阅读说明：本技术 一种深度冷却换热设备 (Deep cooling heat exchange equipment ) 是由 贾耀磊 田甲蕊 范小春 潘紫贤 于 2020-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种深度冷却换热设备,属于冷却设备领域,包括塔体,塔体底部设有集水池,塔体内形成有冷却换热组件,冷却换热组件包括管箱、换热管和换热板片,管箱固定安装在塔体内壁上,两层以上换热板片从塔体左右两侧内壁朝塔体中心方向平行均匀分布在管箱上,换热板片上形成有供换热管通过的套孔；塔体外侧壁上形成有与换热管连通并向其通入循环水的循环水管,换热板片上的所述套孔形状大小均相同,且在换热板片上排列分布的位置也相同,换热管呈水平套设在所述套孔内。本发明的有益效果是：换热板片和换热管相互搭配,空气在换热板片之间的间隙处从下向上运动的过程中与换热管外表面接触,带走换热管外表面的热量,从而实现冷却。(The invention provides deep cooling heat exchange equipment, which belongs to the field of cooling equipment and comprises a tower body, wherein a water collecting tank is arranged at the bottom of the tower body, a cooling heat exchange assembly is formed in the tower body and comprises a pipe box, heat exchange pipes and heat exchange plate sheets, the pipe box is fixedly arranged on the inner wall of the tower body, more than two layers of heat exchange plate sheets are uniformly distributed on the pipe box in parallel from the inner walls of the left side and the right side of the tower body towards the center direction of the tower body, and sleeve holes for the heat exchange pipes to pass through are; the outer side wall of the tower body is provided with a circulating water pipe which is communicated with the heat exchange pipe and is introduced with circulating water, the shape and the size of the trepanning on the heat exchange plate are the same, the positions distributed on the heat exchange plate are also the same, and the heat exchange pipe is horizontally sheathed in the trepanning. The invention has the beneficial effects that: the heat exchange plates and the heat exchange tubes are matched with each other, and air contacts the outer surface of the heat exchange tubes in the process of moving from bottom to top at the gaps among the heat exchange plates to take away heat on the outer surface of the heat exchange tubes, so that cooling is realized.)

一种深度冷却换热设备

技术领域

本发明涉及冷却设备领域，具体而言，涉及一种深度冷却换热设备。

背景技术

冷却塔是一种循环散热设备，它通过循环水吸收废热，进入塔内喷淋到填料上，通过大风量风机强制空气循环水换热，利用水与空气接触后进行冷热交换，通过水蒸气将热量带入空气，以降低循环水的温度，达到自身冷却的效果。现在的冷却塔存在冷却效果差、冷却塔耗水严重、管内容易产生污垢、无法适应不同外部环境的需要、塔内容易结冰等问题。

中国专利CN210802113U公开了一种管壳式热管冷却塔，塔体分为作为冷凝段-风通道的A区、作为绝热段的B区以及作为蒸发段-循环水喷淋区的C区；壳管式热管换热器安装于塔体内，该壳管式热管换热器由依次相连的位于所述A区的冷凝段、位于所述B区的绝热段和位于所述C区的蒸发段组成，此壳管式热管换热器与水平方向倾斜夹角为10°～12°；所述C区内位于所述蒸发段的上方安装有喷淋装置，位于该蒸发段的下方设置有水池；所述A区内位于所述冷凝段的上方安装有风机，位于该冷凝段的下方设置有进风格栅。水循环与空气循环完全隔离开、水循环为闭式系统，虽然避免了水的流失，但是其仍存在冷却效果差、管内容易生产污垢等问题。

发明内容

本发明提供了一种深度冷却换热设备，旨在改变现有冷却塔冷却效果差、冷却塔使用寿命短、塔内容易出现结冰现象、无法适应不同外部环境等技术问题。具体技术方案如下：

一种深度冷却换热设备，包括塔体，塔体底部设有集水池，所述塔体内形成有冷却换热组件，所述冷却换热组件包括管箱、换热管和换热板片，所述管箱固定安装在所述塔体内壁上，两层以上所述换热板片从所述塔体左右两侧内壁朝塔体中心方向平行均匀分布在所述管箱上，所述换热板片上形成有供所述换热管通过的套孔；所述塔体外侧壁上形成有与所述换热管连通并向其通入循环水的循环水管，所述换热板片上的所述套孔形状大小均相同，且在所述换热板片上排列分布的位置也相同，所述换热管呈水平套设在所述套孔内。换热板片和换热管相互搭配，空气在换热板片之间的间隙处从下向上运动的过程中与换热管外表面接触，带走换热管内循环水的热量，从而实现冷却。

