高效节水冷却塔
技术领域
本发明涉及冷却塔技术领域，尤其是一种高效节水冷却塔。
背景技术
冷却塔是集空气动力学、热力学、流体学等多种学科为一体的综合产物，其主要包括塔体、配置在塔体内的喷淋装置、配置在喷淋装置下方的填料以及安装在塔体顶部的风机，风机会将空气从塔体底部的进风口吸入，使空气自下而上，喷淋装置将热水喷出，热水在自上而下落入到填料中，从而利用填料增加热水与空气的接触面积，使热水主要在填料中与空气发生蒸发换热，以将热水携带的热量散发到大气中，实现冷却后的热水得以循环利用；然而现有的冷却塔在冬季时，也只能如同夏季一样采用蒸发换热，致使会出现大量的水蒸发损失，导致热水消耗量大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的冷却塔只能采用单一的蒸发换热来降低热水的温度，致使在冬季时会出现大量的水蒸发损失，出现“白雾”现象，一方面造成大量的水损失，另一面影响市容市貌污染环境，为解决上述问题，现提供一种高效节水冷却塔。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效节水冷却塔，包括塔体、风机、喷淋装置、填料组件及集水池，所述风机安装在塔体的顶端，所述填料组件安装在塔体内，并将塔体的内部分为位于上方的上腔室和位于下方的下腔室，所述喷淋装置设置在上腔室，所述集水池设置在下腔室的底部，所述塔体的底部开设有可开启或关闭的下进风口，所述下进风口和下腔室连通；
所述填料组件中沿直线方向间隔分布有若干填料板，所述填料板中具有第一通道，相邻两个填料板之间形成第二通道，所述第一通道的上开口与上腔室连通，第一通道的下开口和下腔室连通，所述塔体的两侧分别设有可开启或关闭左进风口和右进风口，所述第二通道的上开口和上腔室连通，第二通道的下开口和下腔室连通，第二通道的左侧和左进风口连通，第二通道的右侧和右进风口连通；
所述填料组件的上端左侧设有可打开或关闭第二通道上开口左侧部位的第一启闭装置，所述填料组件的上端右侧设有可打开或关闭第二通道上开口右侧部位的第二启闭装置。
本方案中通过在塔体上设置下进风口、左进风口和右进风口，并对在填料组件上设置可部分开启或关闭的第二通道，从而可根据季节的不同，调整塔体内气流的流体路，实现在夏季时，空气和热水在填料组件内完全接触，发生大量的蒸发换热，以满足热水的冷却要求，在冬季时，则可改变气流的流向，使大部分热水发生间壁换热，其余小部分的热水在填料组件的中间部位发生蒸发换热，以此可减少大量的水蒸发损失。
进一步地，所述填料组件的下端左侧设有可打开或关闭第二通道下开口左侧部位的第三启闭装置，所述填料组件的下端右侧设有可打开或关闭第二通道下开口右侧部位的第四启闭装置，所述第一启闭装置、第二启闭装置、第三启闭装置及第四启闭装置均为活动百叶窗。
进一步地，所述下进风口的外侧端部设有第五启闭装置，所述第五启闭装置为活动百叶窗。
进一步地，所述左进风口的外侧端部和右进风口的外侧端部均设有第六启闭装置，所述第六启闭装置为活动百叶窗。
进一步地，所述填料组件包括左填料模块、中间填料模块及右填料模块，所述左填料模块、中间填料模块及右填料模块相互拼接形成所述填料组件，且左填料模块的右端端部和中间填料模块的左端端部接触，中间填料模块的左端端部和右填料模块的右端端部接触。
进一步地，所述第一启闭装置位于左填料模块的上端，所述第二启闭装置位于右填料模块的上端，所述第三启闭装置位于左填料模块的下端，所述第四启闭装置位于右填料模块的下端。
进一步地，所述填料板的一侧侧面呈波浪型；从而可增加填料水和空气的接触换热面积，提高换热效果。
进一步地，所述塔体的顶端安装有风筒，所述风机安装在风筒内。
进一步地，所述喷淋装置包括位于上腔室内的热水管，所述热水管上安装有多个喷头。
