一种横流间接蒸发开式冷却塔的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发冷却和热交换产品领域，具体涉及到一种采用交叉横流热交换模式的气液热交换器的横流间接蒸发开式冷却塔。


背景技术：

2.露点型间接蒸发冷却是通过在相互隔离的换热器的一个空间内利用空气和水接触进行传热和传质产生冷风和冷水，然后和换热器另外一个空间内的环境空气通过换热器壁进行显热交换，然后在填料表面进行直接蒸发获取冷风或冷水的过程。露点型间接蒸发冷却过程可通过蒸发冷却换热器或气液热交换器先对空气进行降温，然后再进行直接蒸发冷却获取冷风和冷水，气液热交换器的热交换方式采用这个过程产生的部分冷水作为冷源。
3.目前主流的露点型间接蒸发冷却设备，采用逆流方式设计，预冷换热器主要是管式蒸发冷却换热器和管片式换热器，体积庞大笨重且处理能力低。


技术实现要素：

4.为了克服现有产品和技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种采用交叉横流热交换模式的气液热交换器的横流间接蒸发开式冷却塔，所述间接蒸发开式冷却塔的预冷换热器位于填料外面，冷却塔工作时，预冷循环水从水箱通过水泵流入气液热交换器，与从换热器内部间隙流过的空气进行热交换，然后流入布水器，通过布水喷头流入填料被冷却后通过接水盘流入水箱；所述气液热交换器工作时内部水流与空气流动方向为90度交叉横流模式，内部水流温度沿流动方向由冷至热形成梯度分布，这样从换热器上部流出的水和流经的空气温度都较高，可提升填料上部水蒸发量和冷塔处理能力，同时因为从下部区域流过的空气被降低至更低温度，从而湿球温度大幅降低，可降低冷却塔的出水温度。
5.本实用新型可实现气液热交换器、流入的空气、填料内的空气和水的温度整体从下至上温度由冷至热呈梯度分布，可同时提升上部的蒸发效率、冷却塔冷却能力和降低下部出水温度。该横流间接蒸发冷却开式塔不但具备横流开式冷却塔冷却能力高的优势，同时拥有间接蒸发开式冷却塔出水温度低的优点。
6.本实用新型实施案例的技术方案如下：
7.一种横流间接蒸发开式冷却塔，所述横流间接蒸发开式冷却塔包括气液热交换器、冷却水入水口、布水器、填料、风机、接水盘、水箱、循环水泵、冷却水出水口以及冷却塔外壳；所述气液热交换器位于所述冷却塔外壳的进风口处，所述气液热交换器的下部位置的入水口通过水管与所述循环水泵的出水口连接，所述循环水泵的入水口通过水管与所述水箱连接，所述气液热交换器的顶部位置的出水口通过水管与所述布水器连接，所述冷却水入水口连接所述布水器，所述填料位于所述布水器的下方，所述接水盘位于所述填料的下方，所述水箱位于所述接水盘的下方，所述风机位于所述冷却塔外壳的顶部的出风口处；所述气液热交换器内部的换热支管的水流通道从下往上为单流程，内部水流方向与所述气
液热交换器换热器的间隙空气流动方向呈90度交叉角度。
8.优选地，所述气液热交换器为管片式热交换器，所述管片式热交换器包括分液管和集液管，所述分液管位于所述管片式热交换器的下部，所述集液管位于所述管片式热交换器的上部。
9.优选地，所述气液热交换器为平行流换热器。
10.优选地，所述气液热交换器为波纹板管平行流换热器。
11.优选地，所述波纹板管平行流换热器包含若干个波纹板管和上集流管、下集流管，所述波纹板管的外壁在外部空气流动方向上呈波纹状，所述波纹板管内部具有多个互相隔离的内部管道，所述内部管道与所述上集流管、所述下集流管相连通形成液体流动通道，多个所述波纹板管之间形成空气流动通道。
12.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
13.换热器工作时，液体在波纹板管内部空间流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换；波纹板管外壁在水平空气流动方向呈波纹状，使得空气与波纹板管接触换热面积更大、风行程更长、风速更慢，换热更充分；波纹状的外表面可保证换热能力和热交换效率达到设计要求；上集流管、下集流管和波纹板管内部空间形成液体流动通道，可根据液体温度来设置隔板个数形成单流程或多流程，达到换热效率要求；
