专利名称：深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业用循环水冷却塔，特别是一种循环水横流式冷却塔。
背景技术：
有关循环水在冷却塔内的冷却作用，在1925年有人首次阐述了冷却塔运行机理，并成为大多数人分析冷却塔运行的理论基础。但这种理论基础忽略了水分蒸发。1983年对冷却塔内传热质进行严格地推导，确定新的冷却塔运行理论，主要是由于水的蒸发散热以及水与空气接触时的热交换，是水的汽化潜热能使循环水得到冷却，此外有三种形式1、当空气温度低于循环水的温度时，接触热交换作用使循环水得到冷却。
2、当空气温度等于循环水的温度时，接触热交换作用等于零。
3、当空气温度高于循环水的温度时，接触散热不是从循环水流向空气，而是从空气流向循环水。要想得到低温冷却水，完全靠水蒸发潜热把水中的热量带走。水的蒸发受到空气湿度的限制，使循环水温不能低于28.3℃湿球温度。从节能出发我国现行应用的冷却塔国冢标准GB7190.1/2-1997即规定标准冷却塔出水温度为32℃。
这种规定标准对冷却塔来说是节能的，而对制冷机来说是不节能的，制冷机要求，冷却水温越低，产冷量越大，耗能越低。冷却水下降1℃，电机功率下降4.5％。
冷却塔进、出水定为32-37℃(民用型)、32-39℃(工业型)，这个温度正好是军团菌最佳繁殖范围内(35-40℃)。
冷却水32℃进入制冷机，制冷机在运行中排气压力高(冷却水温度下降1℃排气压力下降0.05Mpa)，运行电流大，使制冷机运行故障率提高，安全系数降低。
此外，现有冷却塔的电机的选择，要求符合国家GB7190.1-1997的标准，该标准规定实测耗电比对G型塔不大于0.06KW/(m3/h)，对其它型塔不大于0.04KW/(m3/h)，这对于冷却塔的排风量的提高有限制作用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种可提高制冷效率，延长制冷机使用寿命，并能抑制军团菌繁殖的深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔。
本发明的技术解决方案一种深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔，其特征在于它将横流式冷却塔，通过加大横流式冷却塔的排气量增加30-80％，以降低塔内负压，使全塔通风阻力值由原来的20毫米水柱下降到3000毫米水柱，使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到5-2000毫米水柱，增大水的蒸发动能，降低出水温度。
本发明具有下列特点1、通过实验证明，冷却塔出水温度降低到20-31℃，对离心式水冷机组、螺杆式水冷机组、活塞式水冷机组等机型的制冷效率都有一定提高，设有干蒸发器螺杆式制冷机组和活塞式制冷机组制冷效率可提高35-60％，溴化锂制冷机制冷效率提高10-40％左右，设有满液式蒸发器的离心式制冷机、螺杆式制冷机的效率可提高50-100％(见表2、3)。
2、冷却塔出水温度降低到20-31度，对中央空调的制冷机安全运行大有好处，一方面降低了制冷电机运行电流，对制冷电机有着安全保护作用，特别是对半封闭和全封闭制冷机的电机安全保护作用更大，另一方面延长制冷机运行寿命3-5年，同时降低运行中故障率，降低维修费用。
3、冷却塔出水温度降低到20-31度，避开了军团菌繁殖的高峰温度(35-40℃)，对军团菌繁殖有所克制作用，同时对冷却水中钙、镁离子分离成垢速度有减慢作用。
4、本发明冷却塔的电功率消耗虽比其它塔型冷却塔的电功率消耗约大35-60％，但从整个中央空调系统来看，冷却塔(以500型为例)电机多耗电8kw/h，从制冷来说节能(以500TR制冷机为例)147kw/h，这样以小的费用代价来换取大的节能，效率为1∶18，故综合节能效果大大提高。
图1是本发明的实施例结构示意图。
图2是本发明的另一实施例结构示意图。
具体实施例方式
本发明的深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔，它通过加大横流式冷却塔的风机电机功率(约增加40-85％)使横流式冷却塔的排气量增加30-80％，最佳为50-60％，目的是降低塔内负压，使全塔通风阻力值由原来的20毫米水柱下降到3000毫米水柱左右，使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到5-2000毫米水柱，目的增大水的蒸发动能。
本发明冷却塔还可通过增加横流式冷却塔内填料的宽度和/或高度，使其传热面积增加幅度为30-80％，使水的冷却流程加长，进一步加大降温幅度。
本发明的深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔的机理是基于这样一种理论“要加快水的蒸发速度和强度，必须增加水蒸发的动能，这个动能应是负压力，它使水分子之间引力减小，水分汽化加快，汽化后的水分子快速飞离水液面。”水在冷却过程中增加了动能后，使水冷却速度加快，同时又克服环境条件因空气中湿度对冷却后水温度值的影响。
当冷却水温低于环境空气温度时，空气中热能传递给水，当空气降温后，空气中水分子含量不变，水在向前运行时受到动能作用，水在表面快速蒸发，又增加空气中湿度，由于空气受冷却水温度下降，湿空气温度也再下降，水分体积也跟着起变化，故绝对湿度也将发生变化。水不断蒸发，水温不断下降，空气不断再降温，这种运行形式起到降低冷却水温度和空气中湿度的关键作用。
以上理论只能在横流式塔型中实现20-31℃出水，逆流式塔型无法实现20-31℃出水，这是塔型冷却方式所决定的。