进一步地，所述上腔室内位于喷淋装置的上方设有收水器；通常在塔中设里收水器来捕获向上流动的气流中的水份，以减少水损失。
本发明的有益效果是：本发明的高效节水冷却塔通过在塔体上设置下进风口、左进风口和右进风口，并对在填料组件上设置可部分开启或关闭的第二通道，从而可根据季节的不同，调整塔体内气流的流体路，实现在夏季时，空气和热水在填料组件内完全接触，发生大量的蒸发换热，以满足热水的冷却要求，在冬季时，则可改变气流的流向，使大部分热水发生间壁换热，其余小部分的热水在填料组件的中间部位发生蒸发换热，以此可减少大量的水蒸发损失，实现冷却塔的冷却性能和节水性能的同时兼顾，且结构简单，制造成本低，经济实用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明高效节水冷却塔在夏季使用时的示意图；
图2是本发明高效节水冷却塔在春秋冬季使用时的示意图；
图3是本发明高效节水冷却塔中填料组件的三维示意图；
图4是图3中A的局部放大示意图；
图5是本发明高效节水冷却塔中填料组件的俯视示意图；
图6是本发明高效节水冷却塔中填料组件的左视示意图；
图7是本发明高效节水冷却塔中填料组件内填料板的俯视示意图；
图8是本发明高效节水冷却塔中填料组件内填料板的的三维示意图。
图中：1、塔体，1-1、上腔室，1-2、下腔室，1-3、下进风口，1-4、左进风口，1-5、右进风口；
2、风机；
3、喷淋装置，3-1、热水管，3-2、喷头；
4、风筒，5、集水池；
6、填料组件，61、填料板，61-1、第一通道，62、第二通道，6-1、左填料模块，6-2、中间填料模块，6-3、右填料模块；
7、第一启闭装置，8、第二启闭装置，9、第三启闭装置，10、第四启闭装置，11、第五启闭装置，12、第六启闭装置，13、收水器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-8所示，一种高效节水冷却塔，包括塔体1、风机2、喷淋装置3、填料组件6及集水池5，所述风机2安装在塔体1的顶端，所述填料组件6安装在塔体1内，并将塔体1的内部分为位于上方的上腔室1-1和位于下方的下腔室1-2，所述喷淋装置3设置在上腔室1-1，所述集水池5设置在下腔室1-2的底部，所述塔体1的底部开设有可开启或关闭的下进风口1-3，所述下进风口1-3和下腔室1-2连通；
所述填料组件6中沿直线方向间隔分布有若干填料板61，所述填料板61中具有第一通道61-1，相邻两个填料板61之间形成第二通道62，所述第一通道61-1的上开口与上腔室1-1连通，第一通道61-1的下开口和下腔室1-2连通，所述塔体1的两侧分别设有可开启或关闭左进风口1-4和右进风口1-5，所述第二通道62的上开口和上腔室1-1连通，第二通道62的下开口和下腔室1-2连通，第二通道62的左侧和左进风口1-4连通，第二通道62的右侧和右进风口1-5连通；
所述填料组件6的上端左侧设有可打开或关闭第二通道62上开口左侧部位的第一启闭装置7，所述填料组件6的上端右侧设有可打开或关闭第二通道62上开口右侧部位的第二启闭装置8；
所述填料组件6的下端左侧设有可打开或关闭第二通道62下开口左侧部位的第三启闭装置9，所述填料组件6的下端右侧设有可打开或关闭第二通道62下开口右侧部位的第四启闭装置10。
值得注意的是本实施例中第一通道61-1可以沿竖直方向延伸，即第一通道61-1的延伸方向和塔体1的轴线平行；也可以沿倾斜方向延伸，即第一通道61-1的延伸方向和塔体1的轴线之间的夹角为锐角。
所述第一启闭装置7、第二启闭装置8、第三启闭装置9及第四启闭装置10均为活动百叶窗。
所述下进风口1-3的外侧端部设有第五启闭装置11，所述第五启闭装置11为活动百叶窗。
所述左进风口1-4的外侧端部和右进风口1-5的外侧端部均设有第六启闭装置12，所述第六启闭装置12为活动百叶窗。
