一种节水消雾型干湿冷却塔
技术领域
本实用新型涉及干湿式冷却塔技术领域，具体的，涉及一种可承压板式换热器和主动式高效收水器的节水消雾型冷却塔。
背景技术
传统冷却塔主要靠循环水喷淋蒸发带走热量，以达到降温冷却目的。环境冷空气进入冷却塔内，升温増湿后经冷却塔顶部的风机导引排出塔外。由于升温増湿后的空气基本呈饱和状态，排出塔外后遇冷会迅速凝结形成许多微小的液滴，这些液滴弥散在空气中，经阳光的折射作用，呈现出白色状态，被称作白雾，或“白烟”。这些水蒸发冷凝，形成白雾，一方面导致水被带走，白白的浪费；另一方面在冬季或环境温度较低时，这些白雾会使周边能见度降低，冷却塔周围形成降雨，造成道路结冰等安全隐患，严重妨碍人们生产生活。
现有的干湿式冷却塔，大多采用增加干式散热器的方式，用干式冷却来代替一部分湿式冷却的热负荷，从而降低水蒸发量，达到节水的目的。干式散热器产生的热干空气，和湿式冷却产生的湿热空气混合后排放，能大大降低不饱和度，从风筒排出后不易产生白雾或“白烟”。
现有的干湿式冷却塔采用的干式散热器主要是管式换热器(光管或翅片管)，非承压的开式水喷淋气-液正交膜式换热器等等。可承压的翅片管式换热器大多采用金属材质，在这种环境下使用，一般的金属材质易发生腐蚀堵塞，抗腐蚀的材质又往往造价高昂；开式水喷淋气-液正交膜式换热器造价相对较低，但不能承压，很难进行多程布置，在有限的空间内换热面积相对较低，换热能力不高。这些都导致干湿式冷却塔中干式冷却负荷所占比例有限，降温冷却还是以湿式冷却为主，节水效能相对有限。
现有的冷却塔收水器多采用折流板或波纹板等形式，依靠碰撞作用、惯性力等达到气液分离，来收集塔内空气夹带的水分。这种收水方式对大水滴颗粒效果很好，对极小液滴收水效率有限，对气态水更是无法收集。冷却塔收水器的收水效果还可以进一步深挖。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种节水消雾型干湿冷却塔，以解决现有技术中传统干湿冷却塔的节水性能和消雾性能较差的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种节水消雾型干湿冷却塔，具有两级干式冷却系统，包括承压式气-液板式空冷器、主动式收水器，所述承压式气-液板式空冷器内部设有第二空气流道、第二水流道，用于进行第一级干式换热；所述主动式收水器设置在冷却塔内部，所述主动式收水器包括多个第一中空板，所述第一中空板的内部设有第一冷却水流道，任意相邻的两个第一中空板之间形成第一空气流道，用于进行第二级干式换热。
进一步的，所述第一冷却水流道的入口通过水泵与集水池连通，所述第一冷却水流道的出口与二次喷淋水管连通。
进一步的，所述主动式收水器包括第一分水管、集合管以及多个第一中空板，所述第一中空板的入口端与第一分水管连接，所述第一中空板的出口端与集合管连接，所述第一分水管的进水口通过上水管与水泵连接，所述集合管的出水口与二次喷淋水管连接。
进一步的，在竖直方向上，所述第一中空板为弯折状或弯曲状的中空板结构。
进一步的，所述第一中空板包括扰流翅，所述扰流翅朝向第一空气流道中延伸。
进一步的，所述承压式气-液板式空冷器包括第二分水管、集水管以及多个第二中空板，所述第二中空板的内部设有第二水流道，任意相邻的两个第二中空板之间形成第二空气流道。
进一步的，所述第二中空板的进水端与第二分水管连接，所述第二中空板的出水端与集水管连接，所述集水管的出口与一次喷淋水管连接。
进一步的，所述第二中空板内设置多个第二水流道，任意相邻的两个第二水流道之间通过隔板间隔。
进一步的，所述冷却塔的混合室内设置导流片。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种节水消雾型干湿冷却塔具有以下优势：
本实用新型所述的一种节水消雾型干湿冷却塔，通过设置承压式气-液板式空冷器和主动式收水器，形成两级干式冷却系统，能极大地提升干湿式冷却塔干式冷却负荷占比，使得冷却塔出口空气湿度大大降低，与传统干湿冷却塔相比，节水性能和消雾性能得到大幅度提升。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中主动式收水器的俯视图；
图3为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中主动式收水器在侧视方向上的截面示意图；
图4为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中第一中空板的结构示意图；
图5为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中承压式气-液板式空冷器的结构示意图；
