一种高效凉水塔的制作方法

本发明涉及一种高效凉水塔，属于冷却设备技术领域。

背景技术：

在很多的工业生产企业，大量的水是用作冷却介质去冷却生产设备和产品的。冷却水一般用量非常大，但使用后除了温度升高，其他物理性状变化不大。因此过去曾经采用直流供应冷却水的方式，但随着工业化程度的不断强化，水资源越来越贫乏，为了节约用水，采用冷却水循环利用的技术，已经得到普遍的使用。

对于循环水的使用，需要解决两个问题，一是，要使已经升高了的水温降低，以保持良好的冷却效果；二是，虽然循环水每次使用后物理性状变化不大，但长时间使用后，由于水的蒸发损失，造成水中溶解物质的浓缩、空气中粉尘的累积、微生物的滋生等问题，造成设备内垢物沉积或对金属设备产生腐蚀。因此，为防止和减缓循环水造成设备内垢物沉积或对金属设备产生的俯视，必须对循环水的水质进行调节，以保持良好的水质。可见，降低循环水的温度、保持良好的循环水水质，是一对相生相克的矛盾共同体。从目前循环水的冷却系统看，多数都是采用增加空气与水的接触时间、接触面积的方法，通过蒸发散热和热传导方式把循环水温度降低的，这就难免造成水的蒸发损失，循环水中的溶解物质就不可避免地被浓缩，以致造成循环水在设备中出现垢物沉积和腐蚀的现象。

目前，以致循环水在设备中出现垢物沉积和腐蚀的现象，普遍采用偷家水质稳定剂的方法，在解决这些问题方面确实也得到了一定的成效。但实质的问题似乎尚未缓解，成本高、污染重的问题正越来越凸显出来。因此，如何从根本上解决这些问题，也就越来越受到业内人士的关注。

凉水塔是循环水冷却的关键设备，有自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。凉水塔的冷却效率主要受湿度和温度的影响，是靠水的蒸发和热传导来散热，因此其对空气和水的消耗量非常大。无论是采用什么样的循环水冷却方式，通过增加空气与水的接触时间和面积是循环水冷却的关键。

中国专利公开号为“CN204286144U”公开了“一种凉水塔”，其“包括塔体，固定设置在塔体内上部的进气装置和固定设置在塔体内下部的进水装置，所述进气装置包括进气总管、连接管和多跟进气支管，所述的多跟进气支管通过连接管并排连接在进气总管下部，所述进气管上设置有多个向下喷射的喷气嘴；所述进水装置包括进水总管、过渡管和多跟进水支管，所述的多跟进水支管通过过渡管并排连接在进水总管上方，所述进水管上设置有多个向上喷射的喷头，多跟进水管上的喷头分别与多跟进气管上的喷气嘴相对应”。该专利在冷却的时候，多跟进水管上的喷头分别与多跟进气管上的喷气嘴相对应的结构，使得热水与空气的冷却方式为逆向冷却的方式，增强了热水与空气的接触力度；同时喷头的喷射方向向上，喷气嘴的喷射方式向下，使得热水在向上运动和向下运动的过程中，均能够与自上而下的空气进行传质，增长了热水与空气的接触时间和传质路径。

该专利虽然在一定程度上提高了热水的冷却效率，但是并没有解决循环水在冷却的过程中存在的蒸发问题，经过多次循环利用和冷却后的循环水，仍然会造成设备内垢物沉积或对金属设备产生腐蚀等现象，非常不利于设备的良好使用。因此，如何在高效冷却循环水的同时，又避开循环水溶解物被浓缩的现象，已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种可以快速高效地冷却高温循环水，同时又能保证循环水的水质，延长设备使用寿命的高效凉水塔。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种高效凉水塔，用于冷却高温液体，包括呈锥形开口的塔体，还包括冷却系统和散热系统；所述冷却系统紧贴塔体内壁环绕设置，均布于塔体内的空间；冷却系统的进水口和出水口均设置于塔外，其塔内的部分为全封闭式；所述散热系统设置在塔体的上下两端，加速冷却系统的散热效果。

高温循环水从冷却系统的进水口进入到凉水塔内，沿着冷却系统紧靠冷却塔内部螺旋而下，再从冷却系统的出水口出凉水塔。散热系统设置在塔体的上下两端，可以在对整个塔体内的冷却系统进行一个散热处理，从而加快循环水的冷却速度，直接提高了冷却效率。同时，由于在塔内的冷却系统为全封闭式，故而循环水在冷却的过程中不存在由于蒸发而导致其内的溶解物被浓缩的现象，使得冷却后的循环水能够保质保量，直接减少了设备的使用负担。

