專利名稱：具有雙工作模式的冷卻塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有雙工作模式的冷卻塔，并且尤其涉及一種在石油化工、 煤化工等化工行業(yè)中使用的循環(huán)冷卻水空氣冷卻系統(tǒng)領(lǐng)域，是一種新型的節(jié)水、節(jié)能循環(huán) 水空氣冷卻裝置。
背景技術(shù)：
冷卻塔廣泛使用于石油化工、煤化工等化工行業(yè)，為各生產(chǎn)工序提供冷卻手段。 傳統(tǒng)水冷塔將熱水噴淋在填料的表面，空氣與水充分接觸，在風(fēng)機(jī)的作用下，一部分蒸發(fā)， 一部分以小液滴的形式隨風(fēng)飄散，其余循環(huán)水在冷卻后流到底部的集水槽中。因?yàn)殚_放 式運(yùn)行，在此過(guò)程中空氣中的灰塵進(jìn)入循環(huán)水中，易造成循環(huán)水的污染，冷卻后的循環(huán)水 還需要加藥、沉淀、排污，不僅造成了水資源的浪費(fèi)，還需要耗費(fèi)藥品和電能。針對(duì)這一問(wèn) 題，人們開發(fā)出了封閉式循環(huán)水冷卻塔，例如CN201104060Y，CN2672594Y, CN101093146A, CN2919169Y, CN2932272Y, CN2144287Y, CN2^4441Y等。但是這些塔的功耗比較大，特別是在 溫度較低，風(fēng)力較大時(shí)仍然同時(shí)采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的方式，從而產(chǎn)生了不必要的功耗。為了能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)功率消耗，CN10139^60A提出了一種在冬夏兩季分季節(jié)運(yùn)行 的冷卻塔，其包括溫度傳感器，根據(jù)冷卻介質(zhì)與環(huán)境溫度之間的溫度差決定采用相應(yīng)運(yùn)行 模式。然而，CN101398260A提出的冷卻塔并未全面考慮各種實(shí)際因素，因此存在使用上 的局限性，在節(jié)能方面效果不是很理想。本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提出了一種新型的具有雙工作模式的冷卻 塔及其使用方法。本實(shí)用新型的冷卻塔提供了兩種不同的工作模式，即水冷-風(fēng)冷復(fù)合工作模式， 和純風(fēng)冷工作模式。通過(guò)切換冷卻塔的工作模式，能夠根據(jù)設(shè)定的條件進(jìn)入節(jié)能工作模式 即純風(fēng)冷工作模式該實(shí)用新型可以避免冷卻塔功耗較高、不節(jié)能的弊端，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可靠 性，特別是在我國(guó)北方缺水多風(fēng)或冬季寒冷的地區(qū)如山西、陜西、內(nèi)蒙古，以及東北地區(qū)，該 實(shí)用新型有極強(qiáng)的推廣意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的上述目的是通過(guò)提出一種具有雙工作模式的冷卻塔及其使用方法 實(shí)現(xiàn)的，解決了傳統(tǒng)冷卻塔開放式運(yùn)行，在此過(guò)程中空氣中的灰塵進(jìn)入循環(huán)水中，易造成循 環(huán)水的污染，冷卻后的循環(huán)水還需要加藥、沉淀、排污，不僅造成了水資源的浪費(fèi)，還需要耗 費(fèi)藥品和大量電能的問(wèn)題；同時(shí)對(duì)封閉式循環(huán)水冷卻塔功耗比較大，特別是在溫度較低，風(fēng) 力較大時(shí)仍然同時(shí)采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的方式，不能因各種因素變化而隨之該變，未達(dá) 到節(jié)能目的問(wèn)題與以解決。所述冷卻塔包括塔體，安裝在塔體上方的風(fēng)機(jī)，噴淋水冷系統(tǒng)，用于將水平氣流轉(zhuǎn)化為垂直氣流的空氣導(dǎo)流柵，用于控制噴淋水冷系統(tǒng)開關(guān)的控制系統(tǒng)。 優(yōu)選地，所述噴淋水冷系統(tǒng)包括循環(huán)水入口，循環(huán)水出口，翅片管束，集水槽，冷卻