14.预冷循环水从换热器下部进入，在板管内部液体通道流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换，从上部流出时被空气加热变为热水，然后与通过入水口进入的冷却水混合后流入布水器，然后通过布水喷头流入填料被冷却后通过接水盘流入水箱；
15.其可实现平行流换热器、平行流入的空气、填料内的空气和水的温度整体从下至上温度由冷至热呈梯度分布，可同时提升上部的蒸发效率、冷却塔冷却能力和降低下部出水温度。该横流间接蒸发冷却开式塔不但具备横流开式冷却塔冷却能力高的优势，同时拥有间接蒸发开式冷却塔出水温度低的优点。
附图说明
16.图1为本实用新型中的波纹板管平行流换热器的波纹板管的排列立体示意图一；
17.图2为本实用新型中的波纹板管平行流换热器的正面竖直截面示意图；
18.图3为本实用新型中的波纹板管平行流换热器中的波纹板管的结构示意图；
19.图4为本实用新型中的横流间接蒸发开式冷却塔的结构示意图；
20.图5为本实用新型中的管片式热交换器的结构示意图；
21.10、波纹板管；11、内部管道；20、上集流管；30、下集流管；a/a、外部空气流动方向；41、集液管；42、分液管；43、翅片组；50、气液热交换器、51循环水泵；52、布水器；53、填料；54、接水盘；55、水箱；56、风机；57、冷却塔外壳、58、冷却水入水口；59、冷却水出水口。
具体实施方式
22.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
25.如图4所示，图4为本实用新型中的横流间接蒸发开式冷却塔的结构示意图；其包括气液热交换器50、冷却水入水口58、布水器52、填料53、风机56、接水盘54、水箱55、循环水泵51、冷却水出水口59以及冷却塔外壳57，气液热交换器50位于冷却塔外壳57的进风口处，气液热交换器的下部位的入口通过水管与循环水泵的出水口连接，循环水泵的入水口通过水管与水箱连接，气液热交换器的顶部位置的出水口通过水管与布水器连接，布水器通过水管与冷却水入水口连接，填料位于布水器的下方，接水盘位于填料的下方，水箱位于接水盘的下方，水箱通过水管与接水盘连接，风机位于冷却塔外壳的出风口处。气液热交换器内部的换热支管的水流通道从下往上为单流程，内部水流方向与气液热交换器换热器的间隙中的空气流动方向呈90度交叉角度。
26.外部空气经气液热交换器换热预冷后进入到填料中对温度较高的冷却水进行降温冷却，循环水泵抽取水箱中温度较低的冷却水从下部到气液热交换器中，与外部空气发生热交换，升温后从上部流出到布水器与外部温度较高的冷却水一起布淋到填料中，与预冷后的外部空气进行对流换热和蒸发降温，降温冷却后汇集到接水盘，存储到水箱中。
27.在本实用新型中，气液交换器可以为管片式热交换器，如图5所示，图5为本实用新型中的管片式热交换器的结构示意图；管片式热交换器包括分液管41、集液管42、换热管组和翅片组43，分液管位于管片式热交换器的下部，集液管位于管片式热交换器的上部，换热管组下端与分液管连通，换热管组上端与集液管连通，换热管组穿过翅片组且与翅片组呈90度交叉，管片式热交换器工作时内部水流与空气流动方向为90度交叉横流模式，循环水泵抽取水箱中温度较低的冷却水从下部到分液管中，经过换热管组从下向上流动，通过翅片组热传导与外部空气发生热交换，升温后从上部的集液管中流出到布水器与外部温度较高的冷却水一起布淋到填料中，与预冷后的外部空气进行对流换热和蒸发降温，降温冷却后汇集到接水盘，存储到水箱中。
28.管片式热交换器的内部水流沿流动方向(下到上)形成温度梯度分布，从换热器上部流出的水和流经的空气温度都较高，可提升填料上部水蒸发量和冷塔处理能力，同时因为从下部区域流过的空气被降低至更低温度，从而湿球温度大幅降低，可降低冷却塔的出水温度。
29.进一步地，气液热交换器为平行流换热器，更进一步地，气液热交换器为波纹板管平行流换热器，下面着重介绍波纹板管平行流换热器的具体结构。