进一步地，所述冷却系统包括螺旋管和若干冷却管；所述螺旋管沿塔体内壁螺旋固定，螺旋管的进水口和出水口都设置在塔体外；所述冷却管的一端设置在螺旋管内部，与螺旋管垂直固定，另一端悬空于塔体内部。

冷却管的一端设置的螺旋管内部，可以与高温的循环水直接接触，循环水的热量被传递到冷却管上。冷却管的另一端则由于悬空于塔体内部直接与空气接触，热量从一端传递到另一端上，再通过与空气进行热交换，从而达到冷却高温循环水的效果。由于螺旋管自上而下沿塔体内壁螺旋固定，故而冷却管悬空的一端均布于塔体内部的空间，充分地利用到了塔体内的空气，再在散热系统的配合下，冷却管悬空端和螺旋管的外管面都可以得到一个充分而高效的散热。

进一步地，所述冷却管为全封闭中空管，其管内部真空且设有超导液。冷却管被抽真空后，其内腔可形成负压，在负压的作用下，超导液在40℃—50℃的时候即可气化充满冷却管的整个内腔空间。超导液的传热启动温度低且速度快，可将冷却管在螺旋管内与循环水直接接触的一端上的温度迅速传递到冷却管的悬空端，由悬空端配合散热系统，迅速与塔体内的空间进行热交换散热，大大增快了热传递的速度，减少了降温所需时间。

进一步地，所述冷却管的外周面上还设有用于散热的散热片。热量从循环水直接传递到冷却管上，冷却管上的热量一部分直接与周围环境进行热交换，一部分则传递到了散热片上。散热片的设置大大增加了冷却管与周围环境的接触面积，同时也增加了热量与周围环境进行热交换的面积，直接提高了冷却管的散热速度，同时提高了整个冷却系统的冷却速度。

进一步地，所述冷却管为圆柱形管或矩形管或多边形管。

进一步地，所述螺旋管为螺旋方管，其横截面为矩形。螺旋管的方管设计，一是结构简单，便于制造，同时在安装时，其外管壁与塔体的内壁的接触面积较大，便于安装固定；二是冷却管的一端在安装在螺旋管上时，螺旋管的方管设计，使得冷却管与螺旋管的连接面为平片，大大降低了安装和密封难度，冷却管和螺旋管的连接处的密封度得到保证的话，直接提高了循环水处理时的可靠性。若将螺旋管设计成圆管，则在安装时，螺旋管与塔体内壁的面积小，不容易固定且固定不稳固；其圆形管壁与螺旋管的连接难度也非常大。

进一步地，所述散热系统包括抽水管、喷淋架和接水盘；所述喷淋架内部中空，设置在塔体上端口处，喷淋架的下端设有均布的喷淋孔；所述抽水管一端与喷淋架连接，另一端设置在塔体外；所述接水盘设置在塔体内部底部。

抽水管从外部抽水导入喷淋架内，随后顺着喷淋架从下端的喷淋孔喷出，在塔体内部形成水雾，水雾下落与塔体内的冷却系统接触，与冷却系统直接进行热交换，帮助冷却系统快速散热冷却，从而直接提高了整个凉水塔的冷却效率。水雾下落形成水珠，到底部时被设置在塔体底部的接水盘接住收集。

进一步地，喷淋架的支管呈“十”字型，在每根支管的下端面上均布喷淋孔。“十”字型支管配合支管下端面的喷淋孔，使得水雾的形成能够更大程度地充满整个塔体内部空间，增大冷却系统与水雾的有效接触面积，提高整体降温效率。

进一步地，所述散热系统还包括超声波雾化器，所述超声波雾化器设置在塔体内部底部。超声波雾化器可以利用电子高频震荡，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，从而将落到接水盘里的积水再次雾化升到塔内的空间，使得同样体积的水得到了重复利用，不仅再次加快了冷却系统的散热速度，提高整个凉水塔对高温循环水的的冷却效率，同时节约了水资源。