水循環(huán)泵，循環(huán)噴淋水管，噴淋水分布器。 優(yōu)選地，所述冷卻塔還包括擋水板。優(yōu)選地，所述冷卻塔還包括風(fēng)速傳感器。優(yōu)選地，所述冷卻塔還包括溫度傳感器。優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型還提供了一種冷卻塔的操作方法，其中所述方法包括根據(jù)設(shè)定的條件 打開或關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)，從而使冷卻塔在水冷-風(fēng)冷復(fù)合工作模式和純風(fēng)冷工作模式之 間切換。優(yōu)選地，所述方法包括當(dāng)風(fēng)速超過(guò)預(yù)定值時(shí)，關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述方法包括當(dāng)溫度低于預(yù)定值時(shí)，關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)。優(yōu)選地，當(dāng)所述風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)時(shí)，所述方法還包括根據(jù)檢測(cè)到的風(fēng)速和/或根 據(jù)循環(huán)水出口處的水溫，調(diào)節(jié)變頻風(fēng)機(jī)的頻率。

圖1為循環(huán)水空氣冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記列表1.風(fēng)機(jī)；2.頂端收水器；3.噴淋水分布器；4.翅片管束；5.循環(huán)水出口 ；6.循環(huán) 噴淋水管；7.循環(huán)水入口 ；8.擋水板；9.噴淋水補(bǔ)充水口 ；10.噴淋水循環(huán)泵；11.塔體； 12.空氣導(dǎo)流柵；13.集水槽。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖1描繪了本實(shí)用新型的冷卻塔的示意性的主體結(jié)構(gòu)圖。其中冷卻塔包括塔體 11，安裝在塔體上方的風(fēng)機(jī)1，噴淋水冷系統(tǒng)，用于將水平氣流轉(zhuǎn)化為垂直氣流的空氣導(dǎo)流 柵12，用于控制噴淋水冷系統(tǒng)開關(guān)的控制系統(tǒng)(圖中未示出)。所述噴淋水冷系統(tǒng)包括循環(huán)水入口 7，循環(huán)水出口 5，翅片管束4，集水槽13，冷卻 水循環(huán)泵10，循環(huán)噴淋浴水管6，噴淋水分布器3。其中，循環(huán)水也就是需要被冷卻的介質(zhì)，翅片管束4為散熱片結(jié)構(gòu)，噴淋水為用于 冷卻循環(huán)水的冷卻介質(zhì)。噴淋水冷系統(tǒng)的工作原理為需要被冷卻的循環(huán)水從入口 7進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，經(jīng)過(guò) 盤曲的循環(huán)水通道從出口 5排出。在這一過(guò)程中，循環(huán)水通過(guò)翅片管束4釋放熱量。同時(shí) 噴淋水由噴淋水分布器3噴射到翅片管束4，從翅片管束4帶有熱量，并進(jìn)一步下落到冷卻 塔底部的集水槽13。集水槽13左下角安裝著帶有濾網(wǎng)的噴淋水循環(huán)泵10。集水槽13中 的水經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾之后被泵10經(jīng)由循環(huán)噴淋水管6抽送到噴淋水分布器3，從而實(shí)現(xiàn)冷卻 介質(zhì)的循環(huán)。此外，本實(shí)用新型的冷卻塔還包括擋水板8。擋水板8設(shè)置在空氣導(dǎo)流柵12上方， 以防止噴淋下來(lái)的冷卻水從空氣導(dǎo)流柵12流出，從而避免噴淋冷卻水的浪費(fèi)。[0028]冷卻塔還包括空氣導(dǎo)流柵12，空氣導(dǎo)流柵12具有可調(diào)節(jié)的角度，可以將來(lái)自塔體 側(cè)面的橫向風(fēng)轉(zhuǎn)化為縱向風(fēng)，從而減少風(fēng)機(jī)的能耗。本實(shí)用新型的冷卻塔還包括設(shè)置在噴淋水分布器3和風(fēng)機(jī)1之間的收水器2，和設(shè) 置在集水槽13中的噴淋水補(bǔ)充水口 9。收水器2能夠?qū)⑺魵饽Y(jié)，然后將其返回到集水 槽13。隨著冷卻塔的運(yùn)行，消耗的水可通過(guò)噴淋水補(bǔ)充水口 9加以補(bǔ)充。此外，雖然在圖中未明確示出，但本實(shí)用新型的冷卻塔還可包括風(fēng)速傳感器和/ 或溫度傳感器。