热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔的制作方法

本实用新型属于循环水冷却装置技术领域中一种空冷湿冷混合式冷却塔。

背景技术：

随着工业生产的不断发展和技术进步，工业循环水冷却装置设备的广泛应用，对工业循环水冷却塔的技术要求也更越来越高。在公知技术中，现有的空冷湿冷混合式冷却塔主要是采用的框架式冷却塔塔体、风筒、风机、电机、风门、配水系统、水气液冷却系统组成，冷却塔塔体顶部装连有风筒、风机、电机，水气液冷却系统是冷却塔的核心结构主要是采用的循环水气液正交膜板式空冷器或冷却塔通用的水气液热交换冷却填料，但受其冷却塔整体构造所限，尤其是冷却塔的水气液冷却系统结构设计不合理，造成了冷却塔整体结构笨重，为达到淋水密度造成占地面积大，造价高，实际运行能耗较高，且长时间使用冷却性能会出现较重下降，如对现有已建冷却塔进行升级改造其塔体内腔高度又受到限制，给实际应用带来不便。

针对工业循环水冷却塔的发展和进步，很有必要进一步改进和研发新型结构的空冷湿冷混合式冷却塔。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，解决现有的空冷湿冷混合式冷却塔的水气液冷却系统结构设计不合理，整体结构笨重，实际运行能耗较高，使用不便的问题。本实用新型之目的是提供一种整体结构简单实用，造价低，塔内水气液冷却系统湿空冷混合排列，逆流冷却区和横流冷却区水气液冷却系统相配合运行，节水消雾，运行周期长，亦能适于对现有已建冷却塔进行升级改造，使用方便的新式工业循环水空冷湿冷混合式冷却塔。

本实用新型解决上述问题所采取的技术方案是：

一种热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，它包括：冷却塔塔体、风筒、电机、风门、配水系统、水气液冷却系统、集水槽、下引管、收水器、纵向上隔板、纵向下隔板，所述冷却塔塔体内腔设有能同时并联运行的逆流冷却区、横流冷却区，所述水气液冷却系统包括逆流冷却区的湿空冷混排式逆流填料和横流冷却区水气液冷却系统，所述配水系统包括第一配水管装连喷头所组成的第Ⅰ配水机构和由第二配水管、第三配水管分别装连喷头所组成的第Ⅱ配水机构、第Ⅲ配水机构，可调风门包括叶片角度可调整直至完全封闭的横流冷却区可调风门和叶片角度可调整直至完全封闭的逆流冷却区可调风门，冷却塔塔体横流冷却区的冷却塔侧体部自上而下纵向高度空间的 30～100％装连有横流冷却区水气液冷却系统，横流冷却区水气液冷却系统上面对应连接有第Ⅰ配水机构，在冷却塔塔体内腔的横流冷却区水气液冷却系统与顶部风筒的底座、冷却塔体底座之间组成为气室，横流冷却区水气液冷却系统装连有横流冷却区可调风门、出风口连通气室，冷却塔塔体逆流冷却区塔体面积的50～100％装连有湿空冷混排式逆流填料，湿空冷混排式逆流填料的上部分别装连有收水器、第Ⅱ-第Ⅲ配水机构和数块纵向上隔板，纵向上隔板下部对应装连有纵向下隔板，湿空冷混排式逆流填料的进风口处装连有逆流冷却区可调风门、出风口连通气室，所组成为横流湿空冷和/或空冷部分以间壁换热与蒸发散热，同时存在和/或间壁换热为主、逆流湿空冷部分，以间壁换热与蒸发散热同时存在、或间壁换热为主或蒸发散热为主的混合排列多种运行模式运行的消雾节水冷却塔。当然，所述冷却塔塔体内腔设置的逆流冷却区、横流冷却区亦能根据实际需要各自独立运行。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，在夏季，环境温度高时循环水通过逆流节水消雾填料，能实现所有填料内通道既通水又通风，即逆流冷却区运行100％—60％水量，承担100％—60％热负荷，满足冷却塔温降需求；在非夏季节，环境温度低时，横流冷却区运行60％—40％水量及热负荷，开式循环水气液正交膜板式空冷器和湿空冷混排式逆流填料能实现循环水的全部传导散热进行冷却，不产生循环水的蒸发，实现了节水，此时冷却塔出口也就没有了雾羽；湿空冷混排式横流填料和湿空冷混排式逆流填料又能实现循环水在两种填料内既有传导散热又有蒸发散热，通过填料的位置和大小的调整，以及各自可调风门的调整，可使循环水蒸发量降低，实现冷却塔的消雾和节水。逆流冷却区的水和热负荷向横流冷却区的转移，保证逆流冷却区可在空湿冷混合运行模式下，即实现消雾节水功能。

