一种冷却塔填料及冷却塔的制作方法

1.本发明涉及冷却塔技术领域，特别是涉及一种冷却塔填料及冷却塔。


背景技术：

2.湿式冷却塔广泛应用于我国的电力、化工、制冷等领域，其主要用途是冷却工业过程产生的热水。湿式冷却塔分为常规自然通风湿式冷却塔和高位收水冷却塔。常规自然通风湿式冷却塔内气
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水换热区域主要包括三部分，从上到下依次为配水区、填料区和雨区。其基本原理为：热水经塔外竖管送入冷却塔配水系统，在配水系统内通过喷嘴形成水滴，然后下落至填料；热水在填料中以水膜的形式下落，离开填料后，继续以水滴的形式下落至集水池。同时，塔外空气经塔底进风口进入冷却塔，在抽力的作用下不断上升，通过雨区、填料区、配水区和除水器，最后离开冷却塔。
3.湿式冷却塔又分为自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。
4.目前的湿式冷却塔，受到冷却原理的限制，其冷却极限就是环境的湿球温度。也就是说，冷却塔出口的水温冷却极限为当地环境气象条件对应的湿球温度。一般地，比湿球温度还要高3
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5℃。越接近于湿球温度，冷却塔的冷却效率越高。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种冷却塔填料及冷却塔，以解决上述现有技术存在的问题，通过改进的填料模块强化冷却塔中的蒸发传热，提高湿式冷却塔冷却效率。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种冷却塔填料，包括设置在冷却塔的填料区内的填料模块，所述填料模块包括若干间隔顺序排列的湿通道，所述湿通道沿竖直方向布置，任意相邻的所述湿通道之间设有干通道，所述干通道平行于所述湿通道，且相邻的所述湿通道与所述干通道之间连通，所述湿通道上下贯通，所述干通道的上部不贯通；
7.所述湿通道用于在所述冷却塔的填料区内传递被冷却水和冷却空气；
8.所述干通道用于引入干空气并传递至所述湿通道内。
9.优选的，所述干通道包括两个与外界大气连通的侧端面、其余封闭的侧端面。
10.优选的，所述干通道与外界大气连通的两个侧端面上分别连通有空气集箱。
11.优选的，所述空气集箱与外界大气连通。
12.优选的，所述空气集箱连通有送风机。
13.优选的，所述空气集箱位于所述湿通道进水端的顶部。
14.优选的，所述干通道与所述湿通道相邻的侧壁上开设有若干小孔，所述小孔内设有短管，所述干通道通过所述短管与所述湿通道连通。
15.优选的，干通道侧壁设置短管的长度，要伸出湿通道大于水膜的厚度1
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2mm。
16.一种冷却塔，所述冷却塔为自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、自然通风高位收水冷却塔、机械通风高位收水冷却塔中的任一种，所述填料模块设置在所述冷却塔的填料区
内。
17.本发明公开了以下技术效果：针对目前湿式冷却塔的冷却极限受到环境湿球温度的制约这一特性，提出了一种冷却塔填料结构，采用该新型填料结构后，对于每一股被冷却水流，都能够与漏入湿通道的新鲜干空气直接接触，强化了蒸发传热，一直到湿通道出口，被冷却水的温度接近于湿球温度，在理想情况下，可以突破湿球温度，接近露点温度。因此提高了湿式冷却塔的整体换热效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明冷却塔填料的俯视图；
20.图2为图1中a
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a截面正视图；
21.图3为本发明干通道两个侧端壁直接与外界大气相通的侧视图；
22.图4为本发明干通道通过空气集箱与外界大气相通的侧视图；
23.图5为本发明干通道通过空气集箱连接送风机的侧视图；
24.图6为实施例1中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道直接与外界大气相通的主视图；
25.图7为实施例1中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道直接与外界大气相通的俯视图；
26.图8为实施例1中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道直接与外界大气相通的侧视图；
27.图9为实施例2中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道直接与外界大气相通主视图；
28.图10为实施例2中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道直接与外界大气相通俯视图；
29.图11为实施例2中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道直接与外界大气相通侧视图；
30.图12为实施例3中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱与外界大气相通的主视图；