图6为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中承压式气-液板式空冷器内部换热通道的示意图；
图7为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中第二中空板的结构示意图；
图8为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中第一中空板的另一种结构示意图；
图9为本实用新型实施例所述的一种节水消雾型干湿冷却塔中第二中空板的另一种结构示意图。
附图标记说明：
风筒1；风机2；承压式气-液板式空冷器3；第一可调式百叶窗4；第二可调式百叶窗5；一次喷淋水管6；主动式收水器7；上水管8；水泵9；二次喷淋水管10；集水池11；第一中空板12；扰流翅121；第一空气流道13；第一冷却水流道14；进水口15；第一分水管16；出水口17；集合管18；第二分水管19；集水管20；第二空气流道21；第二水流道22；第二中空板23；导流片24；冷却塔填料25。
具体实施方式
下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的实用新型概念。然而，这些实用新型概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。同时，在本申请的附图中，空心箭头表示气态介质的流动方向，所述气态介质包括空气、水蒸气等气态物质；黑色实心箭头表示冷却水的流动方向。
此外，需要说明的是，在本申请中，经过主动式收水器7换热后形成的冷空气，仍为温度较高的空气，为了便于描述，将其与经过承压式气-液板式空冷器3换热后形成的热干空气相比而言，称其为“冷空气”。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
实施例1
在现有技术中，由于传统的干湿式冷却塔中干式冷却负荷所占比例有限，降温冷却还是以湿式冷却为主，其节水效能相对有限；同时其中的冷却塔收水器多采用折流板或波纹板等形式，依靠碰撞作用、惯性力等达到气液分离，使得其收水效果较差，从而导致冷却塔的消雾性能较差。
为了解决现有技术中传统干湿冷却塔的节水性能和消雾性能较差的问题，本实施例提出一种节水消雾型干湿冷却塔，如附图1-7所示，所述冷却塔顶部设置风筒1、风机2，所述冷却塔底部设置集水池11、第二可调式百叶窗5；
所述冷却塔具有两级干式冷却系统，包括承压式气-液板式空冷器3、主动式收水器7，所述承压式气-液板式空冷器3内部设有第二空气流道21、第二水流道22，用于对于进入冷却塔的高温冷却水进行第一级干式换热，所述承压式气-液板式空冷器3的进风端设置第一可调式百叶窗4，用于向第二空气流道21内通入外部空气，所述承压式气-液板式空冷器3的出风端与冷却塔的混合室连通，所述承压式气-液板式空冷器3的进水端用于接收高温冷却水，承压式气-液板式空冷器3的出水端延伸至冷却塔内部，并与一次喷淋水管6连接，使换热后的水喷淋至冷却塔填料25上方。
高温冷却水经过承压式气-液板式空冷器3换热，再经过一次喷淋水管6喷淋至冷却塔内部，部分液态水会蒸发形成水蒸气上升，同时会存在小液滴随水蒸气一同上升；
所述主动式收水器7设置在冷却塔内部，所述主动式收水器7包括多个第一中空板12，所述第一中空板12的内部设有第一冷却水流道14，任意相邻的两个第一中空板12之间形成第一空气流道13，即第一冷却水流道14与第一空气流道13通过第一中空板12的板壁进行间壁式换热，对于冷却塔内部形成的水蒸气进行第二级干式换热；所述第一冷却水流道14的入口通过水泵9与集水池11连通，用于将集水池11中的水输送至第一冷却水流道14中，所述第一冷却水流道14的出口与二次喷淋水管10连通，用于将换热后的水喷淋至冷却塔填料25上方。
从而在本实施例中，待冷却的水首先经过承压式气-液板式空冷器3进行干式换热，然后通过一次喷淋水管6进行喷淋，喷淋出的水与冷却塔底部进入的空气直接接触，进行湿式换热；此后，大部分喷淋水流入集水池11中，换热后的空气携带水蒸气、小液滴向上流动，并经过主动式收水器7，在收水的同时进行干式换热，一方面使得空气携带的小液滴经过碰撞作用、惯性力等达到气液分离，另一方面通过主动式收水器7的换热作用，对空气进行冷却降温，使得其中的水蒸气冷凝析出，从而将空气中携带的水蒸气也分离出来，然后经过主动式收水器7换热后形成的冷空气，与经过承压式气-液板式空冷器3换热后形成的热干空气，一同进入冷却塔混合室中混合，并通过冷却塔顶部的风筒1排出。