上述热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述横流冷却区水气液冷却系统包括湿空冷混排式横流填料和开式循环水气液正交膜板式空冷器中的任何1-2种所组成的水气液冷却系统；在冷却塔塔体横流冷却区的一侧～多侧面冷却塔体上装连横流冷却区水气液冷却系统，组成为多侧排列和一侧内多种混合排列的任一水气液冷却系统排列结构。其中一侧～多侧面排列就是将水气液冷却系统排列装连设置在冷却塔塔体的一侧面、两侧面、三侧面、四侧面……多个侧面上；一侧内多种混合排列就是冷却塔塔体的各侧面上将装连湿空冷混排式横流填料和开式循环水气液正交膜板式空冷器相互混合排列。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述湿空冷混排式横流填料是由数片波浪膜板排列组合成的水通道和数片波浪膜板排列组合成的空气通道其流体方向不同、通道之间互不相通的两类通道，数片波浪膜板组成的空气通道的迎水面和对面设有空气通道封闭边、数片波浪膜板排列组合成的水通道的迎风面和对面分别设有导风通道和收水通道，数片波浪膜板排列组合成的水通道和数片波浪膜板排列组合成的空气通道的波浪膜板的板体上制有连接限位支点、定位支点、加强筋板和网状加强筋。湿空冷混排式横流填料的这两个通道既能全部通水通气，也能一个通道只水不通气，另一个通道通风，又能一个通道只水也通风，另一个通道通风的方式进行运行，两个通道的侧面边部均设有完全隔离的封闭边，膜板上均设有将膜板进行间隔和定位以及对水流和空气进行导流作用的的连接限位支点不引起淋水密度的超量，其余的循环水需要进入横流冷却区的湿空冷混排式横流填料和/或开式循环水气液正交膜板式空冷器；在夏季，根据果通过湿空冷混排式逆流填料或者普通逆流填料两的全部循环水满足不了温降的要求，也能使部分循环水进入横流冷却区进行冷却，这样通过逆流冷却区的淋水密度减少，对通过逆流冷却区的循环水温降具有积极促进作用，而横流冷却区的循环水淋水密度也满足要求，配以合理的通风量，能大大提高整个冷却塔冷却性能。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述湿空冷混排式逆流填料是由数片板体上制有导水导风槽的膜板排列组合成方向不同、互不相通的分别是通水、通风的两个通道即第一个通道和第二个通道，并在第一个通道和第二个通道相垂直的两面设有通道封闭边；所述冷却塔塔体逆流冷却区装连的湿空冷混排式逆流填料上部、下部和各块之间装设有隔板；所述冷却塔塔体逆流冷却区装连的湿空冷混排式逆流填料上部、下部还装设有三角形和梯形的任1-2种蒸发冷增效组件。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述冷却塔塔体逆流冷却区内湿空冷混排式逆流填料的纵向上隔板和纵向下隔板之间装连有纵向长隔板。该结构是根据冷却塔的实际运行情况，以冷却塔实现消雾节水为目的，将下部雨区部分就去掉纵向长隔板组成为前述的大空间分隔；非下部雨区部分就装连纵向长隔板组成为小空间分隔。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述冷却塔塔体横流冷却区的水气液冷却系统装连有调水集水机构，调水集水机构为水气液冷却系统上部装有调整通水量控制阀的第一配水管、下部装连有集水槽，集水槽由下引管连接冷却塔塔体底部的集水池或是集水槽由下引管连通装有调整通水量控制阀的第二配水管、第三配水管的任一种调水集水机构；所述第Ⅰ-Ⅲ配水机构中第一配水管、第二配水管、第三配水管的调整通水量控制阀和冷却塔进风量控制阀为DCS 编程自动调节控制的电控阀。当然，亦可根据实际需要采用人工手动调节阀。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述冷却塔塔体横流冷却区水气液冷却系统的第Ⅰ配水机构是横流冷却区上部装连有配水池，配水池底部连接数个喷水喷头和喷水孔板中的任一种喷水件。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述冷却塔塔体横流冷却区水气液冷却系统和所连接的第Ⅰ配水机构的第一配水管、喷头、集水槽直接装连在冷却塔塔体外侧的塔体壁上。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述冷却塔塔体横流冷却区水气液冷却系统和所连接第Ⅰ配水机构的第一配水管、喷头、集水槽由支连架装连设置在与冷却塔塔体外侧体壁相隔离 100-500mm相间设有空气通道的冷却塔塔体上。