風(fēng)速傳感器和/或溫度傳感器可以與冷卻塔集成為一體，也可以是一個(gè)獨(dú) 立的器件，它們可將檢測(cè)到的風(fēng)速數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)通過(guò)當(dāng)前已知的各種方式(例如通 過(guò)數(shù)據(jù)線方式，或無(wú)線方式)傳送到冷卻塔的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過(guò)分析上述風(fēng)速數(shù) 據(jù)和溫度數(shù)據(jù)來(lái)控制噴淋水冷系統(tǒng)的開和關(guān)。下面來(lái)具體地分析本實(shí)用新型的冷卻塔的操作方法。所述控制系統(tǒng)例如可以包括 存儲(chǔ)單元，處理單元。處理單元將接受到的風(fēng)速數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單 元中的風(fēng)速設(shè)定值和溫度設(shè)定值進(jìn)行比較分析。例如，假設(shè)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元中的風(fēng)速設(shè)定值為6m/s(對(duì)應(yīng)風(fēng)級(jí)為約4級(jí))，那么如 果風(fēng)速傳感器檢測(cè)到的風(fēng)速大于6m/s，則控制系統(tǒng)關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)，從而當(dāng)前的冷卻塔 處于純風(fēng)冷工作模式。否則，則打開噴淋水冷卻系統(tǒng)，使冷卻塔處于水冷-風(fēng)冷復(fù)合工作模 式。再例如，假設(shè)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元中的溫度設(shè)定值為15C，如果溫度傳感器檢測(cè)到的溫 度數(shù)值小于15C，則控制系統(tǒng)關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)，從而當(dāng)前的冷卻塔處于純風(fēng)冷工作模式。 否則，則打開噴淋水冷系統(tǒng)，使冷卻塔處于水冷-風(fēng)冷復(fù)合工作模式。此外，本實(shí)用新型的冷卻塔的控制還可以通過(guò)測(cè)定日平均溫度和/或日平均風(fēng)速 的方式執(zhí)行。例如在北方地區(qū)，冬季、初春和深秋溫度變低，風(fēng)力變大。此時(shí)，可以例如在一天之 中每個(gè)2小時(shí)測(cè)定一次風(fēng)速和/或溫度，處理器將一天M小時(shí)之內(nèi)測(cè)得的12個(gè)風(fēng)速數(shù)據(jù) 和/或12個(gè)溫度數(shù)據(jù)計(jì)算求得平均值，再與存儲(chǔ)器中預(yù)先儲(chǔ)存的設(shè)置值進(jìn)行比較，根據(jù)比 較結(jié)果確定開啟或是關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)，從而建立不同的冷卻塔工作模式。該計(jì)算比較過(guò) 程與上文所述的例子類似，此處不再贅述。此外，風(fēng)機(jī)1可以是變頻風(fēng)機(jī)，其可以根據(jù)測(cè)得的風(fēng)速數(shù)值調(diào)節(jié)功率，例如風(fēng)速較 低時(shí)，提高風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速，而風(fēng)速較高時(shí)，調(diào)低風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速或?qū)L(fēng)機(jī)1關(guān)閉。變頻風(fēng)機(jī)還 可以根據(jù)在循環(huán)水出口 5處設(shè)置的第二溫度傳感器檢測(cè)得到的循環(huán)水溫度值，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng) 速，風(fēng)速可調(diào)控范圍為8 lOm/s，從而進(jìn)一步優(yōu)化冷卻塔的能量利用效率。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為本實(shí)用新型使用兩種運(yùn)行模式，在最大 程度上節(jié)省水資源，并加裝變頻風(fēng)機(jī)和空氣導(dǎo)流柵，節(jié)能減排。由于循環(huán)使用的冷卻水溫度 較低，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢等現(xiàn)象，因此在集水槽中不需要加入沉淀藥劑，加入少量抗菌劑，防止 微生物的繁殖即可。