[发明专利]空冷散热器开闭可切换空冷凉水复合式冷却塔

摘要

本发明提供了空冷散热器开闭可切换空冷凉水复合式冷却塔及运行方式，此发明结合冷却塔、闭式冷却塔和空气冷却塔的优点，充分利用水经冷却塔冷却时与空气的热交换，使空气湿度增加，吸热能力提高，而空气干球温度降低的特点，用其对空冷散热器进行冷却。通过对现有空气空冷散热器优缺点的分析，提出了一种可以根据环境气候条件和待冷却流体进出口温度来自动调节运行状态的空冷散热器，当外界环境温湿度或待冷却流体进出口温度发生变化时，本发明通过自动控制系统，分别控制雾化喷头、喷淋喷头的水流量和进风量，自动调整空冷器的运行模式，使得空冷器始终处于最经济的运行模式，相较现有的空冷散热器更加节水节电，经济性更好。

主权项

1.空冷散热器开闭可切换空冷凉水复合式冷却塔，包括冷却塔筒体、配水布水装置、空冷散热器、汇水布水装置、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、循环水泵、热负荷换热器、旁路喷淋循环水泵、自动控制装置、集水池、进、出水管道，其特征是：在自然对流通风冷却塔筒体中的波纹板布水换热蜂窝填料层，及喷淋布水装置的下风向，或飘水收水器之上的下风向，设有安装固定在支架上的，由多个空气冷却单元连接组成的空冷散热器；空冷散热器的空气冷却单元相互之间，空冷散热器的空气冷却单元，与冷却塔筒体壁之间无冷却风短路漏风通道；空冷散热器均匀分布安装固定于与自然对流通风冷却塔承重支撑连接的空冷散热器支架上；在空冷散热器的上风向，设有与旁路喷淋循环水泵连接的喷淋蒸发装置；旁路喷淋循环水泵从集水池抽取旁路加湿循环水，通过管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置连接，通过自动控制装置控制喷淋蒸发装置淋水；或在空冷散热器的上风向，设有与旁路喷淋循环水泵连接的另一路独立喷雾加湿系统；旁路喷淋循环水泵从专设储水池抽取旁路加湿循环水，通过独立的管道控制阀门组件，与专设喷嘴矩阵连接，专设喷嘴矩阵的分布，与原有的喷淋蒸发装置的设置分布等同；通过另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴，对从波纹板布水换热蜂窝填料层喷雾；形成在自然对流通风冷却塔筒体的底层壳体内部，从上向下依次为配水布水装置、空冷散热器、汇水布水装置、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、填料层承重支撑、进风分配容腔、集水池的自然通风冷却塔架构；或形成在自然对流通风冷却塔筒体的底层壳体内部，从上向下依次为配水布水装置、空冷散热器、汇水布水装置、飘水收水器、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、填料层承重支撑、进风分配容腔、集水池的自然通风冷却塔架构；空冷散热器开闭可切换空冷凉水复合式冷却塔，分为三种运行模式：第一种：为空冷散热器直接喷淋式冷却循环的开放式运行模式，此模式为夏季运行模式：冷却循环水进水管道母管，与设置于自然对流通风冷却塔筒体内顶层的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接；管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接；或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接；其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间为开启联通状态；管道控制阀门组件，与循环水泵之间，为关闭截流状态；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态；或管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间为开启联通状态；管道控制阀门组件，与循环水泵之间，也为开启联通状态，通过调控管道控制阀门组件，实现对进入循环水泵冷却循环水温的控制；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态；冷却循环水，通过喷淋蒸发装置淋水，冷却循环水落到波纹板布水换热蜂窝填料层上，喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，直接与空冷散热器接触；或喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，通过飘水收水器收集下流；落到波纹板布水换热蜂窝填料层上的淋水，穿过波纹板布水换热蜂窝填料层的管腔表面，和上升气流换热；将冷却循环水的显热，通过蒸发转换为汽化潜热；上升气流则通过空气湿度增加，使干球温度降低，湿球温度升高实现对冷却循环水的蒸发传导降温；冷却循环水在冷却塔筒体底部的进风分配容腔内和进入的冷却风进一步换热后，落入集水池中完成冷却循环水的冷却过程；经过冷却的冷却循环水，通过开启集水池与循环水泵之间的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，实现空冷散热器冷却循环水的开放式循环；冷却风通过自然对流通风冷却塔筒体底部的进风通道，进入进风分配容腔，与下淋的冷却循环水初步接触换热，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，与沿波纹板布水换热蜂窝填料层管壁下流的冷却循环水进行逆流热交换，使空气湿度增加，对冷却循环水降温；当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的冷却循环水；夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，穿过飘水收水器，飘水收水器收集截留部分飘水，仍夹带有部分飘水的饱和湿空气冷却风继续上升，与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发；第二种：为空冷散热器封闭式冷却循环，旁路喷淋空气加湿循环的冷却运行模式，为春秋运行模式；冷却循环水进水管道母管，与设置于自然对流通风冷却塔筒体内顶层的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接；管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