上述的热负荷自动平衡的空冷湿冷混合式冷却塔，所述横流冷却区可调风门装连于位于横流冷却区水气液冷却系统外侧或内侧的冷却塔塔体塔体上；所述逆流冷却区可调风门装连于收水器的上部；所述逆流冷却区水气液冷却系统是湿空冷混排式逆流填料与通用的水气液热交换冷却填料相间隔即一片隔一片或全部为通用的水气液热交换冷却填料所组成水气液冷却系统。

由于本实用新型设计上采用了上述技术方案，综合运用了湿冷、空冷和横流、逆流技术，选用湿空冷混排式横流填料和湿空冷混排式逆流填料组合排列的方式，实现湿冷和空冷混合排列，逆流和横流混合排列的联合运行方案，有效的解决了现有空冷湿冷混合式冷却塔的水气液冷却系统结构设计不合理，整体结构笨重，实际运行能耗较高，使用不便的问题。亦经过数次的试验试用结果表明，它具有整体结构简单轻便实用，造价低，塔内水气液冷却系统湿空冷混合排列，逆流冷却区和横流冷却区水气液冷却系统相配合运行，节水消雾，运行周期长，亦能适于对现有已建冷却塔进行升级改造，使用方便等优点，适于工业循环水的冷却工作，既能应用湿空冷、横逆流混排消雾节水的机械抽风冷却塔的新建和改造等，亦能应用于自然通风冷却塔，且冷却塔的塔体框架结构包括混凝土结构、金属结构、非金属结构等。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型实施例的结构简图。

图2是图1实施例中湿空冷混排式横流填料7的立体结构简图。

图3是图1实施例中湿空冷混排式逆流填料14的立体结构简图。

图4是图1实施例中集水槽由下引管连通第二配水管、第三配水管的结构简图。

图5是图1实施例中湿空冷混排式横流填料上部装连有配水池底部连接数个喷水喷头替代第一配水管和喷头的池式配水方式的结构简图。

图6是图1实施例中湿空冷混排式逆流填料14全部替代采用通用的水气液热交换冷却填料41和填料的纵向上隔板11和纵向下隔板 15之间加装有纵向长隔板16的结构简图。

图7是图1实施例中横流冷却区的湿空冷混排式横流填料7和所连接的第Ⅰ配水系统的第一配水管4、喷头5、集水槽8装连在冷却塔塔体18外侧塔体壁上的结构简图。

图8是图1实施例中横流冷却区湿空冷混排式横流填料7和所连接的第Ⅰ配水系统的第一配水管4、喷头5、集水槽8由支连架装连设置在与冷却塔塔体18外侧体壁相隔离400mm相间设有空气通道的位置的结构简图。

