一種冷卻方法及雙模翅片管空冷器與流程

2023-07-06 02:29:41

本發明屬於節水、節能、環保、過程裝備技術領域，特別涉及一種冷卻方法及雙模翅片管空冷器。

背景技術：

工業過程經常涉及工藝介質冷卻，通常採用循環水冷卻器、空冷器將60～120℃工藝介質冷卻到35～40℃，根據綜合測算採用空冷比循環水冷卻節能、節水、環保。

北方地區冬春秋空氣溫度低(-10～20℃)利用乾式空冷器可將工藝介質冷卻到35～40℃，該冷卻過程不消耗水，所以充分利用低溫空氣冷卻是北方地區節水首選方案。然而夏季空氣溫度較高(最熱月達～40℃)只能將工藝介質冷卻到60～70℃，若要求將工藝介質冷卻到30～40℃通常採用循環水冷卻器、蒸髮式空冷器。循環水冷卻器同時配套設置大規模循環水場及涼水塔，循環水在涼水塔降溫過程蒸發大量水，是工廠消耗水大戶。常規蒸髮式空冷器採用光管結構、在上部噴淋除鹽水，利用表面水蒸發吸熱降低溫度；由於常規蒸髮式空冷器採用光管結構其換熱面積較小，全年度需要噴淋除鹽水(目前改進的蒸髮式空冷器也只有冬季不噴水節水率只有30％)，故蒸髮式冷卻過程仍然消耗大量除鹽水。因此在目前要求大幅度節水形式下迫切需要節水型的空氣冷卻技術及設備，並解決常規空冷器夏季冷卻效果差問題。

技術實現要素：

本發明目的提供一種冷卻方法，大幅度提高空冷器夏季冷卻效果，替代循環水冷卻器、常規蒸發冷卻器，實現工廠大幅度節水。

本發明解決其技術問題所採用的方法是：包括空氣進入、經翅片管與工藝介質換熱、高溫空氣排出，其特徵是：採用兩種模式操作，夏季在翅片管上方噴淋水潤溼翅片管表面，利用水蒸發吸熱創造低溫環境強化空冷器夏季冷卻能力，春秋冬採用不噴水工藝介質通過翅片管與低溫空氣換熱，設計輔助氣窗協助兩種模式操作，實現工廠年度大幅度節水。

一種雙模翅片管空冷器，包括構架、翅片管束、鼓風機或引風機，在翅片管束上方設置噴淋水設施，在下方設置導水引風筒、輔助氣窗、進風口及集水槽；導水引風筒上端與翅片管束連接，下端經輔助氣窗、進風口與集水槽銜接，集水槽底部設有排水口。

進一步，翅片管束水平設置或斜置或直立設置，翅片管束兩端用管箱或彎管連接；翅片管基管是圓管或橢圓管，翅片是圓形或矩形。

進一步，輔助氣窗是開閉式，進風口是固定式或開度可調節式。

進一步，翅片管束是1段式，或是前後2段式在後段翅片管束上方設置噴淋水設施，或 是上下2段式在下段翅片管束上方設置噴淋水設施。

進一步，在翅片管束及噴淋水設施上方設置填料或格柵或絲網。

本發明創新點和積極效果：

本發明創新點是：採用兩種模式操作，夏季在翅片管上方噴淋水潤溼翅片管表面，利用水蒸發吸熱創造低溫環境強化空冷器夏季冷卻能力，春秋冬採用不噴水工藝介質通過翅片管與低溫空氣換熱，設計輔助氣窗協助兩種模式操作，實現工廠年度大幅度節水。

本發明積極效果是：1、應用於北方、乾燥地區，夏季通過噴淋水蒸發吸熱大幅度提高空冷器冷卻能力；2、春秋冬採用(不噴水)工藝介質直接通過翅片管束與低溫空氣換熱；3、通過輔助氣窗開啟協助兩種模式操作，年度節水率50％～80％。

附圖說明

圖1是一種冷卻方法及雙模翅片管空冷器示意圖。

1-引風機，2-介質進口，3-介質出口，4-導水引風筒，5-構架，6-輔助氣窗，7-翅片管束，8-噴淋水管，9-填料，10-進風口，11-集水箱，12-排水口。

圖2是另一種冷卻方法及雙模翅片管空冷器示意圖。

1-引風機，2-介質進口，3-介質出口，3A-連接管，4-導水引風筒，5-構架，6-輔助氣窗，7A-上段翅片管束，7B-下段翅片管束，8-噴淋水管，9-填料，10-進風口，11-集水箱，12-排水口。

圖3是另一種冷卻方法及雙模翅片管空冷器示意圖。

1-引風機，2-介質進口，3-介質出口，4-導水引風筒，5-構架，6-輔助氣窗，7C-前段翅片管束，7D-後段翅片管束，8-噴淋水管，9-填料，10-進風口，11-集水箱，12-排水口。

圖4是另一種冷卻方法及雙模翅片管空冷器示意圖。

1A-鼓風機，2-介質進口，3-介質出口，3A-連接管，4-導水引風筒，5-構架，6-輔助氣窗，7E-斜置翅片管束，7B-下段翅片管束，8-噴淋水管，9-填料，10-進風口，11-集水箱，12-排水口。

具體實施方式

見圖1，從上至下依次是引風機1、填料9、噴淋水管8、翅片管束7、導水引風筒4、輔助氣窗6、進風口10、集水箱11，經構架5連接。翅片管束7前端與介質進口2連接，未端與介質出口3連接，集水箱11底部設有排水口12。

