一种开-闭联合式循环冷却系统的制作方法
【专利摘要】一种开?闭联合式循环冷却系统，包括循环进口总管、循环出口总管、集水箱、设置在集水箱上部的架体以及设置在架体内的循环冷却机构，循环冷却机构包括空气冷却器组、蒸发换热器、填料和喷淋装置，空气冷却器组由两个空气冷却器组成，循环进口总管、空气冷却器组、蒸发换热器和循环出口总管依次通过管道连接形成被冷却介质的冷却通道，喷淋装置由喷淋装置Ⅰ和喷淋装置Ⅱ组成，集水箱的底部通过喷淋管道向喷淋装置输送喷淋水以通过喷淋带走系统内部热量并降低集水箱内喷淋水温度，所述喷淋管道上设有喷淋水泵；本实用新型通过开式冷却系统进一步降低喷淋水的温度，增加闭式冷却系统中间壁式换热的传热温差，提高系统的整体换热效果。
【专利说明】
一种开-闭联合式循环冷却系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及工业冷却技术领域，具体的说是涉及一种开-闭联合式循环冷却系统。
【背景技术】
[0002]冷却系统是工业换热的“消化、排泄”系统，是维持工业换热稳定的必要条件。冷却系统的健康、高效、经济运行能大大提高工业生产效率并有效降低生产成本。作为工业的关键环节，冷却系统在生产运行中发挥着极其重要的作用。冷却系统通常采用空气、水为传热媒介，带走工业废热。常见的冷却形式分为开式循环和闭式循环两种。
[0003]开式循环是工业中常用的冷却方式，循环水与空气直接接触，换热效果好，但循环水水质差、循环水消耗量大、能量损失和运行费用大。闭式循环通过间壁式装置与外界空气或水进行换热，将循环介质热量散发至环境空气中，避免了被冷却介质与环境的直接接触，避免了被冷却介质的损失和污染，但是由于间壁式换热器的引入，其被冷却介质出口温度与环境湿球温度的温差即逼近度大于开式冷却系统，该问题限制了闭式冷却系统在某些工况和领域的推广和使用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种开-闭联合式循环冷却系统，结合闭式循环冷却和开式循环冷却的特点，二者联合运行。通过开式冷却系统进一步降低喷淋水的温度，增加闭式冷却系统中间壁式换热的传热温差，提高系统的整体换热效果，降低闭式冷却系统出口温度与环境湿球温度之间的逼近度，拓宽其应用范围。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种开-闭联合式循环冷却系统，包括循环进口总管、循环出口总管、集水箱、设置在集水箱上部的架体以及设置在架体内的循环冷却机构，所述循环冷却机构包括空气冷却器组、蒸发换热器、填料和喷淋装置，其中，空气冷却器组由两个通过管道串联或并联的空气冷却器组成，循环进口总管、空气冷却器组、蒸发换热器和循环出口总管依次通过管道连接形成被冷却介质的冷却通道，喷淋装置由设置在蒸发换热器上方的喷淋装置I和设置在填料上方的喷淋装置Π组成，集水箱的底部通过喷淋管道向喷淋装置输送喷淋水以通过喷淋带走系统内部热量并降低集水箱内喷淋水温度，所述喷淋管道上设有喷淋水栗。
[0006]空气冷却器组与喷淋装置之间设置有收水器。
[0007]喷淋管道由喷淋管道I和喷淋管道Π组成。
[0008]所述集水箱底部设置有隔板，该隔板将集水箱分隔为两个独立的区间I和区间Π，且蒸发换热器设置在区间I内，填料设置在区间Π内，区间I通过喷淋管道I与喷淋装置Π连通，以通过向填料喷淋降低喷淋水的温度，区间Π通过喷淋管道Π与喷淋装置I连通，以通过喷淋水与蒸发换热器的间壁换热带走系统内的热量。
[0009]集水箱由两个分体式的集水箱I和集水箱Π组成，架体由两个分别设置在集水箱I和集水箱Π上部的分支架体组成，两空气冷却器分别设置在集水箱I和集水箱Π上部的分支架体内，蒸发换热器设置在集水箱I上部的分支架体内，填料设置在集水箱Π上部的分支架体内，集水箱I通过喷淋管道I与喷淋装置Π连通，以通过向填料喷淋降低喷淋水的温度，集水箱Π通过喷淋管道Π与喷淋装置I连通，以通过喷淋水与蒸发换热器的间壁换热带走系统内的热量。
[0010]架体上部设有两个引风式风机，每个引风式风机均位于相应空气冷却器的上方，所述引风式风机采用变频引风机，环境温度较低时，变频运行引风式风机，以用于冬季系统防冻和保证系统出口被冷却介质的温度满足工艺要求。