附图中各标号为：1-风筒；2-风机；3-电机；4-第一配水管；5- 喷头；6-横流冷却区可调风门；7-湿空冷混排式横流填料；8-集水槽； 9-下引管；10-收水器；11-纵向上隔板；12-第二配水管；13-第三配水管；14-湿空冷混排式逆流填料；15-纵向下隔板；16-纵向长隔板； 17逆流冷却区可调风门；18-冷却塔塔体；19-水池；20-干冷空气； 21-湿热饱和空气；22-干热空气；23-不饱和空气；24-通水喷淋室； 25-不通水喷淋室；26-有水雨区；27-无水雨区；28-数片波浪膜板排列组合成的水通道；29-数片波浪膜板排列组合成的空气通道；30- 连接限位支点；31-空气通道密封边；32-加强筋板；33-定位支点； 34-网状加强筋；35-第一个通道；36-第二个通道；37通道密封边； 38-导水导风槽；39-配水池；40-喷水喷头；41-通用的水气液热交换冷却填料；42-DCS编程自动调节控制的电控阀；Q-气室。

具体实施方式

如附图1所示，实施例包括：冷却塔塔体18、风筒1、风机2、电机3、风门、配水系统、水气液冷却系统、集水槽8、下引管9、收水器10、纵向上隔板11、湿空冷混排式逆流填料14、纵向下隔板 15，所述冷却塔塔体18内腔设有能同时并联运行的逆流冷却区、横流冷却区，水气液冷却系统包括逆流冷却区的湿空冷混排式逆流填料 14和横流冷却区的湿空冷混排式横流填料7，配水系统包括第一配水管4装连喷头5所组成的第Ⅰ配水机构和由第二配水管12装连喷头所组成的第Ⅱ配水机构、第三配水管13装连喷头所组成的第Ⅲ配水机构，可调风门包括叶片角度可调整直至完全封闭的横流冷却区可调风门6和叶片角度可调整直至完全封闭的逆流冷却区可调风门17，冷却塔塔体18横流冷却区的冷却塔侧体部自上而下纵向高度空间的 100％全部装连有湿空冷混排式横流填料7，湿空冷混排式横流填料7 上面对应连接有第Ⅰ配水机构，在冷却塔塔体18内腔的横流冷却区湿空冷混排式横流填料7与顶部风筒1的底座、冷却塔体底座之间组成为气室Q，湿空冷混排式横流填料7装连有横流冷却区可调风门6、出风口连通气室Q，冷却塔塔体18逆流冷却区塔体面积的100％全部装连有湿空冷混排式逆流填料14，湿空冷混排式逆流填料14的上部分别连接有收水器10、第Ⅱ水机构、第Ⅲ配水机构和数块纵向上隔板11，纵向上隔板11下部对应装连有纵向下隔板15，湿空冷混排式逆流填料14的下部进风口处装连有逆流冷却区可调风门17、出风口连通气室Q，或是根据实际需要，将可调风门17装连于收水器10的上部。

参见附图1，本实施例所述冷却塔塔体18横流冷却区的冷却塔体两个侧面上装连有湿空冷混排式横流填料7、两个侧面装连有开式循环水气液正交膜板式空冷器。

参见附图1-2，本实施例所述湿空冷混排式横流填料7是由90 片波浪膜板排列组合成的水通道28和90片波浪膜板排列组合成的空气通道29其流体方向不同、通道之间互不相通的两类通道，90片波浪膜板组成的空气通道29的迎水面和对面设有空气通道封闭边31、 90片波浪膜板排列组合成的水通道28迎风面和对面分别设有导风通道和收水通道，90片波浪膜板排列组合成的水通道28和90片波浪膜板排列组合成的空气通道29的板体上均制有连接限位支点30、定位支点33、加强筋板32和网状加强筋34。本实施例所用的湿空冷混排式横流填料为亲水性的聚乙烯塑料材料的膜板。

