用于冷却塔的防冻装置和冷却塔的制作方法

本公开涉及计算机技术领域，具体涉及计算机网络技术领域，尤其涉及用于冷却塔的防冻装置和冷却塔。

背景技术：

在石油化工、电力等行业中，广泛使用着冷却水，并采用带有各种冷却塔的循环水系统。冷却塔是一种利用水和空气的接触，通过蒸发作用散去工业或制冷空调中产生的废热的设备。温度较高的冷却水经喷嘴或布水器分配至内部填料处，空气由风机带入冷却塔内，水与空气进行热交换，产生温度较低的冷却水。

在我国北方地区冬季气温降至零度以下，冷却塔的填料及四周格栅经常结冰，产生巨大的冰块或冰锥，结冰不仅会降低通风量影响换热效果，冰柱脱落时会坠毁填料、刺破冷却塔接水盘，严重威胁冷却塔的安全运行。

目前，通常在塔却塔的接水盘布置电加热，当冷却塔的接水盘水温较低时启动，防止塔盘结冰，并通过辐射方式将热量传递给四周，但这一方式在严寒天气时效果甚微。因此，主要靠人工除去塔内的冰柱，如敲冰、铲冰、融冰，但耗费较大的人力物力。

技术实现要素：

本公开实施例提供了用于冷却塔的防冻装置和冷却塔。

第一方面，本公开实施例提供了一种用于冷却塔的防冻装置，包括：旁通管路，联通冷却塔的回水管路与设于冷却塔内部的环形管路，旁通管路内设置有升温装置；环形管路，设于冷却塔的内部且位于冷却塔的填料区的下方，环形管路的形状与冷却塔的横截面相适应，环形管路联通旁通管路；喷嘴，联通环形管路，用于向冷却塔的内周面的格栅喷淋热水。

在一些实施例中，旁通管路中还设有温度传感器，用于测量旁通管路内升温装置的出水管路中水流的温度。

在一些实施例中，旁通管路中还设有电动阀。

在一些实施例中，电动阀设于升温装置的入水侧。

在一些实施例中，升温装置为电加热器。

在一些实施例中，升温装置为基于水流的温度控制的电加热器。

在一些实施例中，防冻装置还包括：水温控制器，接收水流的温度，若水流的温度高于预定温度，向电加热器发送停止加热指令；若水流的温度低于或等于预定温度，向电加热器发送加热指令。

在一些实施例中，防冻装置还包括：设于冷却塔之外的温度传感器，用于测量室外温度；以及电动阀控制器，接收室外温度，若室外温度高于预设温度，关闭电动阀；若室外温度低于或等于预设温度，开启电动阀。

第二方面，本公开实施例提供了一种冷却塔，包括：如上任意一项所述的用于冷却塔的防冻装置。

本公开实施例提供的用于冷却塔的防冻装置和冷却塔，防冻装置设置旁通管路，联通冷却塔的回水管路与设于冷却塔内部的环形管路，旁通管路内设置有升温装置；设置环形管路，设于冷却塔的内部且环形管路的形状与冷却塔的横截面相适应，环形管路联通旁通管路；并设置喷嘴，联通环形管路，用于向冷却塔的内周面的格栅喷淋热水。在这一过程中，通过在塔内四周布置环形管路及喷嘴，喷嘴方向朝外，并经由旁通管路将环形管路接至回水管路且在旁通管路内安装升温装置，可以经由旁通管路、环形管路和喷嘴将具有较高温度的水喷向四周格栅，从而避免结冰。该方案部署简单灵活，自动化运行，成本低，效果好。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本公开的用于冷却塔的防冻装置的一个实施例的示例性结构图；

图2是根据本公开图1的实施例中用于冷却塔的防冻装置的i-i方向的一个示例性剖视图；

图3是根据本公开的用于冷却塔的防冻装置的另一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

如图1所示，图1示出了用于冷却塔的防冻装置的一个实施例的示例性结构图。冷却塔140包括：回水管路141，供水管路142，补水管路143，风机144，布水器145，填料区146和格栅147。