[0011]所述循环进口总管与循环出口总管之间连接有旁通管路，以用于冬季系统防冻以及保证冷却系统出口被冷却介质的温度满足工艺要求。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型结合了传统闭式循环和开式循环的优点，降低了喷淋水的温度，提升了间壁式换热的传热温差，提高了系统的换热效果，向低温冷却技术领域进行了推进，强化了闭式冷却逼近度对性能的影响。同时，该系统可实现模块化设计和生产，实现工程设备化;可根据实际工况需求，任意比例的配置闭式循环冷却系统和开式循环冷却系统，提高冷却系统的整体性能，实现设备工程化。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型实施例2的结构示意图；
[0015]图中标记:1、循环进口总管，2、循环出口总管，3、集水箱，4、循环冷却机构，5、空气冷却器组，6、蒸发换热器，7、填料，8、喷淋装置，9、空气冷却器，10、喷淋管道，11、喷淋水栗，12、收水器，13、引风式风机，14、隔板，15、区间I，16、区间Π，17、架体，18、旁通管路、3_1、集水箱I，3-2、集水箱Π，8-1、喷淋装置I，8-2、喷淋装置Π，10_1、喷淋管道1,10-2,喷淋管道Π O
【具体实施方式】
[0016]如图所示，一种开-闭联合式循环冷却系统，包括循环进口总管1、循环出口总管2、集水箱3、设置在集水箱3上部的架体17以及设置在架体17内的循环冷却机构4，所述循环冷却机构4包括空气冷却器组5、蒸发换热器6、填料7和喷淋装置8，其中，空气冷却器组5由两个通过管道串联或并联的空气冷却器9组成，循环进口总管1、空气冷却器组5、蒸发换热器6和循环出口总管2依次通过管道连接形成被冷却介质的冷却通道，喷淋装置8由设置在蒸发换热器6上方的喷淋装置18-1和设置在填料7上方的喷淋装置Π8-2组成，集水箱3的底部通过喷淋管道10向喷淋装置8输送喷淋水以通过喷淋带走系统内部热量并降低集水箱3内喷淋水温度，所述喷淋管道1上设有喷淋水栗11。
[0017]空气冷却器组5与喷淋装置8之间设置有收水器12。
[0018]喷淋管道10由喷淋管道110-1和喷淋管道Π 10-2组成。
[0019]所述集水箱3底部设置有隔板14，该隔板14将集水箱3分隔为两个独立的区间115和区间Π 16，且蒸发换热器6设置在区间115内，填料7设置在区间Π 16内，区间115通过喷淋管道110-1与喷淋装置Π 8-2连通，以通过向填料7喷淋降低喷淋水的温度，区间Π 16通过喷淋管道Π 10-2与喷淋装置18-1连通，以通过喷淋水与蒸发换热器6的间壁换热带走系统内的热量。
[0020]集水箱3由两个分体式的集水箱13-1和集水箱Π3-2组成，架体17由两个分别设置在集水箱13-1和集水箱Π 3-2上部的分支架体组成，两空气冷却器9分别设置在集水箱13-1和集水箱Π3-2上部的分支架体内，蒸发换热器6设置在集水箱13-1上部的分支架体内，填料7设置在集水箱Π 3-2上部的分支架体内，集水箱13-1通过喷淋管道110-1与喷淋装置Π8-2连通，以通过向填料7喷淋降低喷淋水的温度，集水箱Π 3-2通过喷淋管道Π 10-2与喷淋装置18-1连通，以通过喷淋水与蒸发换热器6的间壁换热带走系统内的热量。
[0021]架体17上部设有两个引风式风机13，每个引风式风机13均位于相应空气冷却器9的上方，所述引风式风机13采用变频引风机，以用于冬季系统防冻和保证系统出口被冷却介质的温度满足工艺要求。
[0022]所述循环进口总管I与循环出口总管2之间连接有旁通管路18，以用于冬季系统防冻以及保证冷却系统出口被冷却介质的温度满足工艺要求。
