一种新型冷却塔系统的制作方法

本实用新型属于制冷与空气调节技术领域，具体来说，涉及一种新型冷却塔系统。

背景技术：

冷却塔是指在塔内通过布水系统将水喷洒成水滴或水膜状，水在填料中从上向下流动，空气在填料中由下向上或水平方向流动，利用水的蒸发及空气和水的热传递带走水中的热的装备。对于夏季来说，冷却塔能将冷却水冷却到的最低温度为当地湿球温度，但有些地区湿球温度较高，再加上实际工程中，冷却塔的出塔水温往往比湿球温度高3-5℃，仅通过冷却塔处理的冷却水并不能满足冷水机组的温度要求。

在现有文献中，专利cn201810498843.7提出一种超低温自然通风冷却塔出塔水温降低方法，首先，冷却水喷出后经过填料，流入集水槽内；随后使集水槽中水流入间壁式换热器，在其中与进塔空气换热，随后流入冷却塔的高位水池。如此循环，便可将冷却塔的出塔水温降低至外界空气湿球温度或更低，从而实现超低温冷却，但该方法略复杂并且不太节能。专利cn201721929244.3提出一种双冷却段超高温差冷却塔，通过点滴填料层中气流与冷却水的均匀对流、分散和充分接触得到初级冷却水；随后在薄膜填料层中初级冷却水进一步与气流进行对流、热交换，得到充分冷却的冷却水，从而实现循环冷却的效果，但该方法仍然受当地湿球温度的限制。

针对上述不足，本实用新型提出一种新型冷却塔系统，该系统在冷却塔上面放置由光谱选择性薄膜和太阳能吸热膜通过转轴组件连接构成的整体，在夏季工况下，通过转轴组件的旋转，使得光谱选择性薄膜在上层，光谱选择性薄膜可反射大部分太阳辐射，并与外太空进行热交换，获得冷量，这部分冷量储存于相变蓄能模块中，经过冷却塔处理的冷却水可与相变材料进行换热，获得冷水机组所需温度的冷却水；在冬季工况下，通过转轴组件的旋转，使得太阳能吸热膜在上层，通过太阳能吸热膜可吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于相变蓄能模块中，经过冷却塔处理的冷却水可与相变材料进行换热，获得冷水机组所需温度的冷却水。既可制得所需温度的冷却水，又可达到节能的目的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种新型冷却塔系统，通过辐射致冷技术利用外太空冷量蓄冷，通过太阳能集热技术利用太阳辐射热蓄热，将其与传统冷却塔系统结合起来，充分处理冷却水，使冷却水的温度达到冷水机组的要求，又可达到节能的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种新型冷却塔系统，该系统包括高透明盖板、光谱选择性薄膜、第一相变蓄能模块、第一盘管、转轴组件、第一太阳能吸热膜、布水器、冷却塔主体、过滤阀、热虹吸管、第一电动调节阀、第一温控阀、第二温控阀、第二电动调节阀、第二太阳能吸热膜、第二相变蓄能模块、第二盘管、冷水机组、热水箱、集水盘。

作为优选例，所述系统在管段的连接方面主要有以下内容：

冷水机组(18)的输出端连接管道a的输入端，管道a的输出端连接布水器(7)的输入端，冷却塔(8)的集水盘(20)的输出端连接管道b的输入端，管道b的第一输出端连接热虹吸管(10)的输入端，管道b的第二输出端连接管道c的输入端，热虹吸管(10)的输出端连接管道d的第一输入端，管道c的输出端连接管道d的第二输入端，管道d的第一输出端连接管道e的输入端，管道e的输出端连接管道l的第一输入端，管道l的输出端连接冷水机组(18)的输入端，过滤阀(9)位于管道b上，第一电动调节阀(11)位于管道c上，第一温控阀(12)位于管道d上；

管道d的第二输出端连接管道f的输入端，管道f的输出端连接第一盘管(4)的输入端，第一盘管(4)的输出端连接管道g的输入端，管道g的第一输出端连接管道m的输入端，管道m的输出端连接管道l的第二输入端，第二温控阀(13)位于管道g上；

