带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔的制作方法

本实用新型太阳能利用技术，具体涉及一种利用太阳能强化冷却塔内空气流动的装置。

背景技术：

冷却塔是能源转换系统中的冷却设备之一，其性能对发电效率和资源节约具有十分重要的意义。湿式冷却塔冷却效率较高，但是其耗水量巨大，在干旱缺水地区应用受到较大限制。机械通风冷却塔通过电机驱动风机对循环水进行冷却，必然会大幅增加耗电量。自然通风空冷塔虽然没有额外电力消耗，但其冷却效率偏低，受环境温度、环境侧风影响较大，尤其是在日间环境温度较高时，其冷却效果会更差。因此，本实用新型提出了一种风机辅助的太阳能增强型冷却塔，利用太阳能集热器和辅助风机系统，提高自然通风空冷塔的效率。特别是在风速小、高温天气开启风机，可以保证整个发电系统的发电效率，具有节能节水的效益。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种风机辅助的太阳能增强型冷却塔，以解决自然通风冷却塔受环境温度、风力影响而冷却效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔包括：冷却塔、风机、太阳能集热器、翅片管换热器、凝汽器、循环水泵、变频器以及控制开关等。冷却塔呈双曲线型，塔的顶部设有风机，冷却塔底端的四周设有太阳能集热器。太阳能集热器内部为空腔外部呈圆形，太阳能集热器由透明盖板和地面组成。透明盖板呈圆形布置在冷却塔底部，高于地面，翅片管换热器垂直布置在集热器外边缘四周。翅片管换热器流体侧通过管路接有循环水泵以及凝汽器，空气从外部经翅片管换热器进入太阳能集热器，被太阳能集热器加热后从冷却塔顶部排出。

本实用新型的原理是，冷却水进入冷却塔的换热器内，与周围空气进行表面式换热，将热量传递给空气，降低冷却水的温度，同时空气的温度也有所提高。冷却后的水返回至凝汽器内，而被加热的空气则进入到太阳能集热器下方，在温室内继续被加热。空气被加热后，密度降低，而塔外空气密度较大，形成了较大的密度差，提高了空气上升的驱动力，导致通过换热器的空气流量增加，提高了冷却塔的效率。

本实用新型的特点以及有益效果是：在自然通风冷却塔的基础上，增加了太阳能集热器和辅助风机系统，通过集热器收集太阳能辐射能，进一步增加通过翅片管换热器后空气的温度。通过增大冷却塔内外的空气温差以及提高空气的浮升力，从而增加通过冷却塔的空气流量，以提高冷却塔的冷却效率。特别是在夏季高温时，通过增强空气扰动和增大风量，弥补环境温度过高对冷却塔效率的影响。当环境温度过高，依靠自然通风的冷却塔效率严重下降时，仅靠太阳能集热器增加空气扰动已不能保证冷却时，开启风机，通过变频器控制风机的转速，进一步提高塔内的空气流量，进而提高空冷塔的效率。本实用新型为提高发电厂冷却塔的利用率提供了一个新方案，同时也为冷却系统的节水节能提供了新技术。

附图说明

图1是本实用新型的系统原理与结构简图。

图2是本实用新型冷却塔外部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步的说明，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的技术特征进行更为清楚的界定。

如图1所示。带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔，其技术结构是：冷却塔1呈双曲线型，塔的顶部设有风机2，冷却塔底端的四周设有太阳能集热器3。太阳能集热器内部为空腔外部呈圆形，太阳能集热器由透明盖板和地面组成，透明盖板呈圆形布置在冷却塔底部，高于地面一定的高度。翅片管换热器4垂直布置在集热器外边缘四周，翅片管换热器流体侧通过管路接有循环水泵5以及凝汽器6。空气从外部经翅片管换热器进入太阳能集热器，被太阳能集热器加热后从冷却塔顶部排出。

太阳能集热器的上表面采用涂有光谱选择性涂层的透明盖板3-1，太阳能集热器底部为地面3-2。翅片管换热器为垂直布置(如图2)，翅片管换热器高度与太阳能集热器高度相等。风机为轴流风机，风机设有变频器7以及控制开关8。

透明盖板与地面之间的高度设计与冷却塔底部的直径及高度相关，同时也与地区气象条件相关。

冷却塔塔体采用双曲线形状，由钢筋混凝土制成。太阳能集热器位于塔体下方并与塔体相连，透明盖板采用对短波辐射有较高穿透比的玻璃板。透明盖板与地面组成的太阳能集热器，相当于一个温室，空气进入后被辐射能加热。透明盖板可以采用具有光谱选择性透射的玻璃平板。翅片管换热器呈环形状围绕在太阳能集热器的外围，透明盖板在覆盖住翅片管换热器的同时，要在透明盖板上表面设有遮阳材料，用来遮挡太阳辐射对翅片管换热器的加热作用。

翅片管换热器垂直布置在集热器外边缘四周，与进风口相邻，通过与环境中的空气交换热量冷却被冷却介质；吸收太阳辐射转化为热量加热流过换热器后的空气，使空气流速增大，增大空气流量。空气被太阳能集热器加热，从冷却塔顶部排出，增大了冷却塔内外空气温差，提高空气的浮升力。

翅片管换热器流体侧的水经冷却后，通过循环水泵送入凝汽器，在凝汽器内与从汽轮器排出乏汽进行换热，将乏汽冷凝成水。在环境较高，空气对流不能满足冷却塔的冷却要求时开启风机，通过变频器控制风机的转速，调节与换热器进行热交换的空气流量，(引)风机进一步加大了冷却塔内的空气流量，作为对冷却塔风量效率的补充。只有当大风或者极端高温天气，自然通风空冷塔的冷却效率严重下降时，才开启风机。

带有风机辅助的太阳能增强型冷却塔非常适用于我国干旱缺水地区，可以新建，也可在常规自然通风空冷塔基础上进行改造。利用太阳能辐射，使冷却塔冷却效率明显高于常规自然通风空冷塔。