高传热性淋水填料及冷却塔的制作方法

1.本实用新型属于冷却塔设备的技术领域，尤其涉及一种高传热性淋水填料及采用该高传热性淋水填料的冷却塔。


背景技术：

2.工业循环水冷却系统核心设备冷却塔的处理能力对产品的节能降耗和经济性有十分重要的作用。淋水填料作为冷却塔冷却的重要部件，其性能的高低直接影响冷却塔的技术经济性以及占地面积。在同等情况下填料性能越高，塔面积越小；填料性能越低，塔面积越大。填料的性能主要体现在其热、质传递性能及通风阻力大小方面；一般来说，这两个面是对立的，即热、质传递性能的提高，通常会加大通风阻力。淋水填料的种类很多，包括点滴式、薄膜式、点滴薄膜式等多种。
3.目前，板波纹规整填料因具有通量大、阻力小、效率高、抗污染能力较强等优点，广泛应用于石油、化工、深冷、轻工等行业中。现有工业循环水冷却系统中使用的板波纹规整填料几乎都采用了压小纹或冲麻点等表面糙化处理的方式来强化填料片表面的传质过程，但同时这也造成了气、液在填料表面接触阻力增大，尤其是在规整填料塔中相邻两盘填料接触区域压降急剧增加，容易导致液泛，同时在该区域气液接触时间太长也为气液返混创造了条件，导致填料传热效率下降，直接影响到采用规整填料冷却塔的传热性能。
4.故此，很有必要对现有淋水填料的结构进行优化设计以提高其传热的效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种高传热性淋水填料，旨在解决现有技术中的淋水填料因结构设计不佳引起自身传热效率较低的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种高传热性淋水填料，包括上下层叠的多张填料片，该填料片均包括复数个波形填料单体，每个所述填料片上沿其宽度方向分别形成有粘结边，相邻两所述填料片之间通过相应所述粘结边粘合连接。
7.可选地，所述波形填料单体由依次并排连接的填料位构成，每一所述填料位包括第一坡位和第二坡位，所述第一坡位及所述第二坡位上皆设有若干破水凸起，该破水凸起与相应所述填料位的坡面的顶端和底端均不接触。该结构设计可增大表面积和换热面积。
8.可选地，所述第一坡位的上侧和所述第二坡位的上侧相互连接形成背脊，该背脊上开设有多个通孔。该结构设计使得淋水下落时不断再分布，且同时还能防止气液两相在所述填料片中发生堵塞的现象。
9.可选地，所述填料位的横截面呈倒v型波状结构或梯形波状结构。该结构设计的目的在于增大表面积和换热面积。
10.可选地，所述填料位的所述第一坡位的下侧与其相邻所述填料位的所述第二坡位的下侧连接，且构成流体通道。该结构设计的目的在于利于优化平衡比表面积与阻力关系，降低能源浪费。
11.可选地，所述破水凸起沿所述填料位的相应坡面呈等间距设置。该结构设计增加水膜截流的次数，使水膜多次重分配且更趋于均匀。
12.可选地，所述第一坡位的上侧开设有第一缺口，所述第二坡位的上侧开设有与所述第一缺口一一对应的第二缺口，所述第一缺口与所述第二缺口连通形成所述通孔。该结构设计使得所述通孔呈三维立体结构，其具备占用的立体空间小、表面积大的特点。
13.可选地，相邻两所述填料片上的所述背脊在其中一个所述填料片所在的平面上正投影相交设置。该结构设计提高了所述通孔的孔隙率，还从整体结构上提高了稳定性。
14.可选地，相邻两所述填料片上的所述通孔在其中一个所述填料片所在的平面上正投影错开设置。该结构设计增强气液两相在所述填料片之间的湍流，确保气液两相充分混合。
15.可选地，所述填料片采用耐热水的非金属材料或金属材料或复合材料制成。该结构设计使得该高传热性淋水填耐热、耐腐蚀、抗氧化性能佳，使用寿命延长。
16.本实用新型实施例提供的高传热性淋水填料中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
17.1、采用所述填料位的横截面呈倒v型波状结构或梯形波状结构，及每一所述填料位包括第一坡位和第二坡位，且所述第一坡位及所述第二坡位上皆设有若干破水凸起的结构设计，充分利用了斜坡的合理设计，结合所述破水凸起的设计，实现了较大的比表面积和换热面积，又使淋水下落时不断地再分布，增加淋水在该高传热性淋水填料的停留时间和分布均匀性，提高了传热性能，很好地将水的热量传递给空气进行散发。
18.2、采用所述第一坡位的上侧和所述第二坡位的上侧相互连接形成背脊，该背脊上开设有多个通孔，及所述填料位的所述第一坡位的下侧与其相邻所述填料位的所述第二坡位的下侧连接，且构成流体通道的结构设计，可提高该高传热性淋水填料的整体比表面积，同时能防止气液两项相在该高传热性淋水填料发生堵塞作用，大大提升了气液两相在该高传热性淋水填料中的传热效率。
19.本实用新型的另一目的在于提供一种冷却塔，旨在解决现有技术中的冷却塔因淋水填料结构设计不佳而引起整体传热性能较低的技术问题。
