CN201653181U - 防冻型闭式冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防冻型闭式冷却塔，包括冷却塔壳体、用于冷却的风机、水冷喷淋装置、盘管式散热器以及冷却水槽，所述盘管式散热器由若干组水平排列的弓字形冷却盘管组成，所述弓字形冷却盘管竖直设置，每根弓字形冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列，每组弓字形冷却盘管的进水口与一根分水管相连，分水管上设有排水阀，并与闭式冷却塔的进水管相连，每组弓字形冷却盘管的回水口与一根汇水管相连，汇水管上设有排气阀，并与闭式冷却塔的回水管相连。本实用新型的盘管式散热器的排水彻底效果好，可有效防止冬季结冰而爆裂，且不增加使用维护成本，其结构简单，制造方便，适用于冶金、铸造、制冷等领域的冷却。

Description

防冻型闭式冷却塔

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，具体是涉及一种用于冶金、铸造、制冷等设备的冷却的闭式冷却塔。

背景技术

目前，用于冶金、铸造、制冷等领域的采用流体换热方式的冷却塔主要分为开式冷却塔和闭式冷却塔，开式冷却塔由于其循环水容易被污染，造成管道和冷却***内结垢，从而减低冷却效率；另外，开式冷却塔中的填料易风化，需要经常更换，因此，其运行维护成本较高。而闭式冷却塔是采用软水（蒸馏水）作循环冷却水，其不与空气接触，也不需要专门的水池，其运行维护成本低，使用寿命长，因此，得到了广泛的应用。

现有的闭式冷却塔一般包括一个壳体，在壳体内中部设置盘管式散热器，壳体的底部为冷却水槽，壳体的顶部设置冷却用的风机，在风机和盘管式散热器之间设置喷淋装置，冷却水槽通过喷淋水泵与喷淋装置相连，工作流体（软水）用一个循环水泵送入盘管式散热器的进水口，工作流体在通过散热器的盘管时将热量传递给盘管，然后从散热器的回水口流出，继续对热源进行冷却。而散热器盘管的热量一方面通过辐射散发，另一方面，通过冷却塔顶部的风机进行强制性风冷，由于在冷却塔的侧面位于散热器下方处设有进风栅格，而顶部的风机将热空气向外抽出，冷却塔外的冷空气在负压作用下通过进风栅格进入到冷却塔内，并快速通过散热器盘管将盘管表面的热量带走，变热的空气从冷却塔顶部排出，从而达到冷却散热的效果。当气温偏高时，单纯的风冷无法满足散热的需要，可启动喷淋水泵，将冷却水槽内的冷却水通过喷淋装置喷淋到散热器盘管上，进行强制性水冷。

但是上述闭式冷却塔存在一个问题，当环境温度降低到零下时，如果闭式冷却塔停止使用超过一定时间，散热器盘管内的工作流体会结冰，从而导致盘管的爆裂，人们一般通过自然排水、加防冻液和电加热三种方式来解决上述问题。然而，现有的弓字形冷却盘管的横向直管均为水平设置，也就是说所有的横向直管是平行布置的，因此，冷却盘管内的工作流体很难完全排出，因此其防结冰效果不理想；而添加防冻液不仅增加成本，而且好多防冻液有毒性，且挥发性较强，因而容易对环境造成污染；采用电加热方式的闭式冷却塔的典型结构如同中国专利文献上公开的“一种闭式冷却塔”，其公开号为CN101093148A，整个冷却塔包括辅机部分、主冷却***，辅机部分由软水箱、软水补充装置、设置在软水箱上的电控箱组成，主冷却***则包括壳体、设置在所述的壳体内顶部的多个风机、设置在风机正下方的收水器、设置在收水器下方的喷淋分水***、设置在所述的壳体内底部的集水槽、设置在喷淋分水***下方的冷却盘管，在壳体上还开设有进风窗，软水箱与冷却盘管相连通，软水箱与冷却盘管之间设置有循环泵，软水箱内设置有软水箱加热装置。该闭式冷却塔通过在软水箱内设置软水箱加热装置来解决冷却盘管的结冰爆裂问题，但电加热方式需消耗大量的电能，从而增加使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有结构的闭式冷却塔存在的冷却盘管防冻裂效果不理想、或防冻裂的维护成本较高等问题，提供一种结构简单、性能可靠、可通过自然排水方式实现防冻裂的闭式冷却塔。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种防冻型闭式冷却塔，包括冷却塔壳体、设于冷却塔壳体顶部用于冷却的风机、设于风机下面的水冷喷淋装置、设于水冷喷淋装置下面的盘管式散热器以及设于冷却塔壳体底部的冷却水槽，所述盘管式散热器由若干组水平排列的弓字形冷却盘管组成，所述冷却水槽通过喷淋水泵与水冷喷淋装置相连，所述弓字形冷却盘管竖直设置，其下端开口为进水口，上端开口为回水口，每根弓字形冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列，每组弓字形冷却盘管的进水口与一根分水管相连，分水管上设有排水阀，并与闭式冷却塔的进水管相连，每组弓字形冷却盘管的回水口与一根汇水管相连，汇水管上设有排气阀，并与闭式冷却塔的回水管相连。为了降低维护和使用成本，本实用新型是通过自然排水方式实现冷却盘管的防冻裂目的的，由于冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列，因此，整个冷却盘管内从上端的回水口到下端的进水口之间均有一个高度落差，从而可确保冷却盘管内的工作流体在重力作用下会自然流出，冷却盘管内无法积留工作流体，因此能有效地解决冷却盘管在冬季因结冰而爆裂的问题。设置在分水管上的排水阀可用于冷却盘管内的的工作流体的排放，而设于汇水管上排气阀则可避免冷却盘管在排水时出现管内真空，有利于冷却盘管内的工作流体的快速排放。