31.图13为实施例3中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱与外界大气相通的俯视图；
32.图14为实施例3中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱与外界大气相通的侧视图；
33.图15为实施例4中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱与外界大气相通的主视图；
34.图16为实施例4中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱与外界大气相通的俯视图；
35.图17为实施例4中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱与外界大气相通的侧视图；
36.图18为实施例5中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱并连通送风机的主视图；
37.图19为实施例5中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱并连通送风机的俯视图；
38.图20为实施例5中机械通风冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱并连通送风机的侧视图；
39.图21为实施例6中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱并连通送风机的主视图；
40.图22为实施例6中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱并连通送风机的俯视图；
41.图23为实施例6中机械通风高位收水冷却塔采用的冷却塔填料中，干通道两侧端壁设置空气集箱并连通送风机的侧视图；
42.其中，1为填料模块，2为湿通道，3为干通道，4为小孔，5为短管，6为空气集箱，7为送风机。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
45.参照图1
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5，由上所述，目前现有技术中所采用的湿式冷却塔的冷却效能受到湿球温度的限制，最大极限冷却温度就是湿球温度，为体现本发明的技术手段解决上述技术问题的措施，现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。本发明提供一种冷却塔填料，包括设置在冷却塔的填料区内的填料模块1，填料模块1包括若干间隔顺序排列的湿通道2，湿通道2沿竖直方向布置，任意相邻的湿通道2之间设有干通道3，干通道3平行于湿通道2，湿通道2和干通道3间隔布置，且相邻的湿通道2与干通道3之间连通，湿通道2上下贯通，干通道3的上部不贯通；湿通道2用于在冷却塔的填料区内传递被冷却水和冷却空气；干通道3用于引入干空气并传递至湿通道2内。该填料模块1由若干个填料板片组装而成，构成湿通道2和干通道3，湿通道2为被冷却水和冷却空气的共同通道，上下贯通；干通道3为干空气的专门通道，上部不贯通，不允许被冷却水进入干通道3。
46.上述冷却塔填料，即填料模块1的结构设计，可以强化蒸发传热，使得湿式冷却塔的冷效可以突破湿球温度，接近露点温度，进一步提高了湿式冷却塔的冷却效率。
47.进一步优化方案，干通道3包括两个与外界大气连通的侧端面、其余封闭的侧端面，干通道3的两个侧端面与外界大气直接相通。
48.进一步优化方案，干通道3与外界大气连通的两个侧端面上分别连通有空气集箱
6，干通道3的两个侧端面通过空气集箱6与大气相通。
49.进一步优化方案，空气集箱6连通有送风机7，干通道3的两个侧端面通过空气集箱6与送风机7相通。
50.更进一步的说，上述三种进一步优化方案的方式，采用干通道3两个侧端面与外界大气相通；或者通过一空气集箱6与外界大气相通，空气集箱6位于靠近湿通道2的进水上端部，没有连通空气集箱6的干通道3部分侧端壁封闭；或者由一专门送风机7向空气集箱6供应空气。
51.进一步优化方案，干通道3与湿通道2相邻的侧壁上开设有若干小孔4，小孔4内设有短管5，干通道3通过短管5与湿通道2连通，每一个干通道3与湿通道2相邻的侧壁开若干小孔4，并在每一个小孔4上设置短管5，连通干通道3和湿通道2提供换气空间，并且干通道3与湿通道2相邻的侧壁开若干小孔4并设置短管5，其分布于整个与湿通道2相邻的干通道3侧壁面积上，使得外界空气通过干通道3的短管5，漏入湿通道2，强化了湿通道2中的蒸发传热，提高了湿式冷却塔的冷却效率，干通道3侧壁设置短管5的长度的要求应满足：干通道3侧壁设置短管5的长度，要伸出湿通道2大于水膜的厚度1
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2mm，并且短管5的直径由湿通道2和干通道3的热平衡决定，主要参见与应用冷却塔种类的不同，对应调整漏气的通入量。
52.进一步优化方案，小孔4的数量为45个
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80个，短管5的直径为5mm
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12mm，根据应用冷却塔类型的不同，选择设置小孔4的数量以及短管5的直径。
