一种逆流式冷却塔的制作方法

1.本发明涉及冷却塔技术领域，尤其是涉及一种逆流式冷却塔。


背景技术：

2.逆流式冷却塔是一种将携带余热的流体介质在塔内与空气和喷淋水进行换热，以对流体介质进行换热的冷却塔，由于冷却过程中，水流在塔内垂直向下落下，外部空气进入塔身内向上流动，即气流方向与水流方向相反，故该类冷却塔为逆流式冷却塔。
3.现有技术中的逆流式冷却塔大都由塔体、喷淋泵、换热器和风筒组成，风筒内安装有风机，用于吸引外部空气进入塔身向上流动，与换热器接触，对换热器内的高温流体进行降温，而喷淋泵从塔体内底部抽取喷淋水后，通过喷头将喷淋水向下喷洒在换热器上，利用喷淋水吸收换热器内流体的热量，如此，实现液冷和风冷的同步操作。
4.但是，现有的逆流式冷却塔运行过程中，进入塔体内的空气与吸热后喷淋水接触，一方面增加了向上流动的空气温度和湿度，当空气达到饱和状态时，风筒出口处容易形成白雾，为减少白雾的产生，在风筒下方通常设置除雾层，但是除雾层的设计，既增加了塔体高度，导致塔体生产材料使用量增加，从而增加了生产成本，而且除雾层的效果有限，当换热器内的流体过渡较高时，风筒出口处仍会产生白雾，影响周围环境；另一方面，空气与升温后的喷淋水接触，温度升高，空气与换热器及其内部的流体温差减小，降低了换热效果，为将流体降低至目标温度，需要多次反复抽取喷淋水和延长风筒内风机运行时间，导致对换热器内流体的吸热效率降低，从而延长了降温时间，增加了冷却成本和能耗。
5.因此，有必要对现有技术中的逆流式冷却塔进行改进。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种防止白雾并提高降温效率、缩短工作时间并降低冷却成本和能耗的逆流式冷却塔。
7.为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种逆流式冷却塔，包括塔体、设置于所述塔体内的换热管、分别对所述换热管内流体水冷和风冷的水冷组件和风冷组件，所述风冷组件包括设置于塔体上且分别位于所述换热管下方和上方的进风口和出风口，所述出风口内设置有风机，所述塔体上设置有位于所述进风口下方的储水池，所述水冷组件包括水泵，所述水泵的进水口与所述储水池连通，出水口依次通过吸热流道和散热流道与所述储水池连通，所述吸热流道贴合设置于所述换热管的正上方，所述散热流道设置于所述塔体外。
8.上述技术方案的逆流式冷却塔运行时，高温的流体介质在换热管内流动的同时，出风口处的风机启动，吸引下方的空气通过进风口进入塔体内，向上流动，空气通过换热管与其内部的高温流体介质进行换热，使得高温流体介质降温，而空气升温后继续上升，从出风口排出，与此同时，水泵从塔体底部的储水池抽取冷却水，使得冷却水依次通过吸热流道和散热流道回流至储水池内，构成冷却水的循环流动。
9.冷却水在吸热流道内流动时，通过换热管管壁与其内部流动的高温介质接触，对高温流体介质降温，冷却水升温后，进入到散热流道，由于散热流道设置在塔体外，从而使得散热流道内的冷却水热量排放到外部，即直接与外部空气外热后，温度降低，低温的冷却水回流至储水池内，供水泵重复反复抽取，以实现对换热管内流动的高温流体介质持续降温。
10.上述逆流式冷却塔中，储水池内的冷却水通过吸热流道和散热流道限制其流动路径，利用吸热流道防止冷却水从冷却管的间隙中落下，相比于现有技术的冷却塔，能够保证所有的冷却水通过吸热流道均与换热管接触，从而实现与换热管内高温流体介质的换热，减少水泵抽取冷却水流动的次数，降本的同时实现节能，并缩短降温工作时间，而散热流道方便吸热后的冷却水将吸收的热量排放到外界中，避免了冷却水与塔体内向上流动的空气接触，导致与换热管接触前的空气升温，如此保证了空气与换热管之间的温差， 有利于提升换热效率，不仅如此，通过吸热流道还隔绝了空气与冷却水的接触，避免冷却水达到高温高湿的保温状态，从而保证了从出风口排出的高温空气的干燥度，避免了白雾的产生，防止白雾对周围的空气环境造成影响，由于杜绝了白雾的产生，因此塔体内无需设置除雾层，一方面有利于降低塔体的部分高度，另一方面使得塔体内足够的高度位置设置多层换热管，以提高空气、冷却水与换热管内高温流体介质的换热量，提高降温效率。
11.优选的，所述换热管的上方固定有长条状的吸热壳，所述吸热壳与所述换热管的轴心线平行，所述吸热壳的内壁与所述换热管的外壁围合成所述吸热流道。