作为优选，所述弓字形冷却盘管的横向直管与水平面的夹角为1°~15°；作为进一步的优选，所述弓字形冷却盘管的横向直管与水平面的夹角为3°~10°，在确保冷却盘管内的工作流体能完全排空的前提下，尽量减小弓字形冷却盘管的外型尺寸，同时方便弓字形冷却盘管安装时的角度调整。

作为优选，所述盘管式散热器上设有水平尺，盘管式散热器的底部设有可调型垫脚。从而方便盘管式散热器的安装调试，确保冷却盘管的安装角度。

作为优选，所述弓字形冷却盘管的相邻横向直管之间通过半圆形接头连接，所述半圆形接头的轴心线半径为20mm~45mm。从而有利于减小冷却盘管内的工作流体的流动阻力，降低冷却塔工作时的功耗，使工作流体的排放更为顺畅，同时尽量减小弓字形冷却盘管的外型尺寸。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：（1）排水彻底效果好，不增加使用维护成本；（2）结构简单，制造方便，适合批量生产。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的弓字形冷却盘管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

在图1、图2所示的实施例中，本实用新型的一种防冻型闭式冷却塔，其基本构造与现有的闭式冷却塔相同，主要有一个冷却塔主体9和一个循环水箱10构成，循环水箱主要用于为工作流体提供动力，其上部的进水管7与需冷却设备11相连接，以输入变热的工作流体，其下部设有一个循环水泵101，以便将循环水箱内的工作流体送入冷却塔主体进行冷却散热。所述的冷却塔主体包括一个冷却塔壳体1，在冷却塔壳体的顶部设置用于冷却的一组风机2，风机可将冷却塔内的热空气向外抽出以散发热量，在风机的下面设有水冷喷淋装置3，该水冷喷淋装置包括水平的喷淋水管31以及等间距地设于喷淋水管下的若干喷头32，其数量可根据散热量的需求确定，在风机和水冷喷淋装置之间还设有除水器12，冷却塔壳体底部为冷却水槽5，冷却水槽通过喷淋水泵6与水冷喷淋装置的喷淋水管相连，在水冷喷淋装置下面设有盘管式散热器4，该盘管式散热器由若干组水平排列的弓字形冷却盘管41组成，其数量同样可根据散热量的需求确定，弓字形冷却盘管竖直设置，其管道采用铜材制成，以有利于传热，并固定在PVC制成的支架49上，弓字形冷却盘管的下端开口为进水口411，上端开口为回水口412，其管道内工作流体的流向是从下端的进水口进入，从上端的回水口流出，以有利于提高工作流体流动的平稳性，弓字形冷却盘管上的每根横向直管413从进水端至出水端均呈斜向上排列，其与水平面的夹角为5°，从而使相邻两根横向直管之间形成10°的夹角，相邻两根横向直管之间通过半圆形接头48连接，半圆形接头的轴心线半径为30mm。为方便盘管式散热器的安装调试，在盘管式散热器的顶部设置一个水平尺46，并在其底部相应地设置螺旋式可调型垫脚47。每组弓字形冷却盘管的进水口与一根分水管42相连，分水管上设置一个排水阀44，并通过一个进水口阀门14与循环水泵的出口端相连，每组弓字形冷却盘管的回水口与一根汇水管43相连，汇水管上设有排气阀45，并通过一个出水口阀门15与冷却塔的回水管8相连，回水管与需冷却设备相连接，以便为需冷却设备提供冷却后的工作流体进行冷却。另外，在冷却塔壳体的侧壁上设置进风栅格13，进风栅格的高度位于盘管式散热器与底部的冷却水槽之间。