优选地，所述换热板片分为上下两部分，上部为呈正三角形错列排布的所述套孔，下部为不冲孔的收水段。将换热和收水功能集于一体，节省了相应部位的收水装置。

优选地，所述换热板片上形成有上下设置的两排以上的所述套孔，所述换热板片上所述套孔边沿位置处形成有与所述换热管同轴的翻边。

优选地，所述换热板片从上到下呈波浪形。这样可提高空气在冷却换热组件内停留时间，提高其冷却效果。

优选地，所述冷却换热组件下方还安装有换热填料，所述换热填料与所述冷却换热组件中间位置形成有喷淋布水系统，所述塔体侧壁位于所述换热填料下方位置处形成有进风窗，所述换热管出口与所述喷淋布水系统入口之间连通处设有第一阀门。

优选地，所述换热管出口与循环水支管入口之间连通处设有第二阀门，所述循环水支管出口直接与所述集水池相连通。

优选地，所述喷淋布水系统包括在同一水平面上分区排布的两个以上的喷淋布水装置，每个所述喷淋布水装置入口与所述换热管出口之间均设有一个所述第一阀门。

优选地，每个所述喷淋布水装置对应位置处均设有一个所述循环水支管，每个所述循环水支管入口与所述换热管出口连通处均设有一个所述第二阀门。

优选地，所述喷淋布水装置数量为8个，且每个所述喷淋布水装置在所述塔体内部同一水平面上覆盖面积相等。

优选地，所述喷淋布水装置在所述塔体内部从左到右或从前到后依次排列。

优选地，所述喷淋布水系统包括在同一水平面上交替排列的第一喷淋布水装置和第二喷淋布水装置，所述第一阀门包括第一阀门A阀和第一阀门B阀，所述换热管出口与所述第一喷淋布水装置之间通过第一阀门A阀连通，所述换热管出口与所述第二喷淋布水装置之间通过第一阀门B阀连通。

优选地，每个所述第一喷淋布水装置和所述第二喷淋布水装置对应位置处均设有一个所述循环水支管，所述换热管出口与所述第一喷淋布水装置对应位置处循环水支管之间通过第二阀门A阀连通，所述换热管出口与所述第二喷淋布水装置对应位置处循环水支管之间通过第二阀门B阀连通。

优选地，所述喷淋布水系统包括两组以上在同一水平面上交替排列的所述第一喷淋布水装置和所述第二喷淋布水装置。

优选地，所述第一喷淋布水装置和所述第二喷淋布水装置从左到右或从前到后交替排列。

优选地，塔体可以是空心长方体结构，也可以是空心圆柱体结构或其他任意结构，如多边形结构等，例如是空心圆柱体结构时，喷淋布水装置沿所述换热填料圆周方向排列。

优选地，所述可调式百叶窗位于所述塔体中心位置处，所述冷却换热组件位于所述可调式百叶窗外沿与所述塔体内壁之间。

优选地，所述可调式百叶窗下方形成有收水器。

优选地，所述塔体内部所述冷却换热组件上方位置形成有对冷却换热组件进行清洗的清洗装置。

优选地，所述塔体顶部设有用于将塔体内热气抽出的风机。

有益效果：

本发明专利的有益效果是：

通过对冷却换热组件、可调式百叶窗、喷淋布水装置及换热管支管的组合设计，使得冷却设备可以根据外界环境温度的变化切换成不同的冷却换热方式，从而实现全年消雾节水节能。

环境温度高时，塔体中间部分的可调式百叶窗打开，下部进风窗打开，第一阀门打开，第二阀门关闭，循环水先经由冷却换热组件进行冷却，再通过管道及第一阀门进入喷淋布水系统，进行喷淋降温，两重冷却，保证循环水的温降。