本实施例中的活动百叶窗，由于不是需要频繁开启，因此，可选用手动开启或关闭的活动百叶窗。
所述填料组件6包括左填料模块6-1、中间填料模块6-2及右填料模块6-3，所述左填料模块6-1、中间填料模块6-2及右填料模块6-3相互拼接形成所述填料组件6，且左填料模块6-1的右端端部和中间填料模块6-2的左端端部接触，中间填料模块6-2的左端端部和右填料模块6-3的右端端部接触；由于冷却塔的体积通常较大，因此从安装、运输、制造等角度考虑，将填料组件6分体制造，使其由左填料模块6-1、中间填料模块6-2及右填料模块6-3三者拼接而成，可大幅度的提高安装及运输的便捷性，也可降低制造难度
所述第一启闭装置7位于左填料模块6-1的上端，所述第二启闭装置8位于右填料模块6-3的上端，所述第三启闭装置9位于左填料模块6-1的下端，所述第四启闭装置10位于右填料模块6-3的下端。
所述填料板61的一侧侧面呈波浪型；从而可增加填料水和空气的接触换热面积，提高换热效果。
所述塔体1的顶端安装有风筒4，所述风机2安装在风筒4内。
所述喷淋装置3包括位于上腔室1-1内的热水管3-1，所述热水管3-1上安装有多个喷头3-2。
所述上腔室1-1内位于喷淋装置3的上方设有收水器13；利用在塔体1中设置收水器13来捕获向上流动的气流中的水份，以减少水损失。
本实施例中的高效节水冷却塔工作原理如下：
一、夏季时，由于环境温度较高，为了满足冷却塔的换热需求，循环水需要蒸发换热，具体过程为：
打开第五启闭装置11，使塔体1的下进风口1-3处于打开状态；关闭第六启闭装置12，使塔体1的左进风口1-4和右进风口1-5处于关闭状态，阻断此处的气流流通；打开第一启闭装置7、第二启闭装置8、第三启闭装置9及第四启闭装置10，使填料组件6中的第二通道62处于完全开启状态；
在风机2的作用下，外界空气从塔体1的下进风口1-3进入下腔室1-2，产生的气流自下而上流动，喷淋装置3喷出的热水自上而下流动，气流和热水均可大量经过填料组件6的第一通道61-1和第二通道62，第一通道61-1和第二通道62内的热水和气流均完全直接接触，发生大量的蒸发换热，以此满足热水的冷却要求，确保冷却塔的冷却性能；
冷却后的热水从填料组件6中落入下方的集水池5中，并可通向需求冷却水的工业装置。
二、春秋冬季时，环境温度较低，采用间壁式的对流换热即可实现冷却塔的换热需求，具体过程为：
关闭第五启闭装置11，使塔体1的下进风口1-3处于关闭状态，阻断此处的气流流通；开启第六启闭装置12，使塔体1的左进风口1-4和右进风口1-5处于关闭状态；打开第一启闭装置7、第二启闭装置8、第三启闭装置9及第四启闭装置10，使填料组件6中的第二通道62的左端和右端处于封闭状态，即喷淋装置3所喷出的热水无法从第二通道62的左右两端进入到第二通道62内，喷淋装置3所喷出的热水大部分会进入到第一通道61-1中，小部分的热水从第二通道62上开口的中间部位进入第二通道62；
风机2的作用下，外界空气从塔体1的左进风口1-4和右进风口1-5进入填料组件6的第二通道62内，产生气流，并从第二通道62的中间部位向上流动，在此过程中，第二通道62内的热水与第一通道61-1内的气流产生间壁式的热交换，该换热方式的过程中热水的蒸发非常微小，基本可认为不发生蒸发，以此可减少大量的水蒸发损失；从第二通道62上开口中间部位进入第二通道62的小部分热水维持与气流的直接接触，发生蒸发换热，以均衡热水的冷却需求，同时第二通道62内的气流也从第二通道62的中间部位被风机2直接抽动，加速空气的流道，无须在左进风口1-4或右进风口1-5处增设鼓风机2，简化该冷却塔的结构，使其更加经济实用。
冷却后的热水从填料组件6中落入下方的集水池5中，并可通向需求冷却水的工业装置。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
