专利名称：逆流式密闭型冷却水塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷技术领域的冷却塔，特别涉及的是一种逆流式密闭型冷 却水塔。
背景技术：
与开放式冷却水塔相比，密闭型冷却水塔的冷却水不与空气接触，空气中的 粉尘无法进入系统的冷却水环路，因此冷却水比较洁净且换热管内不会结垢。对 于湿式密闭型冷却水塔，通常在塔内布置填料来实现喷淋水和空气传热传质，也 有通过在塔内布置金属管既作为被冷却流体与喷淋水的换热管也是喷淋水与空 气之间的传热传质管。对于布置填料的湿式冷却水塔，在长期运行过程中喷淋水 与空气直接接触，喷淋水的水质恶化，因此容易造成填料堵塞使得冷却水塔性能 下降。对于把金属管(通常是铜管)作为喷淋水和空气的传热传质管的冷却水塔， 由于喷淋水和空气传热传质过程所需换热面积通常大于喷淋水和被冷却流体的 换热面积，因此造成冷却水塔中金属管的数量增加，系统的制造成本增加。此外， 通常的湿式密闭型冷却水塔的被冷却流体、喷淋水和空气之间的换热一般都是顺 流换热形式，系统的散热效率比较差。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为200510120436.5，名称 为蒸发式密闭型冷却水塔。该技术公开了一种通过在散热盘管的金属管外上披 覆多孔吸湿材料作为空气和喷淋水传热传质媒介的密闭型冷却水塔。在喷淋设备 向金属管喷淋水过程中，水吸附在多孔材料上；而在送风装置将空气吹过金属管
时，多孔材料上吸附的喷淋水常温蒸发，吸收了金属导管内被冷却流体的热能达 到散热的效果。但是由于多孔吸湿材料覆盖了部分金属管面积，使得金属管与喷 淋水之间的换热面积减少，因此冷却水塔内布置的金属管的数量增加，制造成本 也上升。此外，多孔材料孔隙中的吸附水一般是孔隙最外层的吸附水先蒸发，而 在蒸发过程屮仍有部分水吸附在孔隙中，因此在被冷却流体向孔隙中最外层水传 递热量的过程中相当于增加了一项由孔隙中的吸附水构成的导热热阻，不利于冷 却水塔换热过程。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种逆流式密闭型冷却 水塔，使其相对于传统的密闭型冷却水塔散热效率更高；利用塑料管或者其他廉
价管材来代替金属管或者填料，因此系统的造价更低，性能更稳定可靠。 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括流进端分流总管、传热传质
单元、传热单元、喷淋水池、排污阀、送风装置、壳体、洒水装置、喷淋水出口
接管、流出端汇流总管、喷淋水入口接管、喷淋泵。
所述传热传质单元包括传热传质单元的传热管、传热传质单元流体进口接
管、传热传质单元的传质管和传热传质单元流体出口接管。
所述传热单元包括传热单元流体进口接管、传热单元的传热管和传热单元流
体出口接管。
所述送风装置包括电机、空气出口、风扇和空气进口。
电机与风扇连接并固定在冷却水塔顶部，且空气出口也设置在冷却水塔顶 端。喷淋水出口接管和洒水装置连接并布置在传热传质单元上方与风扇下方。传 热传质单元的位置必须高于空气进口并且处在洒水装置下方。传热传质单元的传 质管设置在传热传质单元的传热管之间，空气进口设置在传热单元上方且处于传 热传质单元下方。喷淋水池处在传热单元下方。排污阀安装在喷淋水池底部。风 扇、传热传质单元、传热单元和洒水装置由壳体包围形成一个整体。
传热传质单元流体进口接管一端与传热传质单元的传热管连接，另一端与流
进端分流总管以及传热单元流体进口接管连接。传热传质单元流体出口接管一端 与传热传质单元的传热管连接，另一端与流出端汇流总管以及传热单元流体出口 接管连接。传热单元流体进口接管一端与传热单元的传热管连接，另一端与流进 端分流总管以及传热传质单元流体进口接管连接。传热单元流体出口接管一端与 传热单元的传热管连接，另一端与流出端汇流总管以及传热传质单元流体出口接
