冷却塔能量回收系统及回收方法与流程

1.本发明涉及冷却塔技术领域，具体涉及一种冷却塔能量回收系统及回收方法。


背景技术：

2.冷却塔的作用是以水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量后，再与空气流动接触进行冷热交换带走水中的热量，使得冷却水可以循环使用，不断的带走系统中的热量。
3.循环冷却水系统的供水、回水管道均为压力管，回水经压力管送至冷却塔高位喷头并通过喷淋洒落降温，之后回收于底部水池。洒水喷头与底部水池具有一定的高差，冷却塔在运行过程中存在电能浪费、热能无法很好利用的问题，尤其是冬季。
4.另外，冷却塔冬季运行时，当气温较低时，塔身进风口会出现冰冻。相关技术中通过在冷却塔内设置叶片，并通过改变叶片的角度避免冷却塔冰冻。然而，由于风向变换频繁，因此需要频繁调整叶片角度，容易降低叶片使用寿命导致频繁更换叶片。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种冷却塔能量回收系统，同时可以增强冷却塔冬季防冻能力。
6.本发明的实施例还提出了一种冷却塔能量回收方法。
7.本发明实施例的冷却塔能量回收系统，主要包括集水盘管、发电组件、控制组件。集水盘管，所述集水盘管设在所述冷却塔淋水区内，且所述集水盘管位于所述冷却塔喷头的下方，所述集水盘管用于接收所述冷区塔喷头排出的水，且所述集水盘的高度可调节；发电部件，所述发电部件与所述集水盘管相连，所述发电部件利用所述集水盘管内存水的高差产生电能。
8.本发明实施例的冷却塔能量回收系统，可以增强冷却塔冬季防冻能力。
9.在一些实施例中，所述冷却塔能量回收系统还包括升降部件，所述升降部件与所述集水盘相连以调节所述集水盘的高度。
10.在一些实施例中，所述集水盘管还包括集水管，所述集水管与所述集水盘相连，且所述集水管的进口与所述集水盘连通，所述集水管在上下方向上可伸缩。
11.在一些实施例中，所述集水管包括第一集水筒和多段依次嵌套的第二集水筒，所述第一集水筒穿设在多段所述第二集水筒中位于最上方的一个所述集第二集水筒内，且所述第一集水筒在所述第二集水筒内可伸缩，所述第一集水筒与所述集水盘相连，且所述集水盘可收入和伸出所述第一集水筒。
12.在一些实施例中，所述集水盘包括升降环、多个支撑架、多个连接环和柔性集水板，多个所述连接环分别套设在所述升降环上，且多个所述连接环在所述升降环的周向上可移动，多个所述支撑架与多个所述连接环一一对应相连，所述柔性集水板与多个所述支撑架分别相连，所述升降环设在所述集水筒内，且所述升降环在所述集水筒内可上下移动。
13.在一些实施例中，所述第一集水筒包括筒体、多个支撑座和限位块，多个所述筒体
分别与所述筒体相连，且多个所述筒体在所述筒体的周向上间隔布置，所述限位块设在所述筒体内且邻近所述筒体的开口布置，所述柔性集水板具有展开状态和折叠状态，在所述展开状态，所述支撑架与所述支撑座相接触，所述升降环与所述限位块相接触。
14.在一些实施例中，所述冷却塔能量回收系统还包括汇流管，所述汇流管与所述发电部件相连，所述集水盘管的数量为多个，多个所述集水盘管间隔设在所述冷却塔淋水区内，且所述集水盘管分别与所述汇流管相连。
15.在一些实施例中，所述冷却塔能量回收系统还包括温度监测部件和控制器，所述温度监测部件和所述升降部件分别所述控制器相连，所述温度监测部件用于监测水温，所述控制器根据所述水温控制所述升降部件调节所述集水盘的高度。
16.本发明实施例的冷却塔能量回收方法，包括如下步骤：根据冷却塔所处环境的气象数据、冷却水量及冷却水温调整集水盘处于展开状态或折叠状态，和/或，集水盘的展开数量。
17.在一些实施例中，若所述集水盘处于展开状态，所述方法还包括根据温度监测部件监测的水温数据调整集水盘的高度。