该用于冷却塔的防冻装置，包括：旁通管路110，联通冷却塔的回水管路141与设于冷却塔内部的环形管路120，旁通管路110内设置有升温装置111；环形管路120，设于冷却塔140的内部且设于冷却塔的内部且位于冷却塔的填料区146的下方，环形管路120的形状与冷却塔140的横截面相适应，环形管路120联通旁通管路110；喷嘴130，联通环形管路120，用于向冷却塔140的内周面的格栅147喷淋热水。

在本实施例中，旁通管路110，可以穿过冷却塔以联通冷却塔外的回水管路141和设于冷却塔内部的环形管路120。位于旁通管路中的升温装置，可以为基于人工控制或控制指令控制的用于升高旁通管路中的水温的装置。该升温装置可以为现有技术或未来发展的技术中基于热源散热的升温装置，本申请对此不作限定。例如，该升温装置可以为散热器或电加热器等。

环形管路120，可以连接于冷却塔的内壁或冷却塔格栅的内环。以连接于冷却塔的内壁为例，环形管路120可以沿冷却塔内壁环绕一周设置，使得供水管路的形状与冷却塔的横截面相适应。例如，环形管路的环形可以为与冷却塔的横截面的内壁相适应圆形或方形等。本领域技术人员可以理解的是，环形管路的形状，符合可以向四周格栅均匀喷水的要求即可，本申请对此并不做任何具体的限制。

环形管路120上设置有喷嘴130，且喷嘴130的方向朝外，以便将高温水喷向四周的格栅147，从而避免格栅147结冰。示例性地，请参考图2，图2示出了图1中沿i-i方向的截面打开后所看到的环形管路及喷嘴的一个实施例的示例性结构图。

在该防冻装置的一个示例性应用场景中，假设冷却塔回水温度为t1(大约20℃)，供水温度为t2，北方冬季室外空气温度为t3(低于0℃)，那么有t1＞t2＞0＞t3。众所周知，水的凝固点为0℃，当某处水温低于0℃时才会凝固为冰。为此，可以通过旁通管路采用冷却塔回水管路中的水来喷向格栅，防止格栅结冰；进一步地，在旁通管路中还可以安装电加热器，以产生高温水连续不断的喷向格栅，使得格栅表面水温保持在0℃以上，从而避免结冰。

本申请上述实施例中的用于冷却塔的防冻装置，通过在塔内四周布置环形管路及喷嘴，并且设置喷嘴方向朝外，并经由旁通管路将环形管路接至回水管路且在旁通管路内安装升温装置，可以经由旁通管路、环形管路和喷嘴将具有较高温度的水喷向四周格栅，从而避免格栅结冰。

以下结合图3，描述本公开的用于冷却塔的防冻装置的另一个实施例的示例性结构图。冷却塔140包括：回水管路141，供水管路142，补水管路143，风机144，布水器145，填料区146和格栅147。

如图3所示，该用于冷却塔的防冻装置，包括：旁通管路110，联通冷却塔的回水管路141与设于冷却塔内部的环形管路120，旁通管路110内设置有升温装置111；环形管路120，设于冷却塔140的内部且位于冷却塔的填料区146的下方，环形管路120的形状与冷却塔140的横截面相适应，环形管路120联通旁通管路110；喷嘴130，联通环形管路120，用于向冷却塔140的内周面的格栅147喷淋热水。

与图2中不同的是，图3所示的实施例的旁通管路中还设有温度传感器112，用于测量旁通管路内升温装置的出水管路中水流的温度。以便控制者(控制人员或控制器)读取该水流的温度，判断是否需要升温旁通管路中向环形管路提供的水流的温度。通过在旁通管路中设置温度传感器，可以提高对旁通管路中的水流的出水温度的控制精度。

备选地或附加地，图3所示的实施例中，旁通管路中还可以设有电动阀113。通过在旁通管路中设置电动阀，可以方便的打开或关断旁通管路向环形管路的供水，避免不必要的供水。

备选地或附加地，上述的电动阀113可以设于升温装置的入水侧。通过将电动阀113设于升温装置的入水侧，可以在水流进入升温装置之前关断供水，避免加温装置长时间浸水，提高加温装置的寿命。