管道g的第二输出端连接管道h的输入端，管道h的输出端连接管道n的第一输入端，管道n的输出端连接第二盘管(17)的输入端，第二盘管(17)的输出端连接管道o的输入端，管道o的第一输出端连接管道i的输入端，管道i的输出端连接管道l的第三输入端，第二电动调节阀(14)位于管道h上；

热水箱(19)的输出端连接管道j的输入端，管道j的输出端连接管道n的第二输入端，管道n的输出端连接第二盘管(17)的输入端，第二盘管(17)的输出端连接管道o的输入端，管道o的第二输出端连接管道k的输入端，管道k的输出端连接热水箱(19)的输入端。

作为优选例，所述光谱选择性薄膜(2)和第一太阳能吸热膜(6)通过转轴组件(5)连接，构成一个整体，置于冷却塔(8)上部，该整体最上层为高透明盖板(1)，光谱选择性薄膜(2)和第一太阳能吸热膜(6)一面在上，另一面在下，通过转轴组件(5)的旋转实现二者的转换，中间为第一相变蓄能模块(3)，第一相变蓄能模块(3)中设第一盘管(4)。

作为优选例，所述光谱选择性薄膜(2)，应在8-13μm(“大气窗口”波段)内发射率大于0.90，在0.25-3μm波段内反射率大于0.90；可以是聚合物膜、颜料涂膜、无机涂料薄膜、涂层或基于超材料的薄膜中的一种。

作为优选例，所述第一太阳能吸热膜(6)和第二太阳能吸热膜(15)，应在0.25-3μm波段内吸收率大于0.90，发射率小于0.10。

作为优选例，光谱选择性薄膜(2)和第一太阳能吸热膜(6)通过转轴组件(5)连接构成的整体，在夏季工况下，通过转轴组件(5)的旋转，使得光谱选择性薄膜(2)在上层，通过光谱选择性薄膜(2)可反射大部分太阳辐射，并与外太空进行热交换，获得冷量，这部分冷量储存于第一相变蓄能模块(3)中；在冬季工况下，通过转轴组件(5)的旋转，使得第一太阳能吸热膜(6)在上层，通过第一太阳能吸热膜(6)可吸收太阳能，可用来制取热量，热量储存于第一相变蓄能模块(3)中。

作为优选例，设冷却水温度为t，夏季冷水机组所需冷却水温度为t1，冬季冷水机组所需冷却水温度为t2，两种工况运行方式如下：

夏季工况下，通过转轴组件(5)的旋转使得光谱选择性薄膜(2)在上面，光谱选择性薄膜(2)可反射大部分太阳辐射，并与外太空进行热交换，获得冷量，冷量储存于第一相变蓄能模块(3)中，冷却水从冷水机组(18)进入冷却塔(8)，由布水器(7)洒下，经过填料与空气进行热交换，温度降低，落入集水盘(20)，回水经过第一温控阀(12)，若t＝t1，则通过管道e和管道l直接返回冷水机组(18)；若t＞t1，冷却水回水经由管道f进入第一盘管(4)与第一相变蓄能模块(3)进行换热，冷却水获得冷量，温度降低，之后经由管道g，管道m和管道l返回冷水机组(17)；

冬季工况下，通过转轴组件(5)的旋转使得第一太阳能吸热膜(6)在上面，第一太阳能吸热膜(6)可吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第一相变蓄能模块(3)中，冷却水从冷水机组(18)进入冷却塔(8)，由布水器(7)洒下，经过填料与空气进行热交换，温度升高，落入集水盘(20)，回水经过第一温控阀(12)，若t＝t2，则通过管道e和管道l直接返回冷水机组(18)；若t＜t2，冷却水回水经由管道e进入第一盘管(4)与第一相变蓄能模块(3)进行换热，冷却水获得热量，温度升高，之后经过第二温控阀(13)，若t＝t2，则经由管道g，管道m和管道l返回冷水机组(18)；

第二太阳能吸热膜(15)可吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第二相变蓄能模块(16)中，在冬季工况下，经过第二温控阀(13)的冷却水回水，若t＜t2，则经由管道h和管道n进入第二盘管(17)与第二相变蓄能模块(16)进行换热，冷却水获得热量，温度升高，之后经由管道o，管道i和管道l返回冷水机组(18)。