环境温度较低时，塔体中间部分的可调式百叶窗关闭，下部进风窗打开，通过控制第一阀门和第二阀门的开闭，使得部分循环水先经由冷却换热组件进行冷却，再通过管道进入第一喷淋布水装置，进行喷淋降温；部分循环水经由冷却换热组件进行冷却后，直接排入水池。在有喷淋水段，环境空气与喷淋水直接接触的，形成湿热空气。在无喷淋段，环境空气直接与冷却换热组件接触，形成干热空气，干、热空气在塔内部上方混合，使湿热空气湿度降低，达到消雾节水的目的。且可随着环境温度的变化，调节第一阀门和第二阀门开关的数量，保证设备最大程度的节能节水消雾运行目的。

环境温度很低时，塔体中间部分的可调式百叶窗关闭，下部进风窗打开，第二阀门打开，第一阀门关闭，所有循环水经由冷却换热组件进行冷却后，直接排入水池，整个过程中没有水分的蒸发也没有水的损失，达到节水的目的；换热后的空气为干热空气，避免了羽雾的产生，实现消雾目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明较佳之节水设备主视结构示意图；

图2是本发明较佳之节水设备侧视结构示意图；

图3是本发明较佳之冷却换热组件的结构图；

图4是本发明较佳之换热板片结构主视图；

图5是本发明较佳之换热板片结构侧视图；

图6是本发明较佳之扰流条结构图。

图中：1、塔体；11、集水池；12、进风窗；13、换热填料；

14、可调式百叶窗；15、收水器；16、清洗装置；17、风机；

2、冷却换热组件；21、管箱；22、换热管；221、第一扰流条；

222、第二扰流条；23、换热板片；24、套孔；25、收水段；

26、换热管支管；27、循环水管；3、喷淋布水系统；

31、第一喷淋布水装置；32、第二喷淋布水装置；4、第一阀门；

41、第一阀门A阀；42、第一阀门B阀；5、第二阀门；

51、第二阀门A阀；52、第二阀门B阀。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，深度冷却换热设备包括塔体1，塔体1底部设有集水池11，所述塔体1内形成有冷却换热组件2，所述冷却换热组件2包括管箱21、换热管22和换热板片23，所述管箱21固定安装在所述塔体1内壁上，两层以上所述换热板片23从所述塔体1左右两侧内壁朝塔体1中心方向平行均匀分布在所述管箱21上，所述换热板片23上形成有供所述换热管22通过的套孔24；所述塔体1外侧壁上形成有与所述换热管22连通并向其通入循环水的循环水管27，所述换热板片23上的所述套孔24形状大小均相同，且在所述换热板片23上排列分布的位置也相同，所述换热管22呈水平套设在所述套孔24内。换热板片和换热管相互搭配，空气在换热板片之间的间隙处从下向上运动的过程中与换热管外表面接触，带走换热管内循环水的热量，从而实现冷却。

换热板片23分为上下两部分，上部为呈正三角形错列排布的所述套孔24，下部为不冲孔的收水段25。将换热和收水功能集于一体，节省了相应部位的收水装置。

换热板片23上形成有上下设置的两排以上的所述套孔24，所述换热板片23上所述套孔24边沿位置处形成有与所述换热管22同轴的翻边(图中未示出)。

换热板片23从上到下呈波浪形。这样可提高空气在冷却换热组件内停留时间，提高其冷却效果。

冷却换热组件2下方还安装有换热填料13，所述换热填料13与所述冷却换热组件2中间位置形成有喷淋布水系统3，所述塔体1侧壁位于所述换热填料13下方位置处形成有进风窗12，所述换热管22出口与所述喷淋布水系统3入口之间连通处设有第一阀门4。

换热管22出口与循环水支管26入口之间连通处设有第二阀门5，所述循环水支管26出口直接与所述集水池11相连通。

喷淋布水系统3包括在同一水平面上分区排布的两个以上的喷淋布水装置，每个所述喷淋布水装置入口与所述换热管22出口之间均设有一个所述第一阀门4。每个所述喷淋布水装置对应位置处均设有一个所述循环水支管26，每个所述循环水支管26入口与所述换热管22出口连通处均设有一个所述第二阀门5。

喷淋布水装置数量为8个，且每个所述喷淋布水装置在所述塔体1内部同一水平面上覆盖面积相等。喷淋布水装置在所述塔体1内部从左到右或从前到后依次排列。

作为一种优选的实施方式，喷淋布水系统3包括在同一水平面上交替排列的第一喷淋布水装置31和第二喷淋布水装置32，参见图2，所述第一阀门4包括第一阀门A阀41和第一阀门B阀42，所述换热管22出口与所述第一喷淋布水装置31之间通过第一阀门A阀41连通，所述换热管22出口与所述第二喷淋布水装置32之间通过第一阀门B阀42连通。