12.通过采用上述技术方案，利用吸热壳与换热管围合形成供冷却水流动的换热流道，使得冷却水在冷却流道内流动时，通过换热管吸收其内部的流体介质热量，使高温流体介质降温，与此同时，隔绝冷却水与塔体内向上流动的空气接触，避免空气达到饱和的高温高湿状态，从而杜绝了白雾的产生，如此，使得塔体内无需设置除雾层，方便有更多的空间安置多层换热管，并且还有利于降低塔体的高度，以降低塔体的生产成本。
13.优选的，所述吸热壳在水平面上的投影与所述换热管在水平面上的投影重合。
14.通过采用上述技术方案，有利于增大吸热流道内冷却水底部与换热管外壁的接触面的宽度，从而增大冷却水与换热管的接触面积，提高冷却水与换热管内高温流体介质的换热量，以保证冷却水通过吸热流道后对高温流体介质的降温效果。
15.优选的，所述换热管与所述吸热块相邻的一侧设置有长条状的吸热凸片，所述吸热凸片沿平行于所述换热管的长度方向延伸。
16.通过采用上述技术方案，利用长条状的吸热凸片，增大了吸热流道内冷却水与吸热壳的接触面积，有利于增大冷却水吸热口与吸热壳的换热量，从而进一步提高冷却水对换热管内高温流体介质的换热效率。
17.优选的，所述换热管均设置有多个且具有不同的高度位置，所述换热管的正上方均贴合有吸热流道。
18.通过采用上述技术方案，换热管设置有多层，分别位于不同的高度位置，增加了换热管的数量，从而增加了空气、冷却水与换热管的接触面积，保证对高温流体介质的降温效果。
19.优选的，所述换热管包括并排分布的多个换热直管，所述换热直管的下方固定有沿其轴心线方向分布的多个换热凸片，所述换热凸片与所述换热直管的轴心线垂直。
20.通过采用上述技术方案，利用多个换热凸片增大了换热管的外表面积，如此，增大了空气与换热管的接触面积，从而提高了空气与换热管内高温流体介质的换热量，进一步提升对高温流体介质的换热效果。
21.优选的，所述塔体外设置有散热管，所述散热管与所述塔体存在间隔，所述散热管的内腔为所述散热流道。
22.通过采用上述技术方案，在塔体外部设置散热管，利用散热管的内腔构成散热流道，方便吸收热量后的冷却水进入散热管内后，通过散热管的管壁将吸收的热量排放到外部，使得散热管温度降低，而后回流至储水池内。
23.优选的，所述散热管绕设于所述塔体外。
24.通过采用上述技术方案，延长散热管的长度，增大其管壁与外部的接触空间，如此，提高了散热管内冷却水与外部的换热面积，保证了冷却水的散热效果。
25.优选的，所述散热管与所述吸热流道相邻的一端为进液端，另一端为出液端，所述进液端高于所述出液端，所述进液端向所述出液端逐步过渡设置。
26.通过采用上述技术方案，使得散热管内流动的冷却水进入进液端后，在受到自然重力的影响作用下，顺着散热管向下流动，从出液管排出，在此流动过程中，冷却水通过散热管的管壁与外界接触，实现冷却水的散热。
27.优选的，所述散热管设置有多个且依次连通，所述散热管沿所述塔体的高度方向间隔分布。
28.通过采用上述技术方案，增加了散热管的数量，从而增加了散热管管壁与外界的接触面积，使得冷却水从吸热流道内吸收高温流体介质热量后，依次通过各个散热管流动，在流动的过程中，通过各散热管的管壁接触，进而大幅度增大了冷却水与外部空气的换热量，从而保证了对冷却水的降温效果。
29.综上所述，本发明逆流式冷却塔与现有技术相比，具有如下改进效果：1、通过吸热流道使得冷却水与换热管接触，避免部分冷却水未与换热管接触换热后就落下，即充分利用冷却水，保证其与换热管内的高温流体介质进行换热，保证换热效率，减少冷却水循环使用次数，实现节能的同时缩短降温所需工作时间；2、通过吸热流道隔绝冷却水与空气的接触，避免空气达到高温高湿的饱和状态，从而防止在出风口处形成白雾，如此，无需在塔体内设置除雾层，保证有充足的空间设置吸热流道，以提高换热量，同时有利于降低塔体高度，已达到降本的效果；3、利用设置在塔体外的散热流道方便吸收热量后的冷却水与外界进行换热，避免塔体内的空气与升温后的冷却水换热，保证了空气与换热管之间的温差，从而提高了空气对换热管内高温流体介质的降温效果。
附图说明
30.图1是实施例1的结构示意图；图2是实施例1另一视角的结构示意图；图3是图1省略塔体和风机后的结构示意图；图4是图3省略散热管后的结构示意图；图5是图3省略散热管后另一视角的结构示意图；