管连接。喷淋水入口接管一端与喷淋水池连接，另一端与喷淋泵连接。喷淋水出 口接管一端与洒水装置连接，另一端与喷淋泵连接。
所述传热传质单元中，每两排传热传质单元的传热管之间布置一排或一排以
上的传热传质单元的传质管；传热传质单元的传质管可以采用塑料管或其他廉价 管材，传热传质单元的传热管和传质管可以顺排或叉排。传热传质单元的传热管 管内通过被冷却的流体，管外喷淋水与空气进行传热传质。传热传质单元的传质
管管内不通过流体，管外的喷淋水与空气进行传热传质。
所述传热单元中布置了多排传热单元的传热管，传热单元的传热管可以顺排 或叉排。
所述洒水装置可以是表面具有多个出水孔道或者在出水孔道加装喷嘴，且必 须安装在传热传质单元上方。
本发明工作时，空气在电机带动的风扇引风作用下从冷却水塔的空气进口处 进入冷却水塔，并在传热传质单元中与喷淋水进行热质交换，最后通过空气出口 排出冷却水塔。在此过程中沿空气流动方向上，空气含湿量增加，温度上升。在 闭式冷却水塔底部的喷淋水池中，温度较高的喷淋水经由喷淋泵从喷淋水出口接 管中输送到洒水装置向下喷淋，并与传热传质单元的传热管的管内被冷却流体 (例如水)进行换热后温度升高；当温度升高的喷淋水掉落到传热传质单元的 传质管表面时，与流动的空气进行热质交换后温度降低；然后又在下一排的传热 传质单元的传热管中与被冷却流体换热温度升高。当喷淋水在最后一组传热传质
单元的传质管中与空气进行热质交换温度降低后，喷淋水流入传热单元并与传热 单元的传热管管内的被冷却流体进行换热温度升高，最后温度较高的喷淋水进入 喷淋水池。在流经传热传质单元时，沿流动方向喷淋水的温度总体呈下降趋势； 而在流经传热单元时，沿流动方向喷淋水的温度逐渐升高。被冷却流体由流进端 分流总管部分通过传热单元流体进口接管进入传热单元的传热管，与喷淋水换热 温度降低后从传热单元流体口出接管流出；另一部分被冷却流体通过传热传质单 元流体进口接管进入传热传质单元的传热管被喷淋水冷却降温，冷却后的流体通 过传热传质单元流体出口接管与从传热单元流体出口接管中流出的流体混合后 从流出端汇流总管流出冷却水塔。在此过程中，被冷却流体沿流动方向温度逐渐 降低。
本发明在传热传质单元中且沿被冷却流体的流动方向上，空气的温度、被冷 却流体的温度和喷淋水的温度都是逐渐降低的，因此各种流体为逆流换热；而在 传热单元中且沿被冷却流体的流动方向上，喷淋水温度和被冷却流体的温度也都 是逐渐降低的，因此喷淋水和被冷却流体也为逆流换热。本发明通过把冷却水塔 换热盘管分成传热传质单元和传热单元两部分来实现空气、喷淋水和被冷却流体 之间逆流换热，且利用塑料管或其他廉价管材代替金属管或填料来实现喷淋水和 空气的传热传质过程，降低了制造成本。
图1为本发明结构示意图
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括流进端分流总管4、传热传质单元6、传热单
元12、喷淋水池13、排污阀14、送风装置15、壳体16、洒水装置17、喷淋水 出口接管18、流出端汇流总管20、喷淋水入口接管22、喷淋泵23。
传热传质单元6包括传热传质单元的传热管5、传热传质单元流体进口接管 7、传热传质单元的传质管8和传热传质单元流体出口接管19。
传热单元12包括传热单元流体进口接管10、传热单元的传热管11和传热 单元流体出口接管21。
送风装置15包括电机1、空气出口2、风扇3和空气进口9。
电机1与风扇3连接并固定在冷却水塔顶部，且空气出口 2也设置在冷却水 塔顶端。喷淋水出口接管18和洒水装置17连接并布置在传热传质单元6上方与 风扇3下方。传热传质单元6的位置必须高于空气进口 9并且处在洒水装置17 下方。传热传质单元的传质管8设置在传热传质单元的传热管5之间，空气进口 9设置在传热单元12上方且处于传热传质单元6下方。喷淋水池13处在传热单 元12下方。排污阀14安装在喷淋水池13底部。风扇3、传热传质单元6、传热 单元12和洒水装置17由壳体16包围形成一个整体。