实施例1选用中美合资马利SC-150L塔型，每4台组装成一台型号为TSC-500ML的冷却塔(见图1)，一共组装6台TSC-500ML冷却塔，同时加以改进1、将冷却塔风机3的功率由5.5kw改为7.5kw，加大风叶排角度，排风总量由330000M3/h，增大到440000M3/h左右。增加排风量为33％。使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到5-50毫米水柱。
2、将上述冷却塔内的填料1(它位于塔体2内两侧)增宽10％(加上组合时总填料大于20％)，填料1面积比额定面积增大40％左右。
3、由于冷却塔进风口面积增大20％，而进风量大于额定量20％而小于额定量133％，就造成风从进填料口到出填料口之间的负压差增大，这样就增加水蒸发动能，减小水分子引力，加速水蒸发速度和强度。
本发明实施例1的TSC-500ML型冷却塔在不同的天气条件下运行良好，效率见表1。
表1 TSC-500ML型冷却塔在不同的天气条件下温度统计表 从表1中数据得知气温温差越小，空气中湿度越大，冷却塔出水温度就高，如7月4日15时，小雨、气温24-27℃，在南京地区空气湿度最大天气，冷却塔出水27.9℃。7月15日15时，晴天，气温29-38.5℃，冷却塔出水温度为26.8℃，冷却塔进水29.8℃。以上两项数据充分说明冷却塔效果良好，达到设计要求。
实施例2选用中美合资马利SC-150L塔型，每4台组装成一台型号为TSC-500ML的冷却塔(见图1)，一共组装6台TSC-500ML冷却塔，同时加以改进1、将冷却塔风机3的功率由5.5kw改为9kw，加大风叶排角度，排风总量由330000M3/h，增大到528000M3/h左右。增加排风量为60％，使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到500-1000毫米水柱，这样就增加水蒸发动能，减小水分子引力，加速水蒸发速度和强度。其运行效率表见表3。
实施例3选用中美合资马利SC-150L塔型，每4台组装成一台型号为TSC-500ML的冷却塔(见图1)，一共组装6台TSC-500ML冷却塔，同时加以改进1、将冷却塔风机3改用高效叶轮涡旋式高压风机，功率为10kw，排风总量由330000M3/h，增大到594000M3/h左右。增加排风量为80％，使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到1500-1900毫米水柱，这样就增加水蒸发动能，减小水分子引力，加速水蒸发速度和强度。
2、将上述冷却塔内的填料1增高10％，增宽80％，(加上组合时总填料大于20％)，填料1面积比额定面积增大60％。其运行效率表见表3。
若本发明采用图2所示结构的横流式冷却塔，效果将进一步提高。该结构的冷却塔的发明点是，将填料1置于冷却塔塔体2内的一侧，而将风机3由原来的位于塔顶位置改为设置在塔体2的另一侧面，从而将上排风改为侧排风，它既可使风的流动更通畅，又可使塔体负压进一步降低，并能减小电机的功率。
通过实验证明，冷却塔出水温度降低到20-31℃，对离心式水冷机组、螺杆式水冷机组、活塞式水冷机组等机型的制冷效率都有一定提高，设有干蒸发器螺杆式制冷机组和活塞式制冷机组制冷效率可提高35-60％，溴化锂制冷机制冷效率提高10-40％左右；设有满液式蒸发器的离心式制冷机、螺杆式制冷机的效率可提高50-100％，见表2、3，它们的运行费用对照见表4。
YT离心机运行参数对照表 表2 制冷机补充10％制冷剂后运行参数表3 创新前后制冷系统运行对照表4 注电价每度为0.776元，水价每M3为2元计算的。
权利要求
1.一种深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔，其特征在于它通过加大横流式冷却塔的风机电机功率使横流式冷却塔的排气量增加30-80％，以降低塔内负压，使全塔通风阻力值由原来的20毫米水柱下降到3000毫米水柱左右，使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到5-2000毫米水柱，增大水的蒸发动能。
2.按权利要求1所述的深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔，其特征在于所述通过加大横流式冷却塔的风机电机功率使横流式冷却塔的排气量增加50-60％。
3.按权利要求1所述的深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔，其特征在于通过增加横流式冷却塔内填料的宽度和/或高度，使其传热面积增加幅度为30-80％，使水的冷却流程加长。
4.按权利要求1所述的深度负压式高效率低温度出水横流式冷却塔，其特征在于将填料置于冷却塔塔体内的一侧，而将风机设置在塔体的另一侧面。
全文摘要
本发明涉及一种循环水横流式冷却塔，它通过加大横流式冷却塔的风机电机功率使横流式冷却塔的排气量增加30－80％，以降低塔内负压，使全塔通风阻力值由原来的20毫米水柱下降到3000毫米水柱左右，使得横流式冷却塔内的散热片进、出风口之间的压降达到5－2000毫米水柱，增大水的蒸发动能。本发明还可通过增加横流式冷却塔内填料的宽度和/或高度，使其传热面积增加幅度为30－80％，使水的冷却流程加长，进一步加大降温幅度。本发明的冷却塔可提高制冷效率，延长制冷机使用寿命，并能抑制军团菌繁殖，效果十分理想。
文档编号F28C1/00GK1412515SQ0214851
公开日2003年4月23日 申请日期2002年12月12日 优先权日2002年12月12日
发明者蔡春余 申请人:蔡春余