图6是实施例1换热组件的结构示意图；图7是实施例1换热管与吸热壳的连接结构示意图；图8是图7另一视角的结构示意图；图9是图7的俯视图；图10是图9的a-a向剖面图；图11是图10的a部放大图；图12是实施例1多个散热管的连接结构示意图；图13是实施例1单个散热管的结构示意图；图14是图13的爆炸示意图；图15是实施例1连通管的剖面结构示意图；图16是实施例2换热直管的剖面结构示意图；图17是图16的正视图；图中：100.塔体，101.底板，102.侧板，130.顶板，104.风筒，200.换热管，201.换热直管，202.换热弯管，300.进风口，400.出风口，500.风机，600.储水池，700.水泵，701.进水口，702.出水口，800.吸热流道，900.散热流道，110.吸热壳，120.吸热凸片，130.换热凸片，140.散热管，141.进液端，142.出液端，150.进流管，160.出流管，170.连接管，180.连通管，181.密封环，182.固定环，190.导流管，210.输水管，220.散热直管，230.散热连接块，240.固定条，250.单向阀，251.压簧，252.密封滑块，253.滑杆。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
32.实施例1如图1-图15所示，实施例1的逆流式冷却塔，包括塔体100，塔体100包括水平固定于地面上的底板101，底板101的正上方设置有顶板103，底板101和顶板103之间通过四个侧板102固定连接，四个侧板102依次首尾固定连接，底板101、顶板103和四个侧板102围合形成塔体的内腔，顶板103的上方固定有风筒104，风筒104与塔体的内腔连通（如图1和图2所示）。
33.如图1-图6所示，塔体100固定连接有换热组件，换热组件包括多个换热管200，换热管200水平设置，多个换热管200设置于塔体100内不同的高度位置，且相邻两个换热管200通过连接管170连通，多个换热管200中，位于最底处的换热管200连通有进流管150，位于最高处的换热管200连通有出流管160，进流管150和出流管160均沿铅垂方向向上延伸，且穿过顶板103，高温流体介质从进流管150进入后，通过各个连接管170依次在各换热管200内流动，最后从出流管160排出。
34.如图7-图9所示，换热管200包括多个并排分布于同一水平面的换热直管201，换热直管201为长管状，相邻两个换热直管201通过换热弯管202固定连接且连通，换热弯管202的轴心线形状为u形，使得换热管200整体呈如图9所示的s形。
35.本实施例的逆流式冷却塔还包括风冷组件，风冷组件用于对换热管200（包括多个换热直管201和固定连通于相邻两个换热直管201之间的换热弯管202）内流动的高温流体
介质进行风冷处理，以降低换热管200内高温流体介质的温度，其具体结构为：风冷组件包括进风口300、出风口400和风机500，其中进风口300设置有四个并与侧板102一一对应，进风口300设置于侧板102的下部，与底板101和换热管200均有高度差，出风口400即为风筒104的内腔，风机500固定设置于风筒104内。
36.在进行风冷处理，风机500启动，在出风口400处产生负压， 从而吸引塔体100外的空气通过进风口300进入塔体100内，在塔体100内向上流动，与换热管200接触，在接触的同时空气通过换热管200的管壁与其内部流动的高温流体介质传热，吸收高温流体介质的热量后，流体介质温度降低，从出流管160排出，而吸收热量后的空气继续向上流动，通过出风口400排出到外部。
37.四个侧板102位于进风口300下方的部分与底板101围合形成了储水池，储水池用于储存冷却水，本实施例的逆流式冷却塔还包括水冷组件，水冷组件用于对换热管200内流动的高温流体介质进行水冷处理，以降低高温流体介质的温度，水冷组件的具体结构如下所述。
38.如图1-图4、图10和图11所示，水冷组件包括设置于塔体100外的水泵700，水泵700的进水口与塔体100底部的蓄水池600连通，出水口702依次通过吸热流道800和散热流道900与储水池600连通，吸热流道800贴合设置于换热管200的正上方，散热流道900设置于塔体100外。
39.水冷组件运行时，水泵700运行，从储水池600内抽取冷却水，冷却水依次通过吸热流道800和散热流道900进入储水池600内，构成了冷却水的循环利用。