冷却水塔的管路连接为传热传质单元流体进口接管7 —端与传热传质单元 的传热管5连接，另一端与流进端分流总管4以及传热单元流体进口接管10连 接。传热传质单元流体出口接管19 一端与传热传质单元的传热管5连接，另一 端与流出端汇流总管20以及传热单元流体出口接管21连接。传热单元流体进口 接管10 —端与传热单元的传热管11连接，另一端与流进端分流总管4以及传热 传质单元流体进口接管7连接。传热单元流体出口接管21 —端与传热单元的传 热管11连接，另一端与流出端汇流总管20以及传热传质单元流体出口接管19 连接。喷淋水入口接管22 —端与喷淋水池13连接，另一端与喷淋泵23连接。 喷淋水出口接管18 —端与洒水装置17连接，另一端与喷淋泵23连接。
在传热传质单元6中，每两排传热传质单元的传热管5之间布置一排或一排 以上的传热传质单元的传质管8。传热传质单元的传热管5和传质管8可以顺排 或叉排。传热传质单元的传质管8可以采用塑料管或其他廉价管材。传热传质单 元的传热管5管内通过被冷却的流体，管外喷淋水与空气进行传热传质。传热传 质单元的传质管8管内不通过流体，管外的喷淋水与空气进行传热传质。传热单 元12中布置了多排传热单元的传热管11，传热单元的传热管11可以顺排或叉 排。洒水装置17可以是表面具有多个出水孔道或者在出水孔道加装喷嘴，且必 须安装在传热传质单元上方。
本实施例工作过程描述如下
空气在电机1带动的风扇3引风作用下从冷却水塔的空气进口 9处进入冷却 水塔，并在传热传质单元6中与喷淋水进行热质交换，最后通过空气出口2排出 冷却水塔。在此过程中沿空气流动方向上，空气含湿量增加，温度上升。在密闭 型冷却水塔底部的喷淋水池13中，温度较高的喷淋水经由喷淋泵23从喷淋水出 口接管18中输送到洒水装置17向下喷淋，并与传热传质单元的传热管5的管内 被冷却流体(例如水)进行换热后温度升高；当温度升高的喷淋水掉落到传热 传质单元的传质管8表面时，与流动的空气进行热质交换后温度降低；然后又在 下一排的传热传质单元的传热管5中与被冷却流体换热温度升高。当喷淋水在最 后一组传热传质单元的传质管8中与空气进行热质交换温度降低后，喷淋水流入 传热单元12并与传热单元的传热管11管内的被冷却流体进行换热温度升高，最 后温度较高的喷淋水进入喷淋水池13。在流经传热传质单元6时，沿流动方向 喷淋水的温度总体呈下降趋势；而在流经传热单元12时，沿流动方向喷淋水的 温度逐渐升高。被冷却流体由流进端分流总管4部分通过传热单元流体进口接管 IO进入传热单元的传热管11，与喷淋水换热温度降低后从传热单元流体口出接 管21流出；另一部分被冷却流体通过传热传质单元流体进口接管7进入传热传 质单元的传热管5被喷淋水冷却降温，冷却后的流体通过传热传质单元流体出口 接管19与从传热单元流体出口接管21中流出的流体混合后从流出端汇流总管 20出去。在此过程中，被冷却流体沿流动方向温度逐渐降低。
权利要求
1、一种逆流式密闭型冷却水塔，包括流进端分流总管(4)、传热传质单元(6)、传热单元(12)、喷淋水池(13)、排污阀(14)、送风装置(15)、壳体(16)、洒水装置(17)、喷淋水出口接管(18)、流出端汇流总管(20)、喷淋水入口接管(22)、喷淋泵(23)，其特征在于所述传热传质单元(6)包括传热传质单元的传热管(5)、传热传质单元流体进口接管(7)、传热传质单元的传质管(8)和传热传质单元流体出口接管(19)；所述传热单元(12)包括传热单元流体进口接管(10)、传热单元的传热管(11)和传热单元流体出口接管(21)；所述送风装置(15)包括电机(1)、空气出口(2)、风扇(3)和空气进口(9)；其中电机(1)与风扇(3)连接并固定在冷却水塔顶部，且空气出口(2)也设置在冷却水塔顶端，喷淋水出口接管(18)和洒水装置(17)连接并布置在传热传质单元(6)上方与风扇(3)下方，传热传质单元(6)的位置高于空气进