空气流24 是自壳体30外经横流式管排模组32间进入冷却水塔中，并于冷却水塔的 中空部分302汇集，再由风扇31驱动导出冷却水塔，是以，在本发明中， 为达空气流24与冷却水流呈近似逆向状的目的，故每一横流式管排模组 32的冷却水是由一接近中空部分303的热水入口输入，再由一接近壳体 30边缘的一冷水出口输出，藉此，使冷却水的进给方向与空气流24的方 向构成一近似逆向流状。如图所示，在本发明的较佳实例中，其横流式管排模组32上又可包括 一填充结构33，用以在淋水21落至横流式管排模组32前，先利用淋水 21与空气流24全面接触以获得温降后，再全面性地与横流式管排模组32 中的冷却水管进行热交换作业，此一填充结构33可为和透水气的填充材 料、或类似的结构者。请参阅图2并配合图3所示，在本发明的每一横流管排模组32中，淋 水21通过填充结构33后，由接近壳体30的淋水21先接触到空气流24 的入口侧(亦即壳体30侧)，因此，淋水21呈外冷内热的分布，相对于 横流式管排模组32内的冷却水由水塔内侧的中空部分303进入水塔、再 由壳体30离开水塔的内热个冷方式，温度分布亦为水塔外侧面(亦即壳 体30侧)冷内侧热，与淋水21呈有如逆向流的温度分布，因此于热交换 的全得维持较维恒定的温度差AT，藉此获得高效率的热交换效果。在本发明的实施中，其横流式管排模组32于冷却水塔中的设置是可以 成对的方式上下间隔设置于壳体30中，每一成对设置的横流式管排模组 32则以壳体30的中空部分303相对，而每一横流式管排模组32是以多 数支冷却水管组成，此多数支冷却水管是共用一设于邻近中空部分303 的热入口及一设于邻近壳体30壳壁的冷水出口 ，在横流式管排模组32 中，冷却水即藉由多数支冷却水管逐步由热水入口向冷水出口进给，藉此 维持冷却水与空气流24的近似逆向流状态。在本发明的较佳实状况中，横流式管排模组32中多数支冷却水管间所 形成的空间较佳应可供空气流24流通，藉此，可更增进空气流24对于冷 却水管的冷却效果；而在此实施状况中，其模流式管排模组32间的预定间隔空气则可縮小至成为一零空间者，亦即，各横流式管排模组32是直 接以上下堆叠的方式构成，空气流24与淋水21及冷支水管间的热交换作 业则完全于冷却水管间进行，同时，前述填充结构33的淋水散热功能则 由多数支冷却管所组成的结构而取代。请参阅图4所示，虽为本发明的横流式管排模组32 —实施例的立体示 意图，其中，横流式管排模组32是包括多数支平行并列的冷却水管321， 此多数支冷却水管321藉由设于管端末的共通管325而形成首尾相连的 连通管结构，冷却水管321中的冷却水流向即如其上的箭头所示，而当将 此横流式管排模组32运用于冷却水塔中时，其热水入口 322是应邻近冷 却水塔的中空部分设置，而冷水出口 323则邻近壳体壳壁设置；亦即，在 图四的实施例中，其冷却水管321的设置方向是与冷却水塔的中空部分向 壳体延伸的方向垂直，整体而言，由热水入口 322向冷水出口 323方向输 送的冷却水流向是与空气流24近似逆向，而每一支冷却水管321中的冷 却水流向则至少维持与空气流24成90度的状态，符合本发明的设计原则。再请参阅图5所示，是为本发明的横流式管排模组32另一实施例的立 体示意图，其中，横流式管排模组32亦包括多数支平行并列的冷却水管 321，此多数支冷却水管321籍由设于同向上管端末的共通管(未图示) 而形成具有多数支并联管的结构，其每一冷却水管321中的冷却水流向是 如其箭头所示；而当将此横流式管排模组32运用于冷却水流向是如其箭 头所示；而当将此横流式管排模组32运用于冷却水塔中时，其冷却水管 321共通的热水入口 (未图示，应位于图示的管排后端位置，并与各冷却 水管321的管入口 3212连通)是邻近冷却水塔的中空部分设置，而共通 的冷出口 (未图示，应位于图示的管排前端位置，并与各冷却水管321 的管出口3213连通)则邻近壳体壳壁设置；亦即，在图五的实施例中， 其冷却水管321的设置方向是与冷却水塔中空部分向壳体延伸的方向平 行(或称其冷却水管321是由冷却水塔的中心采辐射状配置)，每一支冷 却水管321中的冷却水流向(由热水入口 322向冷水出口 323方向输送) 则与空气流24成180度的完全逆向状态，符合本发明的设计原则。如图2所示，在本发明的另一实施中，若是其壳体30是为一筒状结构， 则冷却水塔中是可至少包括一横流式管排模组32，而相隔二横流式管排 模组32间则可以间隔一预定空间的方式上下间隔设置，每一横流式管排 模组32的中心位置又可形成冷却水塔的中空部分303，而横流式管排模 组32则可包括多数支以一预定型式自中空部303向壳体方向逐步延伸的 冷却水管，每一冷却水管又可包括一将冷却水导入并邻近中空部分303 的热水入口及一将冷却水导出并邻近壳体30的冷水出口。请参阅图6所示，是为一具有多数支上下配置螺旋型式冷却 管321的横流式管排模组32的一冷却水管321的平面示意图，其中，冷却水管 321于中心部分303的热水入口 3212与邻近壳体设置的冷水出口 3213间 是采连续涡巻向外的形式构成，而由壳体外向中心部分303流通的空气流 24则与冷却水管321中的冷却水流向(如管内箭头方向)呈近似逆向状 态。