20.为实现上述目的，本实用新型实施例提供的,一种冷却塔，包括塔本体和设于该塔本体内的风机、金属换热器、高效收水器、水盘及配水系统，还包括上述所述的高传热性淋水填料；所述塔本体顶部一侧开设有进风口，其另一侧设有所述风机，所述高效收水器设于所述风机的下方；所述塔本体内对应所述进风口的一侧设有所述金属换热器，所述塔本体内对应所述风机及所述高效收水器的另一侧设有所述高传热性淋水填料；所述塔本体的底部设有所述水盘，所述水盘经管路连接有补水口，该补水口与所述水盘相连的管路上设有浮球阀。
21.可选地，所述配水系统包括第一喷淋组件、第二喷淋组件和喷淋水泵；所述第一喷淋组件安置于所述金属换热器和所述进风口之间，所述第二喷淋组件安置于所述高传热性淋水填料和所述高效收水器之间，所述水盘的出口经管路连接有所述喷淋水泵；所述喷淋水泵经管路与所述第一喷淋组件及所述第二喷淋组件并联，所述喷淋水泵与所述第二喷淋组件相连的管路上设有开关阀。
22.本实用新型实施例提供的冷却塔中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技
术效果之一：
23.1、采用所述高传热性淋水填料，使得该冷却塔使用过程中能有效改善气液两相的分布，减少盘间流动阻力，提高该冷却塔整体的传热效率，使得该冷却塔具有最佳的换热潜力和冷却效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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。
25.图1为本实用新型实施例提供的高传热性淋水填料的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的填料片的结构示意图；
27.图3为图2标示a的局部放大示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的冷却塔的机构示意图；
29.其中，图中各附图标记：
[0030]1‑
高传热性淋水填料、10
‑
填料片、11
‑
波形填料单体、12
‑
粘结边、111
‑
填料位、1111
‑
第一坡位、11111
‑
第一缺口、1112
‑
第二坡位、11121
‑
第二缺口、1113
‑ꢀ
破水凸起、1114
‑
背脊、1115
‑
流体通道、2
‑
塔本体、21
‑
进风口、3
‑
风机、4
‑
金属换能器、5
‑
高效收水器、6
‑
水盘、61
‑
补水口、62
‑
浮球阀、7
‑
配水系统、71
‑
第一喷淋组件、72
‑
第二喷淋组件、73
‑
喷淋水泵。
具体实施方式
[0031]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0032]
在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。
[0033]
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一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]
在本实用新型实施例中，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；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。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实用新型实施例中的具体含义。
[0035]
在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供一种高传热性淋水填料1，包括上下层叠的多张填料片10，每个所述填料片10上沿其宽度方向分别形成有粘结边12，相邻两所述填料片10之间通过相应所述粘结边12粘合连接。通常冷却塔的填料采用片状的结构，一则运输过程中可以以卷状或者片状的结构便于包装与运输；二则，在具体的铺设过程中，两两所述填料片10通过各自的所述粘结边12相互粘结牢固，安置在冷却塔内，辅助热水与空气的热交换过程。
[0036]
如图2和图3所示，所述填料片均包括复数个波形填料单体11，所述波形填料单体11由依次并排连接的填料位111构成；本实施例中，所述填料位111 的横截面呈倒v型波状结构或梯形波状结构。优选地，每一所述填料位111包括第一坡位1111和第二坡位1112，所述第一坡位1111及所述第二坡位1112上皆设有若干破水凸起1113；本实用新型的高传热性淋水填料充分利用了斜坡的合理设计，结合所述破水凸起1113的设计，实现了较大的比表面积和换热面积，增加淋水在该高传热性淋水填料1的停留时间和分布均匀性，提高了传热性能，很好地将水的热量传递给空气进行散发。
