设有补偿式水能风机的冷却塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及冷却塔。一种设有补偿式水能风机的冷却塔，包括水塔、对流经水塔的水进行散热的水能风机和压力补偿泵，所述水塔设有进水管和出水管，所述水能风机包括风机和驱动风机的水轮机，所述水轮机设有水轮机进水口和水轮机出水口，所述水轮风机进水口同所述出水管连接在一起，所述压力补偿泵设有压力补偿泵出水口和压力补偿泵进水口，所述压力补偿泵出水口同所述水轮机进水口连接在一起。本实用新型提供了一种水能风机能够完全替代电动风机的设有补偿式水能风机的冷却塔，解决了现有的冷却塔不能够通过水能风机完全替代电能风机的问题。
【专利说明】设有补偿式水能风机的冷却塔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冷却塔，尤其涉及一种设有补偿式水能风机的冷却塔。
【背景技术】
[0002]最初的冷却塔的散热风机为电动力风机，即通过电动机对风叶进行驱动的风机。为了充分利用冷却塔的回水势能，近年开发出了通过水轮机进行驱动的风机即水动力风机(又称水能风机)。在中国专利号为2008200995912、授权公告日为2009年5月9号、名称为“水能风机”的专利文件中公开了一种水能风机。水动力风机包括风机和驱动风机的水轮机，水动力风机的工作原理为:利用带有压力的上塔循环水以一定流速和方向流进水轮机的转轮曲面叶片内，经水轮机成型的叶道对水流产生约束，使水流给水轮机叶片的作用力推动风机转轮旋转。在中国专利号为2010105540173、申请公布日为2012年5月30号、名称为“冷却凉水塔”的专利文件中公开了一种设有水能风机的冷却塔。
[0003]虽然该专利文件中认为能够通过现有的水能风机完全替代电动风机而实现节能的目的。但是在实际应用过程中并不能够利用水能风机去完全替代电动风机而实现对冷却塔的散热来满足冷却塔的散热需要。经过实验于分析，发现不能完全替代的根本原因是绝大多数的上塔循环水的做功小于电动风机的做功。特别是在一般设计塔式冷却塔设计水量都大于实际水量而较大配置的电动风机更使水动力风机达不到电动风机效果。仅从计算就可证明。例如lOOMVh，500M3/h, 100M3A, 1500M3/h, 2500目M3/h冷却塔选用电机功率是:4KW, 18KW, 45KW, 55KW, 132KW。实际经常流量:70M3/h, 350M3/h, 700M3/h, 1050M3/h, 1750M3/h.水动力风机轴功率按标定流量70%计算分别是:3.6KW，18KW，36KW，54KW，90KW(计算按水泵轴功率计算公式为:N=QH/367/ η，η取0.8。H取15米(实际回水压力也只有0.15MPa左右)。实际还要考虑可靠性原则很多标定流量有时只有60%，阻力也根据具体情况还要修正。在这种情况下用水能风机完全替代电动风机实际就是达不到电动风机的效果。特别是在炎热夏季更是失败。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种水能风机能够完全替代电动风机的设有补偿式水能风机的冷却塔，解决了现有的冷却塔不能够通过水能风机完全替代电能风机的问题。
[0005]以上技术问题是通过下列技术方案解决的:一种设有补偿式水能风机的冷却塔，包括水塔、对流经水塔的水进行散热的水能风机和压力补偿泵，所述水塔设有进水管和出水管，所述水能风机包括风机和驱动风机的水轮机，所述水轮机设有水轮机进水口和水轮机出水口，所述水轮风机进水口同所述出水管连接在一起，所述压力补偿泵设有压力补偿泵出水口和压力补偿泵进水口，所述压力补偿泵出水口同所述水轮机进水口连接在一起。本实用新型的工作过程为:工作源中的需要冷却的热水经进水管进入冷却塔被冷却后再经出水管流出而回到工作源，回收管中的水回流时利用势能而驱动水轮机、水轮机驱动风机而对冷却塔中的水进行散热，当冷却塔的工作环境产生改变(如所处空间温度上升)导致利用冷却塔的回水的势能驱动水轮机去使风机工作的功率不能够满足散热要求时，则启动压力补偿泵，压力补偿泵将增压后的水也一并送人到水轮机的进水口、启动提高水轮机的进口压力的作用，从而使得水能机风机的输出功率提高、起到增大水能风机的散热能力的作用。压力补偿泵的功率选择以能够满足补偿要求即可。
[0006]作为优选，所述压力补偿泵进水口同所述水轮机出水口连接在一起。能够既增加水轮机的进口压力又增加水轮机进口流量的作用，补偿效果好。
[0007]作为另一优选，所述压力补偿泵进水口同所述进水管连接在一起。能够借用输送热水给冷却塔的电机的功率对水轮机进行补偿，补偿效果好。
[0008]作为另一优选，所述压力补偿泵进水口同所述出水管连接在一起。
[0009]本实用新型还包括驱动所述压力补偿泵的电机。
[0010]作为优选，所述电机为变频电机。由于水轮机需要补偿的功能不是恒定不变的，压力补偿泵采用变频电机进行驱动能够使得压力补偿泵的输出功率始终同水轮机的补偿量匹配，能够更好地节约能源。能够在不需要补偿的时段，以低能耗的方式使压力补偿泵工作、防止水泵压力补偿泵长期不用而锈蚀损坏。为了节省投资，在全年水流量变化不大的条件下，仅考虑冬季维护性运行其他季节补偿比较稳定情况下可以采用非变频电机拖动。
[0011]本实用新型还包括三通节点，所述三通节点包括同水轮机进水口连接在一起的第一端口、同压力补偿泵出水口连接在一起的第二端口和同所述出水管连接在一起的第三端口，所述第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角大于所述第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角，所述第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角大于等于120°。能够使压力补偿泵输出的水更加充分顺畅地流到水轮机。增压效果好。
[0012]作为优选，所述第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角小于等于45°。能够进一步提高增压补偿效果。
[0013]本实用新型具有下述优点:通过在水轮机的进口端设置压力补偿泵，使得风机的输出功率不够时能够通过压力补偿泵来提高水轮机的进口压力、从而对水能风机的输出功率进行补偿、以实现水能风机的功率始终能够满足冷却塔的工作需要，实现了在冷却塔中水能风机对电动风机的完全替代。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例一的示意图。