[0023]以下结合实施例进一步阐释本实用新型。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，一种开-闭联合式循环冷却系统，包括循环进口总管1、循环出口总管2、集水箱3以及设置在架体17内的循环冷却机构4，所述循环冷却机构4包括空气冷却器组5、蒸发换热器6、填料7和喷淋装置8，所述空气冷却器组5与喷淋装置8之间设置有收水器12，其中，空气冷却器组5由两个通过管道串联或并联的空气冷却器9组成，循环进口总管1、空气冷却器组5、蒸发换热器6和循环出口总管2依次通过管道连接形成被冷却介质的冷却通道，喷淋装置8由设置在蒸发换热器6上方的喷淋装置18-1和设置在填料7上方的喷淋装置Π 8-2组成，喷淋管道10由喷淋管道110-1和喷淋管道Π 10-2组成。所述集水箱3底部设置有隔板14，该隔板14将集水箱3分隔为两个独立的区间115和区间Π 16，且蒸发换热器6设置在区间115内，填料7设置在区间Π 16内，区间115通过喷淋管道110-1与喷淋装置Π 8-2连通，以通过向填料7喷淋降低喷淋水的温度，区间Π 16通过喷淋管道Π 10-2与喷淋装置18-1连通，以通过喷淋水与蒸发换热器6的间壁换热带走系统内的热量，所述喷淋管道10上设有喷淋水栗，所述空气冷却器组5与喷淋装置8之间设置有收水器12，蒸发换热器6中的蒸发式换热管可以采用圆管、椭圆管或波节螺纹管等换热管型，空气冷却器9中的空冷换热管可以采用双金属乳制翅片管、绕制翅片管或套片管等换热管型。
[0026]实施例2
[0027]如图2所示，一种开-闭联合式循环冷却系统，包括循环进口总管1、循环出口总管
2、集水箱3以及设置在架体17内的循环冷却机构4，所述循环冷却机构4包括空气冷却器组
5、蒸发换热器6、填料7和喷淋装置8，所述空气冷却器组5与喷淋装置8之间设置有收水器12，其中，集水箱3由两个分体式的集水箱13-1和集水箱Π 3-2组成，架体17由两个分别设置在集水箱13-1和集水箱Π 3-2上部的分支架体组成，两空气冷却器9分别设置在集水箱13-1和集水箱Π3-2上部的分支架体内，且蒸发换热器6设置在集水箱13-1上部的分支架体内，填料7设置在集水箱Π 3-2上部的分支架体内，空气冷却器组5由两个通过管道串联或并联的空气冷却器9组成，喷淋装置8由设置在蒸发换热器6上方的喷淋装置18-1和设置在填料7上方的喷淋装置Π 8-2组成，所述喷淋管道10由喷淋管道110-1和喷淋管道Π 10-2组成，喷淋管道110-1和喷淋管道Π 10-2上均设有一喷淋水栗，集水箱13-1通过喷淋管道110-1与喷淋装置Π 8-2连通，以通过向填料7喷淋降低喷淋水的温度，集水箱Π 3-2通过喷淋管道Π10-2与喷淋装置18-1连通，以通过喷淋水与蒸发换热器6的间壁换热带走系统内的热量，循环进口总管1、空气冷却器组5、蒸发换热器6和循环出口总管2依次通过管道连接形成被冷却介质的冷却通道，所述喷淋装置8设置在蒸发换热器6和填料7的上方，集水箱3的底部通过喷淋管道10向喷淋装置8输送喷淋水以通过喷淋带走系统内部热量和降低集水箱内喷淋水温度，所述喷淋管道1上设有喷淋水栗11。
[0028]进一步，蒸发换热器6中的蒸发式换热管采用圆管、椭圆管或波节螺纹管等各种蒸发换热器使用的换热管型，空气冷却器9中的空冷换热管采用双金属乳制翅片管、绕制翅片管或套片管等各种空气冷却器使用的换热管型，换热材质可采用碳钢、不锈钢、铝、钛、铜等金属或非金属等所有可用于换热过程的材质;填料可采用玻璃钢、PVC等各种常用的材质及结构形式。
[0029]再进一步，两个分支架体上部还分别设有引风式风机13，引风式风机13位于相应空气冷却器9的上方，该引风式风机13可以采用变频引风机。
[0030]本实用新型在采用该种设置方式过程时，冷却介质由循环进口总管I进入两个空气冷却器9进行冷却，之后进入蒸发冷却器6中冷却，由蒸发冷却器6的出口进入循环出口总管2，完成被冷却介质的冷却过程。
[0031]环境温度高时，开启位于喷淋管道110-1上的喷淋水栗，聚集在集水箱13-1的喷淋水进入喷淋管道110-1中，之后由喷淋水栗送入到喷淋装置Π 8-2中，与填料7进行直接接触换热，温度降低后的喷淋水由集水箱Π 3-2进入喷淋管道Π 10-2中，由该喷淋管道上的喷淋水栗送入喷淋装置18-1，在蒸发冷却器6的表面进行蒸发换热，最后落入集水箱13-1内，完成喷淋水的循环。
[0032]环境温度低时，关闭喷淋水栗，蒸发冷却器6与两个空气冷却器5—起进入干空冷运行模式，即被冷却介质由循环进口总管I进入两空气冷却器降温冷却后，进入蒸发冷却器6中。喷淋装置8和填料7停止工作。
[0033]环境温度更低时，可以变频运行引风式风机13，并根据系统需要可以逐渐开启循环进口总管I与循环出口总管2之间的旁通管路18，用于冬季系统防冻和保证系统出口被冷却介质的温度满足工艺要求。