40.在冷却水的循环流动过程中，冷却水通过水泵700后首先在吸热流道800内流动，由于吸热流道800贴合设置于换热管200上，因此吸热流道800中的冷却水能够通过换热管200的管壁与换热管200内流动的高温流体介质进行换热，以实现对高温流体介质的降温，此外，吸热流道800引导了冷却水的流动路径，相比于现有技术中的冷却塔采用喷头向下喷洒冷却水在换热管上，使得部分冷却水容易从换热管之间通过而未进行换热处理，本实施例的逆流式冷却塔限制了冷却水的活动范围，即保证从水泵700抽取的冷却水能够完全与换热管200接触进行吸热降温处理，如此，提高了冷却水的利用率，避免装置在降温处理时需要反复多次抽取冷却水，因而减少了冷却水的循环流动次数，提高了换热效率，并缩短了降温所需的时间，达到了节能的效果。
41.通过吸热流道800不仅能够引导冷却水的流动路径，而且该隔绝了设备运行时冷却水与塔体100内向上流动空气的直接接触，从而防止空气与吸热后的冷却水传热，避免空气升温，如此，保证了空气的低温，以及换热前空气与换热管200之间的温差，保证了空气的风冷效果；此外，由于空气与冷却水隔离，从而能够防止空气达到高温高湿状态，即杜绝了白雾的产生，因此，无需在塔体内的顶部设置除雾层，同时保证了从出风口400排出的空气的干燥度，避免影响周围的环境。在实际生产过程中，由于无需设置除雾层，因此有利于降低塔体100的高度，即降低侧板102的高度，从而降低生产成本，同时还有利于增加换热管200的层数，以保证换热管200内高温流体介质的换热面积，加强换热效果，提高降温效率。
42.具体的，如图7-图11所示，多个换热管200的上方均固定连接有长条状的吸热壳110，吸热壳110与换热管200的轴心线平行，吸热壳110的内壁与换热管200的外壁围合成吸热流道800，吸热壳110在水平面上的投影与换热管200在水平面上的投影重合，换热管200
与吸热壳110相邻的一体成型有并排分布的三个长条状的吸热凸片120，吸热凸片120沿平行于换热管200的长度方向延伸，水泵700的出水口702与吸热流道800之间通过输水管210连通，输水管210的上部穿过其中一个侧板200且与塔体100的竖向内壁紧邻设置。
43.采用上述结构后，利用吸热壳110与换热管200围合形成吸热流道800，水泵700抽取冷却水后由输水管210输送至吸热流道800内，由吸热壳110和换热管200相互配合，限制冷却水的流动路径，使得冷却水能够充分通过换热管200与高温流体介质进行换热；不仅如此，利用吸热壳110能够防止吸热后的冷却水与空气直接接触换热，从而防止高温空气达到饱和的高温高湿状态，以至于在出风口400处形成白雾，影响周围空气环境，因此，通过隔绝冷却水与空气的接触后，无需再在塔体100内设置除雾层，一方面能够通过降低塔体100高度，降低侧板102高度，从而减少冷却塔生产成本，另一方面保证塔体100内有足够的高度方便安装多层换热管200，从而加强换热量，进一步加强对高温流体介质的换热性能。
44.吸热壳110在水平面上的投影与换热管200在水平面上的投影重合，采用该结构方式后，能够增大吸热流道8000横截面的宽度，以增加吸热流道800中冷却水与换热管200的接触面积，从而提高冷却水与高温流体介质之间的换热量，进一步加强对高温流体介质的降温能力；在换热管200的上部一体成型有三个吸热凸片120，增加了冷却水与吸热壳110的接触面积，使得吸热壳110能够吸收部分冷却水的热量增加，提高了换热效率，进一步加强了冷却水对换热管200内流动的高温流体介质的吸热降温效果。
45.如图1-图3、图12-图14所示，塔体100外固定设置有散热管140，散热管140的内腔即为与吸热流道800连通的散热流道900；散热管140绕设于塔体100外，其水平面面上的投影为正方形状的封闭框形；散热管140的两端分别为进液端141和出液端142，其中进液端1410斤吸热流道800相邻，出液端142与储水池600连通，进液端141高于出液端142，且进液端141向出液端142逐步过渡设置；散热管140设置有多个，沿铅垂方向依次紧邻设置，相邻两个散热管140相互连通。散热管140的具体结构为：散热管140包括与四个侧板102一一对应的散热直管220和四个中空状的散热连接块230，四个散热直管220中均倾斜向下设置，且四个散热直管220通过其中三个散热连接块230依次连通，位于散热管140中位于最低处的散热直管220通过剩余的一个散热连接块230与上述散热管140下方紧邻的散热管140中最高处的散热直管220连通。散热直管220和与其对应的侧板102之间通过两个并排分设于进风口300两侧且沿铅垂方向延伸的固定条240固定连接，以保证散热流道900与塔体100之间存在间隔。多个散热管140中，位于最低处的散热管140中的散热直管220通过导流管190与储水池600连通。