[0015]图2为本实用新型实施例二的示意图。
[0016]图3为本实用新型实施例三的示意图。
[0017]图中:水塔1、布水器11、出水管12、水能风机2、风机21、水轮机22、水轮机进水口221、水轮机出水口 222、第一水管23、压力补偿泵3、压力补偿泵进水口 31、压力补偿泵出水口 32、第二水管33、第三水管34、三通节点4、第一端口 41、第二端口 42、第三端口 43、第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角A、第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角B。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0019]实施例一，参见图1，一种设有补偿式水能风机的冷却塔，包括水塔1、水能风机2和压力补偿泵3。
[0020]水塔I内设有布水器11。水塔I还设有进水管(图中没有画出)和出水管12。
[0021]水能风机2包括风机21和驱动风机的水轮机22。一个本实用新型(即一个冷却塔系统)中可以有一个或多个水能风机2，图中是在有多个水能风机的情况下示意性画出了一个水能风机。水能风机2用于给流经水塔I的水散热。水轮机22设有水轮机进水口 221和水轮机出水口 222。水轮机进水口 221通过第一水管23同出水管12连接在一起。
[0022]压力补偿泵3通过电机进行驱动。驱动压力补偿泵的电机在图中没有画出、为变频电机，当然非变频电机也可以。压力补偿泵3设有压力补偿泵出水口 32和压力补偿泵进水口 31。压力补偿泵出水口 32通过第二水管33同水轮机进水口 21连接在一起。压力补偿泵进水口 31通过第三水管34同出水管12连接在一起。
[0023]第二水管33的出口端连接在第一水管23上而形成三通节点4。三通节点4包括第一端口 41、第二端口 42和第三端口 43。第一端口 41同水能机进水口 21连接在一起。第二端口 42同压力补偿泵出水口 32连接在一起。第三端口 43同出水管12连接在一起。第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角A为150°。第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角B等于30°。实际设计中当第二端口的方向线和第一端口的方向线之间的夹角A大于等于120°、第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角B不大于45°、且第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角A大于第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角B时都能够达到良好的补充效果。
[0024]使用时,工作源的热水进进水管进入水塔I,布水器11将水散开而散热,水能风机2也对水进行散热，散热后的水经出水管12流出，从水轮机出水口 32流出的水流回工作源。出水管12中的水流向水轮机22时、该部分水的势能驱动水轮机22转动，水轮机22驱动风机21转动而进行散热；如果此时仅利用回水的势能不能够使水能风机2满足散热要求、则通过压力补偿泵3将一步分水的压力提升后再输出给水轮机22，从而使得水轮机22的输出功率提升到风机21能够满足散热要求。
[0025]实施例二，参见图2，同实施例一的不同之处为:压力补偿泵进水口 31通过第三水管34同水轮机出水口 222连接在一起。
[0026]实施例三，参见图3，同实施例一的不同之处为:压力补偿泵进水口 31通过第三水管34同水塔I的进水管连接在一起。
【权利要求】
1.一种设有补偿式水能风机的冷却塔，包括水塔和对流经水塔的水进行散热的水能风机，所述水塔设有进水管和出水管，所述水能风机包括风机和驱动风机的水轮机，所述水轮机设有水轮机进水口和水轮机出水口，所述水轮风机进水口同所述出水管连接在一起，其特征在于，还包括压力补偿泵，所述压力补偿泵设有压力补偿泵出水口和压力补偿泵进水口，所述压力补偿泵出水口同所述水轮机进水口连接在一起。
2.根据权利要求1所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，所述压力补偿泵进水口同所述水轮机出水口连接在一起。
3.根据权利要求1所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，所述压力补偿泵进水口同所述进水管连接在一起。
4.根据权利要求1所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，所述压力补偿泵进水口同所述出水管连接在一起。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，还包括驱动所述压力补偿泵的电机。
6.根据权利要求5所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，所述电机为变频电机。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，还包括三通节点，所述三通节点包括同水轮机进水口连接在一起的第一端口、同压力补偿泵出水口连接在一起的第二端口和同所述出水管连接在一起的第三端口，所述第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角大于所述第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角，所述第二端口的方向线和第一端口的方向线的夹角大于等于120°。
8.根据权利要求7所述的设有补偿式水能风机的冷却塔，其特征在于，所述第二端口的方向线和第三端口的方向线的夹角小于等于45°。
【文档编号】F28F25/10GK203837518SQ201420085689
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】黄临生, 屠福纲 申请人:黄临生, 新乡市天智冶金机械设备有限公司