从而本实施例通过在冷却塔上设置承压式气-液板式空冷器3、主动式收水器7，由于二者均具有间壁式换热功能，使得在整个冷却过程中进行了两级干式换热过程，能极大的提升干湿式冷却塔干式冷却负荷占比，使得冷却塔出口空气湿度大大降低，这与传统干湿冷却塔相比，其节水性能和消雾性能得到了大幅度提升。
此外，本实施例在冷却塔混合室内设置导流片24，用于对进入混合室中的冷空气、热干空气进行导流，一方面增加了混合室内的扰流作用，有利于冷空气、热干空气在混合室内充分混合，另一方面有利于对气体流动方向进行引导，使得混合后的气体能够顺畅地排出冷却塔。
实施例2
如附图1-7所示，本实施例在实施例1的基础上，对承压式气-液板式空冷器3、主动式收水器7的具体构造进行介绍；
对于主动式收水器7而言，包括第一分水管16、集合管18以及多个第一中空板12，所述第一中空板12的内部设有第一冷却水流道14，任意相邻的两个第一中空板12之间形成第一空气流道13；对于任一个第一中空板12的第一冷却水流道14的连通结构而言，第一中空板12的入口端与第一分水管16连接，第一中空板12的出口端与集合管18连接，所述第一分水管16的进水口15通过上水管8与水泵9连接，所述集合管18的出水口17与二次喷淋水管10连接。
对于承压式气-液板式空冷器3而言，属于板式换热器，但与常规的板式换热器所不同的是，所述承压式气-液板式空冷器3包括第二分水管19、集水管20以及多个第二中空板23，所述第二中空板23的内部设有第二水流道22，任意相邻的两个第二中空板23之间形成第二空气流道21；对于任一个第二中空板23的第二水流道22的连通关系而言，所述第二中空板23的进水端与第二分水管19连接，所述第二中空板23的出水端与集水管20连接，所述第二分水管19用于对进入的高温冷却水进行分流，所述集水管20的出口与一次喷淋水管6连接。
此外，在本实施例中，所述主动式收水器7还包括支撑件等附属部件，所述承压式气-液板式空冷器3还包括壳体、支撑件等附属部件，鉴于其均为常规的部件结构，在此不进行赘述。
实施例3
如附图3-9所示，本实施例在实施例2的基础上，对第一中空板12、第二中空板23进行介绍；
对于第一中空板12而言，如附图4或附图8所示，在竖直方向上，所述第一中空板12为弯折状或弯曲状的中空板结构，即在竖直方向上，第一空气流道13、第一冷却水流道14均为弯折状或弯曲状，从而一方面有利于增大气液的换热面积，提高换热效率，另一方面增大了第一中空板12与空气中小液滴的碰撞作用，有利于提高气液分离的效率。
除此之外，所述第一中空板12的板体还包括扰流翅121，所述扰流翅121朝向第一空气流道13中延伸，进一步增大了第一中空板12与空气中小液滴的碰撞作用，提高了气液分离的效率。
对于第二中空板23而言，如附图7或附图9所示，所述第二中空板23内设置多个第二水流道22，任意相邻的两个第二水流道22之间通过隔板间隔；所述第二水流道22的横截面开口为多边形口、方形口、圆形口或异形口中的至少一种。
此外，所述第一中空板12、第二中空板23均由高分子材料制得，一方面高分子材质的密度要小于传统的金属材质的密度，有利于降低相应部件的重量，便于加工装配，另一方面，高分子材质的耐腐蚀性好，传热性性能好，不易粘接污物，从而不会产生腐蚀和堵塞的情况，使用寿命长，造价和运行维护成本低，具有广阔的工业应用前景。
实施例4
本实施例在实施例1-3任一实施例的基础上，对冷却塔的实际应用情况进行介绍；
在实际生产装配时，可以将承压式气-液板式空冷器3的第一可调式百叶窗4设置得足够大，使其具有充足的换热面积，当冬季环境温度较低时，只开启第一可调式百叶窗4，关闭第二可调式百叶窗5，这样冷却塔只在干式模式下运行，几乎完全无雾，节水率近100％；
当夏季或环境温度较高时，同时开启第一可调式百叶窗4和第二可调式百叶窗5，使下部进入冷却塔的外界空气经过冷却塔填料25，和喷淋水直接接触换热，成为湿热空气；湿热空气向上经主动式收水器7降温冷凝除湿除雾后，进入混合室；与此同时，从上部进入冷却塔的外界空气，经承压式气-液板式空冷器3换热升温后的热干空气也进入混合室；两股空气在导流片24的作用下充分混合均匀后，混合空气的相对不饱和度大大提升，然后混合空气在风机2的作用下，经风筒1排出冷却塔，以确保冷却塔在气温较高的夏季工作时，也不会出现起雾结露等现象。
同时，在该过程中要合理调节第一可调式百叶窗4、第二可调式百叶窗5的开度，分配好干湿冷却模式各自的进风量，尽可能减少湿式冷却负荷占比，以减少循环水蒸发量，达到节水目的，同时也为消雾创造有利条件。
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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
