本技術(shù)屬于冷卻塔，具體涉及一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本實(shí)用新型相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、工業(yè)生產(chǎn)過程中，水因其穩(wěn)定性好，熱容量大，價(jià)格低，來源廣以及常溫下不會(huì)明顯壓縮或膨脹等優(yōu)勢(shì)，被散熱工藝設(shè)備和產(chǎn)品選為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻降溫。工業(yè)冷卻水占工業(yè)用水的70％以上，可見節(jié)省工業(yè)冷卻水的使用是工業(yè)節(jié)水工作的重點(diǎn)。

3、冷卻塔是電力、制冷、冶金化工等行業(yè)重要的冷卻裝備之一。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔是用風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻塔內(nèi)的空氣流動(dòng)。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔包括機(jī)械通風(fēng)空冷塔、機(jī)械通風(fēng)濕冷塔、機(jī)械通風(fēng)干濕聯(lián)合冷卻塔、機(jī)械通風(fēng)閉式冷卻塔?？绽渌哂袩o水損耗的優(yōu)勢(shì)，但與濕冷塔相比冷卻效率較低，特別是在夏季高溫時(shí)段；閉式冷卻塔也叫蒸發(fā)式空冷器，塔內(nèi)帶有管外噴淋，其換熱效率相對(duì)較高，但水損失大；濕冷塔將水噴淋至淋水填料上，利用空氣和水之間的潛熱和顯熱傳熱來冷卻循環(huán)水，其水損失比閉式冷卻塔更大；已有學(xué)者提出了干濕聯(lián)合冷卻塔以改善夏季高溫時(shí)段空冷塔的冷卻性能，但研究發(fā)現(xiàn)，其對(duì)空冷塔的改善效果有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，本實(shí)用新型可將冷卻塔的一部分熱負(fù)荷利用淺層地埋管換熱器分擔(dān)，從而減少冷卻塔的熱負(fù)荷，可在設(shè)計(jì)層面減少冷卻塔的材料，在運(yùn)行層面減少冷卻塔的水損耗(水損耗主要針對(duì)有水損耗的冷卻塔，如閉式冷卻塔、濕冷塔、干濕聯(lián)合冷卻塔)，對(duì)于寒冷地區(qū)，還可避免冷卻塔冬季的結(jié)凍問題，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的低碳、節(jié)水、安全運(yùn)行。

2、根據(jù)一些實(shí)施例，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

3、一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，包括冷卻塔、地埋管換熱器、儲(chǔ)水箱和控制閥，其中：

4、所述冷卻塔的下部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，冷卻塔內(nèi)設(shè)置有換熱機(jī)構(gòu)，冷卻塔上部設(shè)置有風(fēng)機(jī)，所述冷卻塔內(nèi)的換熱機(jī)構(gòu)的出口通過連接管路連接至儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱通過連接管路和地埋管換熱器的一端連接，所述地埋管換熱器的另一端通過連接管路連接至換熱機(jī)構(gòu)的入口，形成循環(huán)；

5、連接至地埋管換熱器和換熱機(jī)構(gòu)的連接管路上，均設(shè)置有流量檢測(cè)模塊和控制閥，且兩個(gè)連接管路均連接供水管，供水管連接兩個(gè)連接管路的位置設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)環(huán)境溫度，控制相應(yīng)控制閥的開關(guān)，通過流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整各連接管路的流量，以實(shí)現(xiàn)冷卻塔、地埋管換熱器耦合或單獨(dú)換熱。

6、作為可選擇的實(shí)施方式，所述冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有百葉窗，且百葉窗傾斜設(shè)置。

7、作為可選擇的實(shí)施方式，所述冷卻塔為濕式冷卻塔，設(shè)置有噴淋裝置，所述噴淋裝置包括設(shè)置在冷卻塔內(nèi)上部的若干噴嘴，設(shè)置于冷卻塔內(nèi)下部的填料，以及設(shè)置在冷卻塔底部的集水池，所述集水池通過連接管路連接至儲(chǔ)水箱，所述連接管路上設(shè)置有溫度傳感模塊。

8、作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述噴嘴上側(cè)設(shè)置有除水器。

9、作為可選擇的實(shí)施方式，所述冷卻塔為空冷塔、閉式塔或干濕聯(lián)合冷卻塔，其換熱機(jī)構(gòu)為換熱管。

10、作為可選擇的實(shí)施方式，所述地埋管換熱器，包括多個(gè)并排設(shè)置的換熱管，且所述換熱管垂直或水平埋設(shè)于冷卻塔的一側(cè)的土層內(nèi)；

11、豎直地埋管換熱器的埋深為5m-200m；

12、水平地埋管換熱器的埋深為1.5m-30m；

13、或/和，地埋管換熱器為u型管或螺旋管。

14、作為可選擇的實(shí)施方式，所述儲(chǔ)水箱和地埋管換熱器之間的連接管路上設(shè)置有溫度傳感模塊和水泵。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

16、本實(shí)用新型將機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和地埋管換熱器耦合，可將冷卻塔的一部分熱負(fù)荷利用淺層地埋管換熱器分擔(dān)，從而減少冷卻塔的熱負(fù)荷，對(duì)于寒冷地區(qū)，還可避免冷卻塔冬季的結(jié)凍問題，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的低碳、節(jié)水、安全運(yùn)行。

17、具體地，環(huán)境溫度很低時(shí)，對(duì)于寒冷地區(qū)，此工況下冷卻塔會(huì)存在結(jié)凍現(xiàn)象，此時(shí)可將進(jìn)入冷卻塔的控制閥關(guān)閉，讓循環(huán)水全部通過地埋管換熱器進(jìn)入地下?lián)Q熱；由于地下溫度較為恒定，既可滿足冷卻需求，又可避免冷卻塔結(jié)凍問題。