参见附图1、图3，本实施例所述逆流冷却区水气液冷却系统的湿空冷混排式逆流填料14是由96片板体上制有导水导风槽38的膜板排列组合成方向不同、互不相通的分别是通水、通风的两个通道即第一个通道35和第二个通道36，并在第一个通道35和第二个通道 36相垂直的两面设有通道封闭边37；所述冷却塔塔体18逆流冷却区装连的湿空冷混排式逆流填料14上部、下部和各块之间装设有隔板；所述冷却塔塔体逆流冷却区装连的湿空冷混排式逆流填料上部、下部还装设有三角形的蒸发冷增效组件。根据实际需要，所述逆流冷却区水气液冷却系统是湿空冷混排式逆流填料14与通用的水气液热交换冷却填料41相间隔即一片隔一片所组成的水气液冷却系统。湿空冷混排式逆流填料14的两个通水、通风的通道，最大发挥逆流冷却区的冷却能力，同样横流冷却区也能全部通过循环水，实现全部空冷或湿冷和空冷同时存在的运行模式。本实施例所用的湿空冷混排式逆流填料为亲水性的聚乙烯塑料材料的膜板。

参照附图1、图4，本实施例所述所述冷却塔塔体18横流冷却区冷却塔侧体上装连的调水集水机构是湿空冷混排式横流填料7上部装连有调整通水量的第一配水管4、底部装连有集水槽8，集水槽8 由下引管9连通第二配水管12、第三配水管13，在第一配水管4、第二配水管12、第三配水管13上分别装连有DCS编程自动调节控制的电控阀42，DCS编程自动调节控制的电控阀42连接冷却塔及其冷却装置的电器控制器，通过调控DCS编程自动调节控制的电控阀42 来调整进入第一配水管4和第二配水管12、第三配水管13的进水量，能实现整塔水的连续两次换热，增加换热能力。

参考附图5，本实施例所述冷却塔塔体18横流冷却区湿空冷混排式横流填料7的第Ⅰ配水机构是横流冷却区上部装连有配水池39，配水池39底部连接数个喷水喷头40喷水件的池式配水结构。

参见附图6，本实施例所述逆流冷却区的填料全部采用通用的水气液热交换冷却填料41，水气液热交换冷却填料41的纵向上隔板11 和纵向下隔板15之间加装有纵向长隔板16。同样将逆流冷却区进行分割成各个区域，逆流冷却区主要以蒸发散热为主，在夏季全部逆流冷却区全部参与以蒸发散热为主的模式，非夏季节，调整逆流冷却区的各个分区，局部通水通风进行蒸发散热，其它区域只通风或者不通风，由于分区作用，汇集到气室Q,形成不饱和空气，从而减少羽雾，横流冷却区能进行间壁传热为主的模式，起到节水作用，通过横流冷却区的空气进入到气室Q后，进一步降低空气的饱和度，可使排出风筒1的空气羽雾更加少。

参照附图7，本实施例所述冷却塔塔体18横流冷却区的湿空冷混排式横流填料7和所连接的第Ⅰ配水系统的第一配水管4、喷头5、集水槽8直接装连在冷却塔塔体18外侧塔体壁上。

参见附图8实施例，所述横流冷却区采用的开式循环水气液正交膜板式空冷器和所连接的第Ⅰ配水系统的第一配水管4、喷头5、集水槽8由支连架装连设置在与冷却塔塔体18外侧体壁相隔离400mm 相间设有空气通道的冷却塔塔体上；横流冷却区可调风门6装连在位于湿空冷混排式横流填料7外侧的冷却塔塔体上；使得进入横流冷却区的空气更易进入气室Q，同时冷却塔横流冷却区的高度向下沿伸，也能够将通过冷却塔横流冷却区的空气顺利导入气室Q，增大了横流冷却区的换热体积，有利于横流流段的运行效果。

本实用新型上述的产品结构，亦能进行两种及以上的连接组合式产品结构。

本实用新型同样又能应用到自然通风的冷却塔中，靠自然界中高空空气与低空空气的压差形成空气的流动，不同的只是空气流动产生风的方式不同，通过抽风机或者鼓风机等设备，属于机械通风。