本实用新型中的盘管式散热器在安装时，可通过观察其顶部的水平尺，并相应地调整其底部的螺旋式可调型垫脚，从而确保其水平度，进而确保弓字形冷却盘管的横向直管与水平面具有5°的夹角。本实用新型的工作流体采用的是软水（蒸馏水），在运行时，通过循环水泵使工作流体在封闭的管道内循环流动，来自需冷却设备的工作流体通过循环水泵以及进水口阀门后被送入分水管，然后工作流体进入盘管式散热器的各组弓字形冷却盘管下部的进水口，并从弓字形冷却盘管上部的回水口流出后汇集到汇水管中，在经过出水口阀门后重新流回需冷却设备进行冷却。工作流体在经过盘管式散热器时将热量传递给铜质的弓字形冷却盘管，弓字形冷却盘管一方面通过辐射散发热量，另一方面，借助于风机的作用，大量的冷空气从冷却塔壳体侧壁的进风栅格进入到冷却塔壳体内，在快速流经弓字形冷却盘管时将其表面的热量带走，变热的空气在风机的作用下从冷却塔壳体的顶部排出。如果环境温度较高，单纯依靠风冷无法达到冷却效果时，可启动喷淋水泵，冷却水槽内的冷却水在喷淋水泵的作用下通过喷淋装置的喷淋水管从喷头中喷出，冷却水在喷淋到其下方的弓字形冷却盘管时，一部分冷却水变成蒸汽后上升，在经过除水器时，其中的大部分水汽变成水滴重新滴回到冷却水槽内，脱水后的热气在风机的作用下从冷却塔壳体的顶部排出；喷淋到弓字形冷却盘管上其余的冷却水在吸收了热量后滴落到下方的冷却水槽内，从而使弓字形冷却盘管得到充分的冷却，进而实现对需冷却设备的冷却。当冬季气温低于零度时，如果闭式冷却塔需停止运行一段时间，为了避免工作流体结冰而使弓字形冷却盘管爆裂，只需先关闭进水口阀门和出水口阀门，然后打开分水管上的排水阀，并同时打开汇水管上的排气阀，弓字形冷却盘管内的工作流体在其自身重力的作用下从排水阀中排出，由于弓字形冷却盘管的横向直管倾斜设置，因此其内部的工作流体可顺着倾斜的管道快速顺畅地全部排出，从而彻底解决因工作流体结冰而导致冷却盘管爆裂的问题。当关闭排水阀和排气阀，并打开进水口阀门和出水口阀门后，即可恢复工作流体的循环流动，使冷却塔重新正常运行。

Claims (6)

1.一种防冻型闭式冷却塔，包括冷却塔壳体（1）、设于冷却塔壳体顶部用于冷却的风机（2）、设于风机下面的水冷喷淋装置（3）、设于水冷喷淋装置下面的盘管式散热器（4）以及设于冷却塔壳体底部的冷却水槽（5），所述盘管式散热器由若干组水平排列的弓字形冷却盘管组成，所述冷却水槽通过喷淋水泵（6）与水冷喷淋装置相连，其特征是，所述弓字形冷却盘管（41）竖直设置，其下端开口为进水口（411），上端开口为回水口（412），每根弓字形冷却盘管的横向直管（413）从进水端至出水端均呈斜向上排列，每组弓字形冷却盘管的进水口与一根分水管（42）相连，分水管上设有排水阀（44），并与闭式冷却塔的进水管（7）相连，每组弓字形冷却盘管的回水口与一根汇水管（43）相连，汇水管上设有排气阀（45），并与闭式冷却塔的回水管（8）相连。

2.根据权利要求1所述的防冻型闭式冷却塔，其特征是，所述弓字形冷却盘管的横向直管与水平面的夹角为1°～15°。

3.根据权利要求1所述的防冻型闭式冷却塔，其特征是，所述弓字形冷却盘管的横向直管与水平面的夹角为3°～10°。

4.根据权利要求1所述的防冻型闭式冷却塔，其特征是，所述盘管式散热器上设有水平尺（46），盘管式散热器的底部设有可调型垫脚（47）。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的防冻型闭式冷却塔，其特征是，所述弓字形冷却盘管的相邻横向直管之间通过半圆形接头（48）连接。

6.根据权利要求5所述的防冻型闭式冷却塔，其特征是，所述半圆形接头的轴心线半径为20mm～45mm。