附图说明
18.图1是本发明实施例的冷却塔能量回收系统的结构示意图。
19.图2是本发明实施例的冷却塔能量回收系统的结构示意图，且集水盘处于展开状态。
20.图3是本发明实施例的冷却塔能量回收系统的结构示意图，且集水盘处于折叠状态。
21.图4是本发明实施例的集水盘的结构示意图。
22.图5是本发明实施例的第一集水筒的结构示意图。
23.图6是本发明实施例的集水盘与第一集水筒配合示意图。
24.图7是本发明实施例的第一集水筒与第二集水筒的连接示意图。
25.图8是本发明实施例的相邻两个第二集水筒的连接示意图。
26.附图标记：
27.塔身1，冷却塔淋水区101，
28.冷却塔顶板2，冷却塔喷头3，
29.集水盘4，升降环41，支撑架42，连接环43，柔性集水板44，
30.集水管5，第一集水筒51，筒体511，支撑座512，限位块513，第二集水筒52，
31.发电部件6，
32.升降部件7，提升电机71，牵引绳72，
33.汇流管8，控制器9，密封圈10，循环泵11。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.如图1至图8所示，本发明实施例的冷却塔能量回收系统，包括塔身1、喷头3和发电
部件6，塔身1内部具有冷却塔淋水区101，集水盘管设在冷却塔淋水区101内，且集水盘管位于冷却塔喷头3的下方，集水盘管包括集水盘4，集水盘4用于接收冷却塔喷头3排出的水，且集水盘4的高度可调节，发电部件6与集水盘管相连，发电部件6利用集水盘管排出的水产生电能。
36.具体地，如图1所示，冷却塔还具有冷却塔顶板2，冷却塔顶板2和塔身1围成了冷却塔淋水区101，冷却塔喷头3向下喷洒，集水盘4位于喷头3的下方，集水盘4在上下方向上可移动以调整集水盘4与喷头3之间的间隔距离，集水盘4的下端通过管路与发电部件6相连，发电部件6利用集水器收集到的水进行发电。例如，发电部件6可以为水轮发电机。
37.如图1所示，冷却塔喷头3的高度高于发电部件6的高度。
38.本发明实施例的冷却塔能量回收系统，循环水通过进水管进入高处的冷却塔喷头3，并向下喷射，喷洒出的循环水被集水盘4收集，并通过汇流管8进入发电部件6，发电部件6利用循环水的高差进行发电，从而进行能量回收，通过调整集水盘4的高度达到调整集水盘4与冷却塔喷头3之间的间隔距离，从而调整了循环水的掉落距离，进而控制循环水的冷却温度，集水盘4设在冷却塔淋水区101内，还可以减小塔身1内冷空气的通风量，从而可以增强冷却塔冬季防冻能力。
39.在一些实施例中，冷却塔能量回收系统还包括升降部件7，升降部件7与集水盘4相连以调节集水盘4的高度。
40.具体地，如图2所示，升降部件7包括提升电机71和牵引绳72，提升电机71安装在冷却塔顶板2上，牵引绳72的一端与提升电机71相连，牵引绳72的另一端与集水盘4相连，提升电机71转动带动牵引绳72收缩或展开，从而调整集水盘4的高度，通过设置升降部件7，可以提高集水盘4高度调节的自动化程度，提升电机71设在冷却塔顶板2上、淋水区101的外部，避免淋水区101内的潮湿环境对提升电机71造成损害，同时方便操作维护。
41.在一些实施例中，集水盘管还包括集水管5，集水管5与集水盘4相连，且集水管5的进口与集水盘4连通，集水管5在上下方向上可伸缩。
42.具体地，如图2和图3所示，集水管5沿上下方向竖直延伸，集水管5的进口与集水盘4的底部连通，集水管5的出口与发电部件6相连。集水管5在上下方向上可伸展或收缩，通过设置集水管5，不仅可以提高对集水盘4内的循环水的收集效果，减小循环水的外漏，还可以对集水盘4进行支撑，避免集水盘4掉落。