見圖2，是上下2段式翅片管束，在下段翅片管束上方設置噴淋水設施方案，從上至下依次是引風機1、上段翅片管束7A、填料9、噴淋水管8、下段翅片管束7B、導水引風筒4、輔助氣窗6、進風口10、集水箱11，經構架5連接。上翅片管束7A前端與介質進口2連接， 未端經連接管3A與下段翅片管束7B前端連接，下段翅片管束7B未端與介質出口3連接，集水箱11底部設有排水口12。

見圖3，是前後2段式翅片管束，在後段翅片管束上方設置噴淋水設施方案，前段包括引風機1、前段翅片管束7C，前段翅片管束7C前端與介質進口2連接，未端與後段翅片管束7D前端連接。後段從上至下依次是引風機1、填料9、噴淋水管8、後段翅片管束7D、導水引風筒4、輔助氣窗6、進風口10、集水箱11，經構架5連接。後段翅片管束7D未端與介質出口3連接，集水箱11底部設有排水口12。

見圖4，從上至下依次是斜置翅片管束7E、鼓風機1A、填料9、噴淋水管8、下段翅片管束7B、導水引風筒4、輔助氣窗6、進風口10、集水箱11，經構架5連接。斜置翅片管束7E前端與介質進口2連接，未端經連接管3A與下段翅片管束7B前端連接，下段翅片管束7B未端與介質出口3連接，集水箱11底部設有排水口12

參見圖1，60～80℃工藝介質從介質進口2進入，經翅片管束7與殼程空氣、低溫環境換熱後溫度降到30～40℃從介質出口3排出。夏季35～50℃熱空氣從進風口10(輔助氣窗6半開導水)進入，沿導水引風筒4向上流動進入翅片管束7下部。水經噴淋水管8進入沿截面噴淋，水潤溼翅片管束7表面與空氣接觸，水蒸發吸熱將環境溫度降低(翅片管束7下部溫度降到18～25℃(接近溼球溫度)，將工藝介質降到30～40℃)，空氣向上流動將蒸發水分帶走、蒸發吸熱過程持續進行、通過翅片管束7與介質換熱，空氣離開翅片管束7時溫度升到50～60℃，經填料9段去除攜帶的水滴繼續向上流動從上端排出。春秋冬停用噴水、輔助氣窗6全開通空氣，年度節水率50％～80％。

參見圖2，100～150℃介質從介質進口2進入，經上段翅片管束7A與空氣換熱降到60～80℃經連接管3A轉入下段翅片管束7B，經與殼程低溫空氣、低溫環境換熱後溫度降到30～40℃從介質出口3排出。夏季35～50℃熱空氣從進風口10(輔助氣窗6半開導水)進入，沿導水引風筒4向上流動進入下段翅片管束7B下部。水經噴淋水管8進入沿截面噴淋，水潤溼下段翅片管束7B表面與空氣接觸，水蒸發吸熱將環境溫度降低(下段翅片管束7B下部溫度降到18～25℃(接近溼球溫度)，將工藝介質降到30～40℃)，空氣向上流動將蒸發水分帶走、蒸發吸熱過程持續進行、通過下段翅片管束7B與介質換熱，空氣離開下段翅片管束7B時溫度升到50～60℃，經填料9段去除攜帶的水滴，空氣繼續向上流動進入上段翅片管束7A與高溫工藝介質換熱後溫度升到70～80℃從上端排出。春秋冬停用噴水、輔助氣窗6全開通空氣，年度節水率50％～80％。

參見圖3，100～150℃介質從介質進口2進入，經前段翅片管束7C與空氣換熱降到60～80℃轉入後段翅片管束7D，經與殼程低溫空氣、低溫環境換熱後溫度降到30～40℃從介質出 口3排出。夏季35～50℃熱空氣從下方進入前段翅片管束7C，經換熱後溫度升到70～80℃從上端排出。夏季35～50℃熱空氣從進風口10(輔助氣窗6半開導水)進入，沿導水引風筒4向上流動進入後段翅片管束7D下部。水經噴淋水管8進入沿截面噴淋，水潤溼後段翅片管束7D表面與空氣接觸，水蒸發吸熱將環境溫度降低(後段翅片管束7D下部溫度降到18～25℃(接近溼球溫度)，將工藝介質降到30～40℃)，空氣向上流動將蒸發水分帶走、蒸發吸熱過程持續進行、通過後段翅片管束7D與介質換熱，空氣離開後段翅片管束7D時溫度升到50～60℃，經填料9段去除攜帶的水滴，空氣繼續向上流動從上端排出。春秋冬停用噴水、輔助氣窗6全開通空氣，年度節水率50％～80％。

參見圖4，100～150℃介質從介質進口2進入，經斜置翅片管束7E與空氣換熱降到60～80℃經連接管3A轉入下段翅片管束7B，經與殼程低溫空氣、低溫環境換熱後溫度降到30～40℃從介質出口3排出。夏季35～50℃熱空氣從進風口10(輔助氣窗6半開導水)進入，沿導水引風筒4向上流動進入下段翅片管束7B下部。水經噴淋水管8進入沿截面噴淋，水潤溼下段翅片管束7B表面與空氣接觸，水蒸發吸熱將環境溫度降低(下段翅片管束7B下部溫度降到18～25℃(接近溼球溫度)，將工藝介質降到30～40℃)，空氣向上流動將蒸發水分帶走、蒸發吸熱過程持續進行、通過下段翅片管束7B與介質換熱，空氣離開下段翅片管束7B時溫度升到50～60℃，經填料9段去除攜帶的水滴，空氣繼續向上流動進入斜置翅片管束7E與高溫工藝介質換熱後溫度升到70～80℃從上端排出。春秋冬停用噴水、輔助氣窗6全開通空氣，年度節水率50％～80％。