进一步地，所述散热系统还包括风机，所述风机固定在喷淋架上端。风机工作时，可对塔体内的空气与塔外的空气形成一个压力差，从而使得塔内的空气上升形成气流。气流在上升的过程中，将对塔内的水雾造成一个与重力相反的作用力，从而延长了水雾在空中的停留时间，直接增加了水雾与冷却系统及塔体内壁的接触时间，加快了冷却系统的散热速度，间接提高了凉水塔对高温循环水的冷却效果。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明对循环水的冷却处理，是通过将高温的循环水导入冷却系统中，利用冷却系统来吸收传递和处理循环水中热量，将循环水中的热量转移到冷却系统上，从而达到循环水的一个降温效果。而散热系统则是针对冷却系统进行工作的，增快了冷却系统的降温效果，从而间接提高了循环水的冷却效果。而此降温期间，循环水直接接触的只有冷却系统全封闭的内壁，与外界空气和其他装置之间不存在任何的接触，故而其蒸发量几乎可以忽略不计。而这种对高温循环水的降温方法，不仅能够高效地对循环水进行降温，同时照顾到了冷却后的循环水的质量问题，更是直接打破了现有技术的降温模式。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明半剖结构示意图。

图3为本发明冷却管半剖结构示意图。

附图中：1为塔体，2为螺旋方管，3为冷却管，4为散热片，5为风机，6为抽水管，7为喷淋架，8为接水盘，9为超声波雾化器，10为喷淋孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图3，本实施例包括呈锥形开口的塔体1，塔体1内装有冷却系统和散热系统。

冷却系统紧贴塔体1内壁环绕设置，均布于塔体1内的空间，包括螺旋方管2和若干冷却管3。螺旋方管2沿塔体1内壁螺旋固定，螺旋方管2的进水口和出水口都设置在塔体1外。冷却管3的一端设置在螺旋方管2内部，与螺旋方管2垂直固定，可以与高温的循环水直接接触，另一端悬空于塔体1内部。螺旋方管2除进出口之外，其置于塔体1内的部分管道为全封闭式管道。

冷却管3为全封的圆柱形中空管，其管内部真空且设有超导液，冷却管3的外周面上还设有用于散热的散热片4。冷却管3被抽真空后，其内腔可形成负压，在负压的作用下，超导液在40℃—50℃的时候即可气化充满冷却管3的整个内腔空间。

散热系统包括风机5、抽水管6、喷淋架7、接水盘8和超声波雾化器9。喷淋架7内部中空，设置在塔体1上端口处。喷淋架7的支管呈“十”字型，在每根支管的下端面上均布喷淋孔10。风机5固定在喷淋架7上端。抽水管6一端与喷淋架7连接，另一端设置在塔体1外。接水盘8和超声波雾化器9设置在塔体1内部底部。

高温循环水从螺旋方管2的进水口进入到凉水塔内，沿着螺旋方管2紧靠冷却塔内部螺旋而下。冷却管3的一端设置的螺旋方管2内部，循环水的热量被传递到冷却管3上。冷却管3上的热量一部分直接与周围环境进行热交换，一部分则传递到了散热片4上。冷却管3内的超导液的传热启动温度低且速度快，可将冷却管3一端的温度迅速传递到冷却管3的悬空端。冷却管3的悬空端直接与空气接触，与塔体1内部的空气进行热交换，从而达到给高温循环水降温的目的。散热片4的设置大大增加了冷却管3与周围环境的接触面积，同时也增加了热量与周围环境进行热交换的面积。

在此同时，散热系统对冷却系统持续进行散热工作。抽水管6从外部抽水导入喷淋架7内，随后顺着喷淋架7从下端的喷淋孔10喷出，在塔体1内部形成水雾，水雾下落与塔体1内的螺旋方管2和冷却管3接触，直接进行热交换，帮助冷却系统快速散热冷却，从而直接提高了整个凉水塔的冷却效率。水雾下落形成水珠，到底部时被设置在塔体1底部的接水盘8接住收集。

位于塔体1底部的超声波雾化器9又可以利用电子高频震荡，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，从而将落到接水盘8里的积水再次雾化升到塔内的空间，使得同样体积的水得到了重复利用。

塔体1顶部的风机5也在工作，可对塔体1内的空气与塔外的空气形成一个压力差，从而使得塔内的空气上升形成气流。气流在上升的过程中，将对塔内的水雾造成一个与重力相反的作用力，从而延长了水雾在空中的停留时间，直接增加了水雾与冷却系统及塔体1内壁的接触时间，加快了冷却系统的散热速度，间接提高了凉水塔对高温循环水的冷却效果。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。