43.在一些实施例中，集水管5包括第一集水筒51和多段依次嵌套的第二集水筒52，第一集水筒51穿设在多段第二集水筒52中位于最上方的一个第二集水筒52内，且第一集水筒51在第二集水筒52内可伸缩，第一集水筒51与集水盘4相连，且集水盘4可收入和伸出第一集水筒51。
44.具体地，如图2和图7所示，第一集水筒51的下端穿设在最上方的一个第二集水筒52内，第一集水筒51的上端与集水盘4相连，且集水盘4可以伸入或伸出第一集水筒51。例如，集水盘4具有展开状态和折叠状态，当集水盘4处于折叠状态时，集水盘4伸入第一集水筒51内，当集水盘4处于展开状态时，集水盘4伸出第一集水筒51。
45.集水盘4在第一集水筒51内可伸入和伸出，当处于冬季或者冷季时，集水盘4伸出第一集水筒51，从而减小淋水区101内的冷空气的通风量，进而可以增强冷却塔的防冻能力。
46.在一些实施例中，集水盘4包括升降环41、多个支撑架42、多个连接环43和柔性集水板44，多个连接环43分别套设在升降环41上，且多个连接环43在升降环41的周向上可移动，多个支撑架42与多个连接环43一一对应相连，柔性集水板44与多个支撑架42分别相连，升降环41设在集水筒内，且升降环41在集水筒内可上下移动。
47.具体地，如图4所示，升降环41与牵引绳72的下端相连，升降环41设在第一集水筒51内，且升降环41在第一集水筒51内可以上下移动，多个连接环43分别套设在升降环41上，且多个连接环43在升降环41的周向可移动，多个支撑架42与多个连接环43一一对应相连，柔性集水板44分别与多个支撑架42相连。例如，柔性集水板44为柔性集水布，柔性集水布由不透水且软质的面料制成，从而降低柔性集水板44的重量，提高柔性集水板44的抗拉强度且易折叠，提高柔性集水板44在潮湿和干燥环境交替条件下的抗老化性能。
48.需要说明的是，通过设置柔性集水板44，可以根据塔身1所处位置的周围环境温度、循环水冷却需求调整柔性集水板44的伸出第一集水筒51的长度，从而调整柔性集水板44的展开面积，进而调整淋水区101内的冷空气的通风量，适用于不同温度下的循环水冷却，提高冷却塔冷却效果。通过设置多个支撑架42可以提高集水板的结构强度，避免循环水压垮集水盘4，通过设置升降环41，依靠升降环41的自重实现柔性集水板44的折叠，通过连接环43，可以提高柔性集水板44的展开灵活性。
49.在一些实施例中，第一集水筒51包括筒体511、多个支撑座512和限位块513，多个支撑座512分别与筒体511相连，且多个支撑座512在筒体511的周向上间隔布置，限位块513设在筒体511内且邻近筒体511的开口布置，柔性集水板44具有展开状态和折叠状态，在展开状态，支撑架42与支撑座512相接触，升降环41与限位块513相接触。
50.具体地，如图6所示，第一集水筒51的内部中空，多个支撑座512设在第一集水筒51的上端，多个支撑座512沿第一集水筒51的周向均匀间隔布置，且多个支撑座512与多个支撑架42一一对应，支撑座512上设有安装槽，当柔性集水板44展开后，支撑架42嵌入安装槽内，通过设置支撑座512可以提高对集水盘4的支撑强度，避免循环水压垮集水盘4，限位块513的数量为多个，多个限位块513在筒体511的周向上间隔布置，当柔性集水板44展开后，升降环41的上端面与限位块513相接触，通过设置限位块513，避免升降环41脱离筒体511，从而保证柔性集水板44的折叠和展开。
51.在一示例中，支撑座512、限位块513和筒体511一体成型，从而提高第一集水筒51的结构强度。
52.在一些实施例中，第一集水筒51和第二集水筒52之间，和/或，相邻的两个第二集水筒52之间设有密封圈10。如图7和图8所示，第一集水筒51与第二集水筒52的连接处设有密封圈10，或者，相邻的两个第二集水筒52之间设有密封圈10，或者，第一集水筒51与第二集水筒52的连接处设有密封圈10且相邻的两个第二集水筒52之间设有密封圈10。