[0034]本实用新型中，被冷却介质在整个过程中为闭式循环冷却不与外界接触，喷淋水开式循环冷却，对喷淋水进行了有效散热，降低了喷淋水的温度，增大了间壁式换热的传热温差，提高了系统的换热效果。
[0035]以上所述仅是本实用新型的优选实施方案，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型所保护的范围。
【主权项】
1.一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:包括循环进口总管(I)、循环出口总管(2)、集水箱(3)、设置在集水箱(3)上部的架体(17)以及设置在架体(17)内的循环冷却机构(4)，所述循环冷却机构(4)包括空气冷却器组(5)、蒸发换热器(6)、填料(7)和喷淋装置(8)，其中，空气冷却器组(5)由两个通过管道串联或并联的空气冷却器(9)组成，循环进口总管(1)、空气冷却器组(5)、蒸发换热器(6)和循环出口总管(2)依次通过管道连接形成被冷却介质的冷却通道，喷淋装置(8)由设置在蒸发换热器(6)上方的喷淋装置1(8-1)和设置在填料(7)上方的喷淋装置Π (8-2)组成，集水箱(3)的底部通过喷淋管道(10)向喷淋装置(8)输送喷淋水以通过喷淋带走系统内部热量并降低集水箱(3)内喷淋水温度，所述喷淋管道(10)上设有喷淋水栗(11)。2.如权利要求1所述的一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:空气冷却器组(5)与喷淋装置(8)之间设置有收水器(12)。3.如权利要求1所述的一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:喷淋管道(10)由喷淋管道I(10-1)和喷淋管道Π (10-2)组成。4.如权利要求3所述的一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:所述集水箱(3)底部设置有隔板(14)，该隔板(14)将集水箱(3)分隔为两个独立的区间1(15)和区间Π (16)，且蒸发换热器(6)设置在区间1(15)内，填料(7)设置在区间Π (16)内，区间1(15)通过喷淋管道1(10-1)与喷淋装置Π (8-2)连通，以通过向填料(7)喷淋降低喷淋水的温度，区间Π(16)通过喷淋管道Π (10-2)与喷淋装置1(8-1)连通，以通过喷淋水与蒸发换热器(6)的间壁换热带走系统内的热量。5.如权利要求3所述的一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:集水箱(3)由两个分体式的集水箱1(3-1)和集水箱Π (3-2)组成，架体(17)由两个分别设置在集水箱1(3-1)和集水箱Π (3-2)上部的分支架体组成，两空气冷却器(9)分别设置在集水箱1(3-1)和集水箱Π (3-2)上部的分支架体内，蒸发换热器(6)设置在集水箱I (3-1)上部的分支架体内，填料(7)设置在集水箱Π (3-2)上部的分支架体内，集水箱1(3-1)通过喷淋管道1(10-1)与喷淋装置Π (8-2)连通，以通过向填料(7)喷淋降低喷淋水的温度，集水箱Π (3-2)通过喷淋管道Π (10-2)与喷淋装置1(8-1)连通，以通过喷淋水与蒸发换热器(6)的间壁换热带走系统内的热量。6.如权利要求4或5所述的一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:架体(17)上部设有两个引风式风机(13)，每个引风式风机(13)均位于相应空气冷却器(9)的上方，所述引风式风机(13)采用变频引风机。7.如权利要求1所述的一种开-闭联合式循环冷却系统，其特征在于:所述循环进口总管(I)与循环出口总管(2)之间连接有旁通管路(18)。
【文档编号】F28C1/14GK205593402SQ201620414369
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】于永洋, 韩武涛, 田甲蕊, 李永克, 董晓强, 宋天, 宋天一, 陈杰, 宋晓燕, 李占明
【申请人】洛阳隆华传热节能股份有限公司