备选地或附加地，上述的升温装置为电加热器。通过采用电加热器，可以方便的通过电能-热能的转化来提高旁通管路中水流的温度，提高了加热水流效率和停止加热水流的效率。

备选地或附加地，上述的升温装置为基于水流的温度控制的电加热器。通过采用基于水流的温度控制的电加热器，可以将旁通管路中的温度传感器采集的数据处理后作为电加热器的控制信号，以提高控制水流的温度的精度。

可选地，在上述的升温装置为基于水流的温度控制的电加热器的基础上，上述的防冻装置可以包括水温控制器(图中未示出)。水温控制器接收水流的温度，若水流的温度高于预定温度，向电加热器发送停止加热指令；若水流的温度低于或等于预定温度，向电加热器发送加热指令。

在本可选实现方式中，预定温度为预先设定的旁通管路的出水温度。通过设置水温控制器来进行水流的温度与预定温度的比对，并根据比对结果确定水流的温度是否达到预定温度，确定是否加热水流的温度，可以提高控制水流的温度的效率和准确性。

具体地，若水流的温度高于预定温度，说明水流的温度符合预先设定的旁通管路的出水温度，此时停止加热；若水流的温度低于或等于预定温度，说明水流的温度低于预设的旁通管路的出水温度，因此，可以向电加热器发送加热指令以加热水流的温度，直至水流的温度符合预先设定的旁通管路的出水温度，从而可以向格栅提供温度合适的热水。

可选地，上述包括水温控制器的防冻装置还可以包括：设于冷却塔之外的温度传感器114，用于测量室外温度；以及电动阀控制器(图中未示出)，接收室外温度，若室外温度高于预设温度，关闭电动阀；若室外温度低于或等于预设温度，开启电动阀。

在本可选实现方式中，设于冷却塔之外的温度传感器114，可以如图3中所示设置于旁通管路上，也可以设于冷却塔外壳上，或者设置于冷却塔的回水管路、供水管路或补水管路上，也可以设于冷却塔附近的任意位置，本申请对此不作限定。

这里的电动阀控制器，可以基于室外温度来确定是否开启电动阀，以便旁通管路中的水流流经升温装置被加热，从而提高对加热供水的自动化控制，提高供水效率。

应当理解，本申请上述实施例中的基于水流的温度控制的电加热器的控制器，水温控制器和电动阀控制器，可以采用同一控制器中的三个不同功能模块来实现，也可以采用2-3个控制器分别实现各个功能模块，本申请对此不作限定。

在图3中所示的防冻装置的一个示例性应用场景中，假设冷却塔回水温度为t1(大约20℃)，供水温度为t2，北方冬季室外空气温度为t3(低于0℃)，那么有t1＞t2＞0＞t3。众所周知水的凝固点为0℃，当某处水温低于0℃时才会凝固为冰。旁通管路上安装有两个温度传感器，分别检查室外温度和管内水流的温度，当室外温度高于t4(可调)时，说明温度较高，此时电动阀关闭，停止采用回水管路中的回水喷向格栅；当室外温度低于t4时电动阀开启，开始采用回水管路中的水流喷向格栅以避免结冰。旁通管路上还安装有电加热器，当管内水流的温度高于t5(可调)时电加热器不启动，检测管内水流的温度低于t5时电加热启动工作，以此维持旁通管路内水流的温度不低于t5。旁通管路进入塔内后，形成环形管路并布置在四周与格栅较近处，间隔安装n个喷嘴(n为大于1的自然数)，喷嘴方向朝外，温度为t5的高温水连续不断的喷向格栅，使得格栅表面水温保持在0℃以上，从而避免结冰。

本公开上述实施例提供的用于冷却塔的防冻装置，与图1的实施例中的用于冷却塔的防冻装置相比，增加了对水流的温度的判断，提高了升温装置的控制精度。进一步地，在部分实现方式中，可以设置电动阀113以控制供水，提高供水准确性；通过在塔内四周布置环形管路及喷嘴，喷嘴方向朝外，并设置旁通管路将环形管路接至回水管路且在旁通管路内安装升温装置和温度传感器，喷嘴方向朝外，可以基于测量的水流的温度和室外温度经由旁通管路、环形管路和喷嘴将具有较高温度的水喷向四周格栅，从而避免结冰。该方案部署简单灵活，自动化运行，成本低，效果好。

本公开还提供了一种冷却塔，可以包括以上任意一项所述的用于冷却塔的防冻装置。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。