53.一种冷却塔，冷却塔为自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、自然通风高位收水冷却塔、机械通风高位收水冷却塔中的任一种，填料模块1设置在冷却塔的填料区内，上述几种冷却塔均可应用本发明所提供的冷却塔填料，具体地，将填料模块1设置于各冷却塔的填料区内。以下提供实施例1
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6，分别对机械通风冷却塔、机械通风高位收水冷却塔中设置填料模块1做详细说明。
54.实施例1
55.参考图6、图7和图8，本实施例提供一种单面进风的机械通风冷却塔，其填料区内具有填料模块1，该冷却塔由上而下依次设置风机、由若干喷嘴构成的配水区、具有填料模块1的填料区以及雨区，特点是收水位置位于雨区底部，干通道3直接与外界大气相通，填料模块1包括湿通道2和干通道3，填料模块1形状为矩形。每个填料模块1中干通道3开小孔4的数量为45个，短管5直径为12mm；
56.实施例2
57.参考图9、图10和图11，本实施例提供一种单面进风的机械通风高位收水冷却塔，其填料区内具有填料模块1，该冷却塔由上而下依次设置风机、由若干喷嘴构成的配水区、具有填料模块1的填料区以及雨区，特点是收水位置位于雨区顶端的收水槽部位，收水不落地，干通道3直接与外界大气相通，填料模块1包括湿通道2和干通道3，填料模块1形状为矩形。每个填料模块1中干通道3开小孔4的数量为60个，短管5直径为8mm；
58.实施例3
59.参考图12、图13和图14，本实施例提供一种单面进风的机械通风冷却塔，其填料区内具有填料模块1，该冷却塔由上而下依次设置风机、由若干喷嘴构成的配水区、具有填料模块1的填料区以及雨区，特点是收水位置位于雨区底部，干通道3两侧端壁设置空气集箱6与外界大气相通，填料模块1包括湿通道2和干通道3，干通道3连通空气集箱6，填料模块1形
状为矩形。每个填料模块1中干通道3开小孔4的数量为80个，短管5直径为5mm；
60.实施例4
61.参考图15、图16和图17，本实施例提供一种单面进风的机械通风高位收水冷却塔，其填料区内具有填料模块1，该冷却塔由上而下依次设置风机、由若干喷嘴构成的配水区、具有填料模块1的填料区以及雨区，特点是收水位置位于雨区顶端的收水槽部位，收水不落地，干通道3两侧端壁设置空气集箱6与外界大气相通，填料模块1包括湿通道2和干通道3，干通道3连通空气集箱6，填料模块1形状为矩形。每个填料模块1中干通道3开小孔4的数量为45个，短管5直径为12mm；
62.实施例5
63.参考图18、图19和图20，本实施例提供一种单面进风的机械通风冷却塔，其填料区内具有填料模块1，该冷却塔由上而下依次设置风机、由若干喷嘴构成的配水区、具有填料模块1的填料区以及雨区，特点是收水位置位于雨区底部，干通道3两侧端壁设置空气集箱6并设置送风机7供应新鲜空气，填料模块1包括湿通道2和干通道3，干通道3依次连通空气集箱6、送风机7，填料模块1形状为矩形。每个填料模块1中干通道3开小孔的数量为60个，短管5直径为8mm；
64.实施例6
65.参考图21、图22和图23，本实施例提供一种单面进风的机械通风高位收水冷却塔，其填料区内具有填料模块1，该冷却塔由上而下依次设置风机、由若干喷嘴构成的配水区、具有填料模块1的填料区以及雨区，特点是收水位置位于雨区顶端的收水槽部位，收水不落地，干通道3两侧端壁设置空气集箱6并设置送风机7供应新鲜空气，填料模块1包括湿通道2和干通道3，干通道3依次连通空气集箱6、送风机7，填料模块1形状为矩形。每个填料模块1中干通道3开小孔4的数量为80个，短管5直径为5mm。
66.实施例7
67.本实施例提供一种关于填料模块1的制造方法，具体涉及湿通道2和干通道3的主体结构，本实施例采用具有梯形波纹的散热片作为填料结构的主体，具体的其按照波形分类为台阶式梯形斜波填料，按照材质分类为pvc制填料，制造过程中若干个并排设置且具有梯形波纹的散热片叠合，并排设置的若干个对应的散热片叠合后，可使水膜均匀地分成两股，经自上而下多次分流，水膜充分扩散到填料表面，水气接触面积更大，增加散热效果。
68.其中散热片上下端及梯形波纹处均提供有相对应的嵌合点，通过嵌合点可使散热片叠合。此结构能够有效地克服以往散热片间胶合时，组装质量差，浪费胶合剂的缺陷。其中散热片主体梯形波纹的侧面设置对称的凹凸波纹，有助于延长水气接触时间，使水气接触更加充分，提高热交换效率，在散热片的上下端设置折线波纹。当两片叠合时，形成的填料结构的上下端即入风口和入水口形成蜂窝状折线波纹，蜂窝状折线波纹结构具有导流作用，并且具有良好的布风效果，提高并稳定了水气的热交换强度，其入风端具有倾斜角度，有效的降低了漂水损失，不仅如此，在装配过程中精确的定位等间距组合，能够便于与水流垂直于表面形成大面积的流动水膜，促成大气流的接触面，在填料末端设置按撞击分离法设计的收水器，即可选用机械通风高位收水冷却塔，通过高位收水，利用水流的重力形成撞击，能够有效地将湿热空气中的水滴脱除，大大降低了漂水损失。飘水损失率小于0.001％。
69.实施例8
70.与上述实施例7的不同之处在于，干通道3和湿通道2选用填料结构主体
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散热板的连接方式可以为叠合、卡接、粘合等。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
72.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。