30.如图2所示，图2为本实用新型中的波纹板管平行流换热器的正面竖直截面示意图；其由多个波纹板管10和上集流管20、下集流管30拼接而成，如图1所示，图1为本实用新型中的波纹板管平行流换热器的波纹板管的排列立体示意图一；波纹板管外壁在外部空气流动方向a/a上呈波纹状，a/a方向为外部空气流入波纹板管平行流换热器内的流动方向，波纹板管10内部具有多个互相隔离的内部管道11，内部管道上端与上集流管连通，内部管
道下端与下集流管连通，内部管道与上集流管、下集流管相连通形成液体流动通道，多个波纹板管之间形成空气流动通道，空气流动通道和液体流动通道进行气液换热。外部冷水从上集流管经内部管道流向下集流管，或从下集流管经内部管道流向上集流管，对于内管道的进出开口形状，在本实用新型中，如图3所示，图3为本实用新型中的波纹板管平行流换热器中的波纹板管的结构示意图，内部管道的进出开口形状优选为圆形，也可以如椭圆形、方形等，只要能导通流通即可，不管方形还是圆形，只要形状一致且规则均可，只需满足以下排列规则即可：内部管道的进出开口的中心点依次连接起来的线段呈直线或波纹线，这样就实现了波纹板管的外壁在空气的流动方向呈波纹状，使得外部空气与波纹板管外壁接触呈波纹行进路径，进而增大了外部空气与波纹板管的接触面积和接触时间，提高了外部空气与波纹板管的换热效率。
31.波纹板管平行流换热器在使用时，液体在波纹板管内部空间流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换；波纹状的外表面可保证换热能力和热交换效率达到设计要求。
32.在波纹板管平行流换热器设置为单流程时，冷却塔工作时，预冷循环水从换热器下部进入，在板管内部液体通道流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换，从上部流出时被空气加热变为热水，然后与通过入水口进入的冷却水混合后流入布水器，然后通过布水喷头流入填料被冷却后通过接水盘流入水箱。
33.预冷循环水从下部进入，上部出去的方式可实现平行流换热器、平行流入的空气、填料内的空气和水的温度整体从下至上温度由冷至热呈梯度分布，上部温度高可提升填料上部布淋水的蒸发效率进而提高冷却塔额冷却能力、降低填料下部出水温度。
34.由于预冷循环水位横流方式，其在水平方向上比逆流方式的冷却塔所需要的面积更小，同时逆流方式采取的预冷换热器主要是管式蒸发冷却换热器和管片式换热器，管式蒸发冷却换热器体积笨重庞大，处理能力低，在南方地区基本无推广价值。而本实用新型采取的是横流方式的波纹板管平行流换热器，其通过设计波纹状的板管外壁，增大了外部空气与换热器的接触面积和接触时间，提高了换热效率。该横流间接蒸发冷却开式塔不但具备横流开式冷却塔冷却能力高的优势，同时拥有间接蒸发开式冷却塔出水温度低的优点。
35.本实用新型的有益效果在于：换热器工作时，液体在波纹板管内部空间流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换；波纹板管外壁在水平空气流动方向呈波纹状，使得空气与波纹板管接触换热面积更大、风行程更长、风速更慢，换热更充分；波纹状的外表面可保证换热能力和热交换效率达到设计要求；上集流管、下集流管和波纹板管内部空间形成液体流动通道，可根据液体温度来设置隔板个数形成单流程或多流程，达到换热效率要求；
36.预冷循环水从换热器下部进入，在板管内部液体通道流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换，从上部流出时被空气加热变为热水，然后与通过入水口进入的冷却水混合后流入布水器，然后通过布水喷头流入填料被冷却后通过接水盘流入水箱；
37.其可实现平行流换热器、平行流入的空气、填料内的空气和水的温度整体从下至上温度由冷至热呈梯度分布，可同时提升上部的蒸发效率、冷却塔冷却能力和降低下部出水温度。该横流间接蒸发冷却开式塔不但具备横流开式冷却塔冷却能力高的优势，同时拥有间接蒸发开式冷却塔出水温度低的优点。
38.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
39.以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。