作为优选例，所述热水箱(19)，有如下两种模式：

夏季工况下，第二太阳能吸热膜(15)吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第二相变蓄能模块(16)中，热水箱(19)中的水进入第二盘管(17)与第二相变蓄能模块(16)进行换热，水温升高，可用作生活热水；

冬季工况下，第二太阳能吸热膜(15)吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第二相变蓄能模块(16)中，其热量除了可以用来加热冷却水之外，也可与热水箱(19)中的水换热，水温升高，可用作生活热水；

连接热水箱(19)的管道p为补水管，用来补水，管道q为出水管，用来供给生活热水。

作为优选例，所述冷却水回水管道，由热虹吸管(10)和管道c两部分组成，当冷却水回水温度高于冷却水离开冷水机组的温度时，左侧热虹吸管(10)会优先动作，若无法使用，则自动切换为右侧带第一电动调节阀(11)的管道c工作。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：本实用新型实施例的系统包括高透明盖板、冷却塔主体、光谱选择性薄膜、太阳能吸热膜、转轴组件、相变蓄能模块、盘管、阀门、冷水机组、热水箱。该系统将辐射致冷技术和太阳能集热技术与冷却塔系统结合起来，光谱选择性薄膜和太阳能吸热膜通过转轴组件连接构成一个整体，置于冷却塔上部，经过转轴组件的旋转可实现夏季工况和冬季工况的转换，使得该系统具有安装方便、操作灵活等优点。本实用新型的装置利用自然能源，充分处理冷却水，使冷却水的温度达到冷水机组的要求，并且能够达到节能的目的。

附图说明

图1是一种新型冷却塔系统示意图；

图中的标号名称：1、高透明盖板；2、光谱选择性薄膜；3、第一相变蓄能模块；4、第一盘管；5、转轴组件；6、第一太阳能吸热膜；7、布水器；8、冷却塔主体；9、过滤阀；10、热虹吸管；11、第一电动调节阀；12、第一温控阀；13、第二温控阀；14、第二电动调节阀；15、第二太阳能吸热膜；16、第二相变蓄能模块；17、第二盘管；18、冷水机组；19、热水箱；20、集水盘。

具体实施方式

如图1所示，该实用新型所述的是一种新型冷却塔系统，包括1、高透明盖板；2、光谱选择性薄膜；3、第一相变蓄能模块；4、第一盘管；5、转轴组件；6、第一太阳能吸热膜；7、布水器；8、冷却塔主体；9、过滤阀；10、热虹吸管；11、第一电动调节阀；12、第一温控阀；13、第二温控阀；14、第二电动调节阀；15、第二太阳能吸热膜；16、第二相变蓄能模块；17、第二盘管；18、冷水机组；19、热水箱；20、集水盘。该装置中的冷却水要完成循环，连接方式需要满足以下几点：

冷水机组18的输出端连接管道a的输入端，管道a的输出端连接布水器7的输入端，冷却塔8的集水盘20的输出端连接管道b的输入端，管道b的第一输出端连接热虹吸管10的输入端，管道b的第二输出端连接管道c的输入端，热虹吸管10的输出端连接管道d的第一输入端，管道c的输出端连接管道d的第二输入端，管道d的第一输出端连接管道e的输入端，管道e的输出端连接管道l的第一输入端，管道l的输出端连接冷水机组18的输入端，过滤阀9位于管道b上，第一电动调节阀11位于管道c上，第一温控阀12位于管道d上；

管道d的第二输出端连接管道f的输入端，管道f的输出端连接第一盘管4的输入端，第一盘管4的输出端连接管道g的输入端，管道g的第一输出端连接管道m的输入端，管道m的输出端连接管道l的第二输入端，第二温控阀13位于管道g上；

管道g的第二输出端连接管道h的输入端，管道h的输出端连接管道n的第一输入端，管道n的输出端连接第二盘管17的输入端，第二盘管17的输出端连接管道o的输入端，管道o的第一输出端连接管道i的输入端，管道i的输出端连接管道l的第三输入端，第二电动调节阀14位于管道h上；

热水箱19的输出端连接管道j的输入端，管道j的输出端连接管道n的第二输入端，管道n的输出端连接第二盘管17的输入端，第二盘管17的输出端连接管道o的输入端，管道o的第二输出端连接管道k的输入端，管道k的输出端连接热水箱19的输入端。