[0037]
进一步地，所述破水凸起1113沿所述填料位111的相应坡面呈等间距设置，使得该高传热性淋水填料1既形成有较大的比表面积和换热面积，同时增加水膜截流的次数，使淋水下落时不断地再分布，从而能很好地实现传热的过程。
[0038]
进一步地，所述第一坡位1111的上侧和所述第二坡位1112的上侧相互连接形成背脊1114，该背脊上开设有多个通孔。具体地，所述第一坡位1111的上侧开设有第一缺口11111，所述第二坡位1112的上侧开设有与所述第一缺口 11111一一对应的第二缺口11112，所述第一缺口11111与所述第二缺口11112 连通形成所述通孔。该结构设计可提高该高传热性淋水填料1的整体比表面积，同时能防止气液两项相在该高传热性淋水填料1发生堵塞作用，大大提升了气液两相在该高传热性淋水填料1中的传热效率。更进一步地，相邻两所述填料片10上的所述背脊1114在其中一个所述填料片10所在的平面上正投影相交设置。该结构设计提高了所述通孔的孔隙率，还从整体结构上提高了稳定性。
[0039]
进一步地，所述填料位111的所述第一坡位1111的下侧与其相邻所述填料位111的所述第二坡位1112的下侧连接，且构成流体通道1115。本实施例中，所述流体通道1115呈直线状，以利于该高传热性淋水填料1表面积与流体阻力实现良好平衡，提高冷却效率和技术经济性。
[0040]
如图1、图2和图3所示，相邻两所述填料片10上的所述通孔在其中一个所述填料片10所在的平面上正投影错开设置。具体实践中，将每层所述填料片 10从整体上看作是一个“平板”，每层所述填料片10中的所述波形填料单体 11沿“平板”的平面平铺，该“平板”的平面即为所述填料片10所在的平面，任意相邻两层所述填料片10的所述背脊1114在其中一层所述填料片10所在的平面上的正投影相垂直，使得相邻两层所述填料片10中的上层所述填料片10 的所述第一坡位1111和所述第二坡位1112的下侧边沿均搭在下层所述填料片 10的所述背脊1114上，不仅提高了该高传热性淋水填料1的所述通孔的孔隙率，还从整体结构上提高该高传热性淋水填料1的稳定性，进一步提高气液两相的传热效率。
[0041]
进一步地，所述填料片10采用耐热水的非金属材料或金属材料或复合材料制成，使得该高传热性淋水填料1耐热、耐腐蚀、抗氧化性能佳，使用寿命延长。
[0042]
在本实用新型的另一个实施例中，即采用上述所述高传热性淋水填料1的冷却塔，如图4所示，该冷却塔包括塔本体2和设于该塔本体内的风机3、金属换热器4、高效收水器5、水盘60、配水系统7和所述高传热性淋水填料1。本实施例中，所述塔本体2顶部一侧开设有进风口21，其另一侧设有所述风机3，所述高效收水器1安装于所述风机3的下方；所述塔本体2内对应所述进风口 21的一侧设有所述金属换热器4，所述塔本体2内对应所述风机21及所述高效收水器1的另一侧设有所述高传热性淋水填料；所述塔本体2的底部设有所述水盘6。该冷却塔增加所述高效收水器5后，可以杜绝冷却塔运行时，水从所述高传热性淋水填料1漂出，从风机口带出，所述高效收水器5对水分进行收纳，实现减少水的损失，大幅提升收水效果和节能效果，达到节能环保要求。
[0043]
进一步地，所述配水系统7包括第一喷淋组件71、第二喷淋组件72和喷淋水泵73；为了提高喷淋冷却的均匀性。所述第一喷淋组件71和第二喷淋组件 72均采用多个喷淋管和设于该喷淋管上的多个喷淋头构成。本实施例中，所述第一喷淋组件71安置于所述金属换热器4和所述进风口21之间，所述第二喷淋组件72安置于所述高传热性淋水填料1和所述高效收水器5之间，所述水盘 6的出口经管路连接有所述喷淋水泵73；所述喷淋水泵73经管路与所述第一喷淋组件71及所述第二喷淋组件72并联，所述喷淋水泵73与所述第二喷淋组件 72相连的管路上设有开关阀。本实用新型的冷却塔换热部件采用部分为所述金属换热器4，部分为所述高传热性淋水填料1的结构形式；较现有冷却塔技术填料在冬季运行时均有喷淋水，冬季容易结冻垮塌的问题影响顺流式和横流式冷却塔的使用；及逆流式冷却塔由于无pvc填料，在冬季严寒地区应用可以克服填料结冻的问题，但是换热器全部为金属材质，因此成本大大增高，因此该冷却塔既可克服顺流式及横流式密闭冷却塔中填料结冻垮塌的问题，也可克服逆流式冷却塔成本过高的问题。
[0044]
进一步地，所述水盘6经管路连接有补水口61，该补水口61与所述水盘60相连的管路上设有浮球阀62，从而实现所述水盘6的主动补水的操作。
[0045]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。