接；或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接；其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态；与循环水泵之间，为开启联通状态；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为开启联通状态；冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，空冷散热器经过空气冷却后，进入汇水布水装置，之后，经过空冷散热器冷却的循环水，通过与循环水泵之间开启的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，实现空冷散热器冷却循环水的封闭式冷却循环；封闭式冷却循环的管路系统上，设有水膨胀罐；旁路喷淋循环水泵，与喷淋蒸发装置之间的管道控制阀门组件，设于开启联通状态，旁路喷淋循环水泵，从集水池抽取旁路加湿循环水，旁路喷淋循环水泵的出水管道，通过与之连接的喷淋蒸发装置淋水；冷却循环水落到波纹板布水换热蜂窝填料层上，喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，直接与空冷散热器接触；或喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，通过飘水收水器收集下流；落到波纹板布水换热蜂窝填料层上的淋水，穿过波纹板布水换热蜂窝填料层的管腔表面，和上升气流换热增湿；将上升气流的显热，通过蒸发增湿转换为汽化潜热；使上升气流通过空气湿度增加，实现冷却空气干球温度的降低；旁路加湿循环水，在冷却塔筒体底部的进风分配容腔内，和进入的冷却风加湿换热后，落入集水池中，完成旁路加湿循环水对冷却风的加湿冷却过程；通过开启集水池，与旁路喷淋循环水泵之间的阀门，将旁路加湿循环水通过出水管道，泵入喷淋蒸发装置，旁路加湿循环水在对冷却风加湿降温后，落入集水池，实现旁路加湿循环水对冷却风的开放式加湿降温循环；或独立喷雾加湿水泵，连接另一路独立喷雾加湿系统；另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴分布，与原有的喷淋蒸发装置的设置分布等同；通过另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴对冷却风喷雾化水，对冷却风进行加湿，降低干球温度，提高冷却风的吸热能力，另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴喷雾形成的飘水，通过接触空冷散热器表面蒸发，提高了空冷散热器的冷却效果，实现了空冷散热器蒸发传导复合散热；冷却风通过自然对流通风冷却塔筒体底部的进风通道，进入进风分配容腔，与下淋的旁路加湿循环水初步接触换热，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，与沿波纹板布水换热蜂窝填料层管壁下流的旁路加湿循环水进行逆流热交换，使空气湿度增加；当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的旁路加湿循环水；夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，直接与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用；或当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的旁路加湿循环水；夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，与穿过飘水收水器，飘水收水器收集截留部分飘水，仍夹带有部分飘水的饱和湿空气冷却风继续上升，与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发；第三种：为空冷散热器封闭式自然对流通风冷却运行模式，为冬季运行模式：冷却循环水进水管道母管，与设置于自然对流通风冷却塔筒体内顶层的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接；管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接；或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接；其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态；与循环水泵之间，为开启联通状态；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态；冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，空冷散热器经过空气冷却后，进入汇水布水装置，之后，经过空冷散热器冷却的循环水，通过与循环水泵之间开启的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，实现空冷散热器冷却循环水的封闭式冷却循环；封闭式冷却循环的管路系统上，设有水膨胀罐；以上三种冷却运行模式可以任意切换；热循环水通过配水布水装置，等流径、等压、均匀分布配水于空冷散热器中，通过空冷散热器预冷的循环水，也以等流径、等压、均匀要求，通过汇水布水装置收集汇流循环水；经空冷散热器预冷却的循环水，通过布水控制阀门，控制喷淋蒸发装置控制喷淋水量，将水布于波纹板布水换热蜂窝填料层上，循环水在波纹板布水换热蜂窝填料层内，与上升的空气热交换冷却后，下淋于集水池；通过调控管道控制阀门组件，控制空冷散热器冷却水，与通过喷淋蒸发装置冷却水对循环水泵的供水比例，实现对各个季节对循环水泵的供水温度调控；冷却风通过自然对流通风冷却塔筒体底部的进风通道，进入进风分配容腔，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，冷却风上升，直接与空冷散热器接触，或当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，穿过飘水收水器，与空冷散热器接触，冷却风则通过空冷散热器表面加热升温，使空气的干球温度升高，空气湿度降低，使空气密度下降，增强了冷却塔筒体内外空气对流。