46.采用上述结构后，散热管140的内腔形成散热流道900，当吸热升温后的冷却水在散热流道900内流动时，由于温度高于外界，通过散热管140的外壁将热量传递到外界中，以实现对冷却水的降温处理。
47.散热管140采用四个散热直管220和四个散热连接块230组合形成，使得散热管140整体绕设于塔体100外，如此，延长了散热管140的长度，从而增加了散热管140外壁与外界的传热面积，方便散热流道900内的冷却水散热降温；并且散热管140的进液端141高于出液端142，且进液端141向出液端142逐步过渡设置， 使得冷却水进入散热流道900内后，受重力作用影响，顺着散热管140的管壁向下流动，同时将热量散发到外界；另外，散热管140设置多个并沿铅垂方向分布后，进一步增大了换热面积，提高了冷却水通过散热管140后与外
界的传热量，改善冷却水的散热降温效果，保证低温的冷却水进入储水池600内。
48.在最低处的散热管140设置导流管190后，冷却水顺着散热管140流动，最终通过导流管190向下流动，回流至储水池600内。
49.散热直管220通过固定条240与侧板102保持固定连接，使得散热管140与塔体100之间保持一定的间隔，如此，防止散热流道900内流动的冷却水与塔体100之间进行传热，影响塔体100内换热管200中的高温流体介质的降温效果。
50.如图3-图6所示，换热管200共设置有六层，且与最高处的六个散热管140一一对应，换热管200通过连通管180与散热管140的进液端141连通，且换热管200、连通管180和散热管140的进液端141位于同一水平面。采用该结构后，当冷却水在吸热流道800内流动，通过换热管200管壁吸收高温流体介质热量后，温度升高，通过连通管180进入到散热管140内，有散热管140的管壁，将冷却水所吸收的热量散发到塔体100外部，以实现冷却水的降温。
51.如图15所示，流通管180内设置有单向阀250，用于限制冷却水的流向，使得冷却水仅能从换热管200流向散热管140，具体结构为：流通管180内设置有密封环181和固定环182，密封环181和固定环182同轴心线且二者的周向外缘与流通管180的周向内壁固定连接，密封环181与换热管200相邻，固定环182与散热管140相邻，固定环182和密封环181之间设置有密封滑块252，密封滑块252通过压簧251与固定环182连接，密封环252固定连接有滑杆253，滑杆53沿流通管180的长度方向延伸且与固定环182滑动配合；密封滑块252与密封环182相邻的一端设置有圆柱台状且与密封环182同轴心线的密封部，具体的，密封部与密封环182相邻的一端外径小于密封环182内径，另一端外径大于密封环182内径。
52.采用上述结构后，当冷却水从吸热流道800流出时，冷却水推在密封滑块252上，使得密封滑块252向固定环182移动，压缩压簧251后，冷却水通过密封环181内侧，而后通过固定环182内侧，进入至散热管140内；而若有冷却水按照上述方向的反方向流动时，冷却水从另一侧推在密封滑块252上，使得密封滑块252的密封部插入至密封环182内侧，密封滑块252的密封部与密封环182密封连接，堵住连通管180，如此，能够防止高处位置散热管140内的冷却水流入至地处位置的换热管200内，保证冷却水在吸热流道800内流动，吸收高温流体介质热量后，通过连通管180进入至散热管140内，通过散热管140的管壁将热量散发至外界中，以实现对冷却水的降温，使得低温的冷却水通过导流管190回流至储水池600内。
53.实施例2如图16和图17所示，实施例2的逆流式冷却塔，基于实施例1，区别在于，换热直管201的下方固定有沿其轴心线方向分布的多个换热凸片130，换热凸片130为弧形结构，其圆心位于换热直管201的轴心线上，并且换热凸片130与换热直管201的轴心线相垂直。
54.通过换热管200上一体连接的换热凸片130，增加了换热管200的外表面积，从而增加了空气与换热管200的接触面积，如此，增加了空气通过换热管200与其内部流通的高温流体介质的换热量，进一步提高了对高温流体介质的降温效率，从而减少了风机500所需运行的时间，达到节能减耗的技术效果。
55.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。