类同于前图4与图5的横流式管排模组32，在此一实施状况下，横流 式管排模组32的多数支冷却水管配置亦是可为一并联多数支平行管路的 形式者(成辐射状排列)，其中，冷却水管是与空气流平行配置，并与两 端共用一热水入及一冷水出口；同样地，横流式管排模组32的多数支冷 却水管配置是为一串联多数支彼此平行但皆垂直于空气流24 (同于由壳 体30向中空部分303延伸的方向)的管路形式者，亦即多数支环型冷却 水管彼此以首尾相连的形式形成一蜿延管路结构。请参阅图7所示，在本发明中，横流式管排模组32中的多数支冷却水 管321的上下叠置方式较佳是采间隔一管间空间324的方式配置，以便利 淋水与空气流的流通，其中空气流与冷却水管321的热交换处所主要是在 淋水不易到达的管下缘3211位置，配置实施可为一三角形交错排列方式 (如图7所示)，或是其他的错位与对位的方式者。本发明中，藉由单向设置的规格化横流式管排模组，形成一冷却水可 与空气流呈近似逆向对流的结构，藉此，同时利用淋水与空气流进行与冷 却水管间的热交换作业，得有效提升冷却水塔中空气流的利用效率；而藉 由冷却水于管路中的流向安排，则可使淋水与冷却水流间形成一对热交换 较有利的温度差，因而得以提升二者间的热交换效率。本发明中，规格化横流式管排模组的设计，可随时针对水塔中的任一 特定模组进行拆换维修或更新，并可依热交换设备能量的需要，随时增减 一密闭水塔中的管排模组数量，不但可便利热交换水塔的制作，并可有效 降低齐备成本。以上所述是利用一较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范 围，而且熟知此类技艺人士皆能明卫，适当而作些微的改变及调整，仍将 不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。综上所述，本发明实施的具体性，诚已符合专利法中所规定的新型专利要件，谨请贵审查委员会惠予审视，并赐准专利为祷。
权利要求
1、一种模组化横流式密闭型冷却水塔，是包括一壳体，是包括一上层部分及一相对应的下层部分；至少一对横流式管排模组，是以间隔一预定空间的方式成对上下间隔设置于该壳体中，每一对该横流式管排模组间又形成一中空部分，该横流式管排模组是包括有多数支以一预定排列方式与一预定方向间隔配置的冷却水管、一将冷却水导入并邻近该中空部分的热水入口、以及一将该冷却水导出并邻近该壳体的冷水出口，该冷却水于该热水入口与该冷水出口间是以该冷却水管导引，而该冷却水于该多数支冷却水管中的进给方向是至少由该中空部分向该壳体的方向方向前进；一风扇，是设置于该壳体的该上层部分上，用以将空气流导引流通过该壳体；一淋水单元，是用以将淋水供给至该壳体的该上层部分洒落，使该淋水自动通过该横流式管排模组的该冷却水管间，落至该壳体的该下层部分，并再循环至该壳体的该上层部分；其中，该空气流是流通于该横流式管排模组间，且该空气流的流向是与该横流式管排模组中该冷却水的该进给方向是呈近似逆向流状。
2. 如权利要求1所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其特征在于 所述的该横流式管模组上又包括一淋水散热用的填充结构。
3. 如申请专利范围第1项所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其中 所述的该多数支冷却水管的该预定方向是与该中空部分向该壳体延伸的 方向平行者。
4. 如权利要求l所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其特征在于 所述的该多数支冷却水管的该预定方向是与该中空部分向该壳体延伸的 方向垂直者。
5. 权利要求l所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其特征在于所 述的该多数支冷却水管的该预定排列方式是呈一三角形交错排列的方式 者。
6. 权利要求l所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其特征在于所 述的该多数支冷却水管的该预定排列方式是呈一上下方形排列的方式者。
7. 权利要求l所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其特征在于所 述的该空气流亦流通过该横流式管排模组该冷却水管间所形成的空间。
8.权利要求1所述的模组化横流式密闭型冷却水塔，其特征在于所述 的该预定空间是为一零空间者。
全文摘要
一种模组化横流式密闭型冷却水塔，是包括一壳体，至少一上下间隔设置于该壳体内侧边缘的横流式管排模组、一设于壳体上方的风扇、及一淋水单元，其中，风扇系用以将空气流自壳体外导通过冷却水塔，淋水单元则系以循环方式将淋水自上而下淋落至填充材及横流式管排模组上，特征在于横流式管排模组是由多数支冷却水管以一预定形态构成，且流通于横流式管排模组间的空气流流向是与冷却水的进给方向是呈温差一定近似逆向流状，藉此，使冷却水塔得能更有效地运用淋水与空气流进行与冷却水的热交换作业，而模组化管排的设计可获得安装于维修的便利，并降低设备成本。
文档编号F28D7/00GK101619945SQ20081003993
公开日2010年1月6日 申请日期2008年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者张恒钦 申请人:上海良机冷却设备有限公司