光谱选择性薄膜2和第一太阳能吸热膜6通过转轴组件5连接，构成一个整体，置于冷却塔8上部，该整体最上层为高透明盖板1，光谱选择性薄膜2和第一太阳能吸热膜6一面在上，另一面在下，通过转轴组件5的旋转实现二者的转换，中间为第一相变蓄能模块3，第一相变蓄能模块3中设第一盘管4。

光谱选择性薄膜2，应在8-13μm(“大气窗口”波段)内发射率大于0.90，在0.25-3μm波段内反射率大于0.90；可以是聚合物膜、颜料涂膜、无机涂料薄膜、涂层或基于超材料的薄膜中的一种。

第一太阳能吸热膜6和第二太阳能吸热膜15，应在0.25-3μm波段内吸收率大于0.90，发射率小于0.10。

光谱选择性薄膜2和第一太阳能吸热膜6通过转轴组件5连接构成的整体，在夏季工况下，通过转轴组件5的旋转，使得光谱选择性薄膜2在上层，通过光谱选择性薄膜2可反射大部分太阳辐射，并与外太空进行热交换，获得冷量，这部分冷量储存于第一相变蓄能模块3中；在冬季工况下，通过转轴组件5的旋转，使得第一太阳能吸热膜6在上层，通过第一太阳能吸热膜6可吸收太阳能，可用来制取热量，热量储存于第一相变蓄能模块3中。

设冷却水温度为t，夏季冷水机组所需冷却水温度为t1，冬季冷水机组所需冷却水温度为t2，两种工况运行方式如下：

夏季工况下，通过转轴组件5的旋转使得光谱选择性薄膜2在上面，光谱选择性薄膜2可反射大部分太阳辐射，并与外太空进行热交换，获得冷量，冷量储存于第一相变蓄能模块3中，冷却水从冷水机组18进入冷却塔8，由布水器7洒下，经过填料与空气进行热交换，温度降低，落入集水盘20，回水经过第一温控阀12，若t＝t1，则通过管道e和管道l直接返回冷水机组18；若t＞t1，冷却水回水经由管道f进入第一盘管4与第一相变蓄能模块3进行换热，冷却水获得冷量，温度降低，之后经由管道g，管道m和管道l返回冷水机组17；

冬季工况下，通过转轴组件5的旋转使得第一太阳能吸热膜6在上面，第一太阳能吸热膜6可吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第一相变蓄能模块3中，冷却水从冷水机组18进入冷却塔8，由布水器7洒下，经过填料与空气进行热交换，温度升高，落入集水盘20，回水经过第一温控阀12，若t＝t2，则通过管道e和管道l直接返回冷水机组18；若t＜t2，冷却水回水经由管道e进入第一盘管4与第一相变蓄能模块3进行换热，冷却水获得热量，温度升高，之后经过第二温控阀13，若t＝t2，则经由管道g，管道m和管道l返回冷水机组18；

第二太阳能吸热膜15可吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第二相变蓄能模块16中，在冬季工况下，经过第二温控阀13的冷却水回水，若t＜t2，则经由管道h和管道n进入第二盘管17与第二相变蓄能模块16进行换热，冷却水获得热量，温度升高，之后经由管道o，管道i和管道l返回冷水机组18。

热水箱19有如下两种模式：

夏季工况下，第二太阳能吸热膜15吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第二相变蓄能模块16中，热水箱19中的水进入第二盘管17与第二相变蓄能模块16进行换热，水温升高，可用作生活热水；

冬季工况下，第二太阳能吸热膜15吸收太阳能，用来制取热量，热量储存于第二相变蓄能模块16中，其热量除了可以用来加热冷却水之外，也可与热水箱19中的水换热，水温升高，可用作生活热水；

连接热水箱19的管道p为补水管，用来补水，管道q为出水管，用来供给生活热水。

冷却水回水管道由热虹吸管10和管道c两部分组成，当冷却水回水温度高于冷却水离开冷水机组的温度时，左侧热虹吸管10会优先动作，若无法使用，则自动切换为右侧带第一电动调节阀11的管道c工作。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。