口(9)并且处在洒水装置(17)下方，传热传质单元的传质管(8)设置在传热传质单元的传热管(5)之间，空气进口(9)设置在传热单元(12)上方且处于传热传质单元(6)下方，喷淋水池(13)处在传热单元(12)下方，排污阀(14)安装在喷淋水池(13)底部，风扇(3)、传热传质单元(6)、传热单元(12)和洒水装置(17)由壳体(16)包围形成一个整体；传热传质单元流体进口接管(7)一端与传热传质单元的传热管(5)连接，另一端与流进端分流总管(4)以及传热单元流体进口接管(10)连接，传热传质单元流体出口接管(19)一端与传热传质单元的传热管(5)连接，另一端与流出端汇流总管(20)以及传热单元流体出口接管(21)连接，传热单元流体进口接管(10)一端与传热单元的传热管(11)连接，另一端与流进端分流总管(4)以及传热传质单元流体进口接管(7)连接，传热单元流体出口接管(21)一端与传热单元的传热管(11)连接，另一端与流出端汇流总管(20)以及传热传质单元流体出口接管(19)连接，喷淋水入口接管(22)一端与喷淋水池(13)连接，另一端与喷淋泵(23)连接，喷淋水出口接管(18)一端与洒水装置(17)连接，另一端与喷淋泵(23)连接。
2、 根据权利要求1所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述传热传 质单元(6)和传热单元(12)中的各种工作流体之间的换热为逆流换热形式。
3、 根据权利要求1所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述传热传 质单元(6)中，每两排传热传质单元的传热管(5)之间布置一排或一排以上的 传热传质单元的传质管(8)。
4、 根据权利要求1或3所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述传 热传质单元(6)的传热管(5)和传质管(8)，其布置方式为顺排或叉排。
5、 根据权利要求1或3所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述传 热传质单元的传热管(5)管内通过被冷却的流体，管外喷淋水与空气进行传热 传质；传热传质单元的传质管(8)管内不通过流体，管外的喷淋水与空气进行 传热传质。
6、 根据权利要求1或3所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述传 热传质单元的传质管(8)为塑料管。
7、 根据权利要求1所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述传热单 元(12)中布置了多排传热单元的传热管(11)，传热单元的传热管(11)布置 方式为顺排或叉排。
8、 根据权利要求1所述的逆流式密闭型冷却水塔，其特征是，所述洒水装 置(17)是表面具有多个出水孔道或者在出水孔道加装喷嘴。
全文摘要
本发明公开了一种逆流式密闭型冷却水塔，包括流进端分流总管、传热传质单元、传热单元、喷淋水池、排污阀、送风装置、壳体、洒水装置、喷淋水出口接管、流出端汇流总管、喷淋水入口接管、喷淋泵，且把冷却水塔换热盘管分成传热传质单元和传热单元两部分；利用塑料管代替金属管或填料来实现喷淋水和空气的传热传质过程。在传热传质单元中布置了金属管作为被冷却流体和喷淋水的传热管，且布置了塑料管作为喷淋水和空气的传热传质管。而在传热单元中仅布置金属管作为从传热传质单元中流出的喷淋水和被冷却流体的换热管。通过这种布置方式，使得在相同散热量要求条件下系统相对传统密闭型冷却水塔更加紧凑，降低了制造成本。
文档编号F28C1/00GK101338981SQ200810041458
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者吴静怡, 夏再忠, 王如竹, 陈传涓 申请人:上海交通大学