每个所述第一喷淋布水装置31和所述第二喷淋布水装置32对应位置处均设有一个所述循环水支管26，所述第二阀门5包括第二阀门A阀51和第二阀门B阀52，所述换热管22出口与所述第一喷淋布水装置31对应位置处循环水支管26之间通过第二阀门A阀51连通，所述换热管22出口与所述第二喷淋布水装置32对应位置处循环水支管26之间通过第二阀门B阀52连通。

喷淋布水系统3包括两组以上在同一水平面上交替排列的所述第一喷淋布水装置31和所述第二喷淋布水装置32。第一喷淋布水装置31和所述第二喷淋布水装置32从左到右或从前到后交替排列。

作为一种优选的实施方式，塔体1可以是空心长方体结构，也可以是空心圆柱体结构或其他任意结构，如多边形结构等，例如是空心圆柱体结构时，喷淋布水装置沿所述换热填料圆周方向排列。

塔体1内还设有可自动调节开度的可调式百叶窗14，所述可调式百叶窗14与所述冷却换热组件2处于同一高度不同位置处。

可调式百叶窗14位于所述塔体1中心位置处，所述冷却换热组件2位于所述可调式百叶窗14外沿与所述塔体1内壁之间。可调式百叶窗14下方形成有收水器15。

作为一种优选的实施方式，塔体1内部所述冷却换热组件2上方位置形成有对冷却换热组件2进行清洗的清洗装置16。塔体1顶部设有用于将塔体1内热气抽出的风机17。清洗装置16可为手动清洗，也可自动清洗，其作用是定期对冷却换热组件2的表面进行清洗，保持冷却换热组件2表面清洁，使其换热效率不降低。

作为一种优选的实施方式，所述换热管22内还设有用于干扰水流向前流动的第一扰流条221，参见图6，第一扰流条为外径小于所述换热管22内径的螺旋形状结构，其由金属片材扭成螺旋状而成。所述金属片材的宽度为所述换热管半径的1/2-1/3。该扰流条221的设置不仅能去除换热管内附着的污垢，而且使换热管中离内壁不同距离的水相互之间流动加快，从而加速了管内壁与水之间的换热。

在实际设计中，由于第一扰流条虽然起到了去除管内壁污垢的作用，但是第一扰流条表面也容易附着污垢，这里通过采用第二扰流条222，与第一扰流条221之间相互套合，由于第一扰流条221和第二扰流条222在水流经过旋转的过程中会出现相对运动，从而能防止相互之间表面污垢的产生。

本实施方式通过对冷却换热组件、可调式百叶窗、交替排列的喷淋布水装置及换热管支管的组合设计，使得冷却设备可以根据外界环境温度的变化切换成不同的冷却换热方式，从而实现全年消雾节水节能；

具体根据环境温度，可切换三种不同的冷却换热方式，具体如下：

环境温度高时，塔体中间部分的可调式百叶窗打开，下部进风窗打开，第一阀门打开，第二阀门关闭，循环水先经由冷却换热组件进行冷却，再通过管道进入喷淋布水系统，进行喷淋降温，两重冷却，保证循环水的温降。

环境温度较低时，塔体中间部分的可调式百叶窗关闭，下部进风窗打开，第一阀门A阀打开，第二阀门A阀关闭，部分循环水先经由冷却换热组件进行冷却，再通过管道进入第一喷淋布水装置，进行喷淋降温，阀门第一阀门B阀关闭，第二阀门B阀打开，部分循环水经由冷却换热组件进行冷却后，直接排入水池。在有喷淋水段，环境空气与喷淋水直接接触的，形成湿热空气。在无喷淋段，环境空气直接与冷却换热组件接触，形成干热空气。干、热空气在塔内部上方混合，使湿热空气湿度降低，达到消雾节水的目的。

环境温度很低时，塔体中间部分的可调式百叶窗关闭，下部进风窗打开，第二阀门打开，第一阀门关闭，所有循环水经由冷却换热组件进行冷却后，直接排入水池，整个过程中没有水分的蒸发也没有水的损失，达到节水的目的；换热后的空气为干热空气，避免了羽雾的产生，实现消雾目的。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。