53.通过在第一集水筒51与第二集水筒52的连接处和相邻的两个第二集水筒52之间设有密封圈10，可以提高集水管5的密封性，避免流经集水管5的循环水外漏。
54.在一些实施例中，冷却塔能量回收系统还包括汇流管8，汇流管8与发电部件6相连，集水盘管的数量为多个，多个集水盘管间隔设在淋水区101内，且集水盘管分别与汇流管8相连。
55.具体地，如图2和图3所示，多个第二集水筒52中位于最下方的一个第二集水筒52
与汇流管8连通，汇流管8的出口与发电部件6相连，通过设置汇流管8可以将多个集水盘管收集的循环水输送至发电部件6，从而提高能量回收效率。
56.在一些实施例中，冷却塔能量回收系统还包括温度监测部件(未示出)和控制器9，温度监测部件和升降部件7分别控制器9相连，温度监测部件用于监测水温，控制器9根据水温控制升降部件7调节集水盘4的高度。
57.例如，塔身1外部还设有气象监测部件，通过设置气象监测部件可以监测塔身1所处位置的气象条件，并根据气象条件判断集水盘4是否需要展开，或者根据气象条件调整集水盘4的展开面积，从而提高塔身1的抗冻性能。
58.本发明实施例的冷却塔能量回收方法，包括如下步骤：根据冷却塔所处环境的气象数据、冷却水量及冷却水温调整集水盘4处于展开状态或折叠状态，和/或，集水盘4的展开数量。
59.例如，可以根据塔身1所处位置的气象环境、冷却水的需求判断集水盘4的展开或折叠状态，或者，根据塔身1所处位置的气象环境、冷却水的需求判断集水盘4的展开数量，或者，可以根据塔身1所处位置的气象环境、冷却水的需求判断集水盘4的展开或折叠状态并根据塔身1所处位置的气象环境、冷却水的需求判断集水盘4的展开数量，从而可以在不同的气象条件以及不同的冷却水需求下提高塔身1的抗冻性能和能量回收效率。
60.在一些实施例中，若集水盘4处于展开状态，方法还包括根据温度监测部件监测的水温数据调整集水盘4的高度。
61.例如，可以根据冷却水的温度调整集水盘4的高度，例如冷却水的温度高于预设值，则降低集水盘4的高度，使集水盘4与喷头3之间的距离增大，使冷却水的掉落距离增大，进而降低冷却水的温度，反之，当冷却水的温度低于预设值，则升高集水盘4的高度，使集水盘4与喷头3之间的距离减小，使冷却水的掉落距离减小，进而提高冷却水的温度。
62.在一示例中，还可以根据温度监测部件监测的水温数据调整集水盘4的展开面积，例如，例如冷却水的温度高于预设值，则降低集水盘4的高度，使集水盘4展开面积减小，提高淋水区101内冷空气的流通量，进而降低冷却水的温度，反之，当冷却水的温度低于预设值，则升高集水盘4的高度，使集水盘4展开面积增大，减小淋水区101内冷空气的流通量，进而提高冷却水的温度。
63.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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和简化描述，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。
64.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
65.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
67.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
68.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。