18、環(huán)境溫度較低時(shí)，此工況下冷卻塔基本可以滿足冷卻負(fù)荷要求，可關(guān)閉地埋管換熱器的控制閥，讓循環(huán)水全部進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行換熱；也可將進(jìn)入冷卻塔的控制閥關(guān)閉，讓循環(huán)水全部通過地埋管換熱器進(jìn)入地下?lián)Q熱；特別地，對(duì)于濕式冷卻塔、干濕聯(lián)合冷卻塔和閉式冷卻塔，為了減少運(yùn)行過程水耗，建議將進(jìn)入冷卻塔的控制閥關(guān)閉，讓循環(huán)水全部通過地埋管換熱器進(jìn)入地下?lián)Q熱。

19、環(huán)境溫度較高時(shí)，此工況可將冷卻塔和地埋管換熱器的控制閥均開啟，通過控制閥配合流量計(jì)，調(diào)節(jié)各自流量分配，此時(shí)可將冷卻塔的一部分熱負(fù)荷利用淺層地埋管換熱器分擔(dān)，從而減少冷卻塔的熱負(fù)荷，對(duì)于寒冷地區(qū)，還可避免冷卻塔冬季的結(jié)凍問題，可實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的低碳、節(jié)水、安全運(yùn)行。

20、本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍廣泛，冷卻塔可以是空冷塔、閉式冷卻塔、干濕聯(lián)合冷卻塔、濕冷塔；除了可以節(jié)省換熱器(濕冷塔是填料的體積)的設(shè)計(jì)面積，節(jié)省材料；還可以節(jié)省水的蒸發(fā)損耗，具有節(jié)水的作用；對(duì)于寒冷地區(qū)，還可避免冷卻塔冬季的結(jié)凍問題。

21、本實(shí)用新型利用地埋管換熱器，分走一部分冷卻塔的熱負(fù)荷，可以節(jié)省冷卻塔的設(shè)計(jì)面積，節(jié)省材料。且地埋管換熱器可以為水平和豎直兩種形式。豎直地埋管換熱器具有占地少、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但豎直地埋管換熱器通常埋深較深，施工難度相對(duì)較大，系統(tǒng)初投資較大；水平地埋管換熱器在淺層軟土地區(qū)造價(jià)較低，但外界季節(jié)氣候?qū)ζ鋫鳠嵝阅苡幸欢ǔ潭鹊挠绊?，占地面積較大。

22、本實(shí)用新型在冷卻塔和地埋管換熱器的流量(熱負(fù)荷)分配方面，地埋管換熱器具有流量(熱負(fù)荷)分配優(yōu)先權(quán)，即優(yōu)先將流量(熱負(fù)荷)分配給地埋管換熱器，剩余的流量(熱負(fù)荷)再分給冷卻塔，可在設(shè)計(jì)層面減少冷卻塔的材料，在運(yùn)行層面減少冷卻塔的水損耗(水損耗主要針對(duì)有水損耗的冷卻塔，如閉式冷卻塔、濕冷塔、干濕聯(lián)合冷卻塔)，既節(jié)約成本又提高效率。

23、為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，包括冷卻塔、地埋管換熱器、儲(chǔ)水箱和控制閥，其中：

2.如權(quán)利要求1所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有百葉窗，且百葉窗傾斜設(shè)置。

3.如權(quán)利要求1所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述冷卻塔為濕式冷卻塔，設(shè)置有噴淋裝置，所述噴淋裝置包括設(shè)置在冷卻塔內(nèi)上部的若干噴嘴，設(shè)置于冷卻塔內(nèi)下部的填料，以及設(shè)置在冷卻塔底部的集水池，所述集水池通過連接管路連接至儲(chǔ)水箱，所述連接管路上設(shè)置有溫度傳感模塊。

4.如權(quán)利要求3所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述噴嘴上側(cè)設(shè)置有除水器。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述冷卻塔為空冷塔、閉式塔或干濕聯(lián)合冷卻塔。

6.如權(quán)利要求5所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述換熱機(jī)構(gòu)為換熱管。

7.如權(quán)利要求1所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述地埋管換熱器，包括多個(gè)并排設(shè)置的換熱管，且所述換熱管垂直或水平埋設(shè)于冷卻塔的一側(cè)的土層內(nèi)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，豎直地埋管換熱器的埋深為5m-200m；

9.如權(quán)利要求7所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述地埋管換熱器為u型管或螺旋管。

10.如權(quán)利要求1所述的一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，其特征是，所述儲(chǔ)水箱和地埋管換熱器之間的連接管路上設(shè)置有溫度傳感模塊和水泵。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種耦合淺層地埋管換熱器的冷卻塔，包括冷卻塔、地埋管換熱器、儲(chǔ)水箱和控制閥，所述冷卻塔的下部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，冷卻塔內(nèi)設(shè)置有換熱機(jī)構(gòu)，冷卻塔上部設(shè)置有風(fēng)機(jī)，所述冷卻塔內(nèi)的換熱機(jī)構(gòu)的出口通過連接管路連接至儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱通過連接管路和地埋管換熱器的一端連接，所述地埋管換熱器的另一端通過連接管路連接至換熱機(jī)構(gòu)的入口，形成循環(huán)。本技術(shù)可將冷卻塔的一部分熱負(fù)荷利用淺層地埋管換熱器分擔(dān)，從而減少冷卻塔的熱負(fù)荷，可在設(shè)計(jì)層面減少冷卻塔的材料，在運(yùn)行層面減少冷卻塔的水損耗。

技術(shù)研發(fā)人員：何鎖盈,張曉楠,梁昌振,高明,史月濤,齊建薈,韓奎華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240423
技術(shù)公布日：2024/12/10