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明與傳統(tǒng)的水冷塔相比，本實(shí)用新型在不增加能耗的基礎(chǔ) 上，全年平均節(jié)約用水90 %，與蒸發(fā)式冷卻器相比，節(jié)水50 %，節(jié)能50 %。并且本實(shí)用新型 的冷卻塔相對(duì)于傳統(tǒng)的冷卻塔能夠更有效地節(jié)約能源，優(yōu)化整個(gè)冷卻系統(tǒng)的性能。以上已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作出了詳細(xì)的描述。然而，以上的說(shuō)明僅 僅是用來(lái)解釋本實(shí)用新型的原理并且給出示例性的實(shí)施方式，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的研讀，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍 的情況下，對(duì)本實(shí)用新型作出各種修改和變形。所有這些修改和變形都應(yīng)當(dāng)落入由權(quán)利要 求定義的本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有雙工作模式的冷卻塔，其特征在于，所述冷卻塔包括塔體(11)；安裝在塔體上方的風(fēng)機(jī)(1)；噴淋水冷系統(tǒng)；用于將水平氣流轉(zhuǎn)化為垂直氣流的空氣導(dǎo)流柵(12)；和用于控制噴淋水冷系統(tǒng)開關(guān)的控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻塔，其特征在于，其中所述噴淋水冷系統(tǒng)包括冷卻水 入口(7)，循環(huán)水出口(5)，翅片管束0)，集水槽(13)，冷卻水循環(huán)泵(10)，循環(huán)噴林水管 (6)，噴林水分布器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的冷卻塔，其特征在于，其中所述冷卻塔還包括擋水板(8)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2的冷卻塔，其特征在于，其中所述冷卻塔還包括風(fēng)速傳感器 和/或溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻塔，其特征在于，其中所述控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)存單元和處理單 元，儲(chǔ)存單元用于儲(chǔ)存預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值，處理單元用于將接收到的參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的 參數(shù)值進(jìn)行比較處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻塔，其特征在于，其中所述風(fēng)機(jī)(1)為變頻風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的冷卻塔，其特征在于，其中循環(huán)水出口( 處設(shè)置有第二溫度傳感 器，所述變頻風(fēng)機(jī)(1)可根據(jù)第二溫度傳感器檢測(cè)到的冷卻水溫度值和/或風(fēng)速傳感器檢 測(cè)到的風(fēng)速值自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻風(fēng)機(jī)的風(fēng)速。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種具有雙工作模式的冷卻塔。所述冷卻塔包括塔體，安裝在塔體上方的風(fēng)機(jī)，噴淋水冷系統(tǒng)，用于將水平氣流轉(zhuǎn)化為垂直氣流的空氣導(dǎo)流柵，用于控制噴淋水冷系統(tǒng)開關(guān)的控制系統(tǒng)。所述冷卻塔操作方法包括根據(jù)設(shè)定的條件打開或關(guān)閉噴淋水冷系統(tǒng)，從而使冷卻塔在水冷-風(fēng)冷復(fù)合工作模式和純風(fēng)冷工作模式之間切換。
文檔編號(hào)F28D1/04GK201885605SQ20102000083
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者卓永, 王明坤, 甘曉雁, 章剛 申請(qǐng)人:北京航天萬(wàn)源煤化工工程技術(shù)有限公司