本發(fā)明涉及一種蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法，適用于民用空調(diào)冷卻系統(tǒng)，工業(yè)冷凍系列、注塑、制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機、鋁型材加工、空壓機、電力、冶金、化工、石油石化、煤化工等行業(yè)，尤其適用于涼水塔（冷卻水塔），屬于循環(huán)水冷卻節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水是人類賴以生存和發(fā)展的珍貴資源，二十一世紀被稱為“水的世紀”，水問題的嚴重性和重要性已日益成為社會各界的共識，我國淡水資源極度短缺，人均淡水資源量僅為世界平均值的1/3，節(jié)約水資源已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略。與其它液體介質(zhì)相比，水的熱容或比熱較大，水的汽化潛熱（蒸發(fā)潛熱）值很高，所以，水是比較理想的冷卻介質(zhì)?，F(xiàn)代工業(yè)中有許多機械運動產(chǎn)生熱量需要冷卻，有的工藝介質(zhì)和工藝產(chǎn)品出裝置需要達到一定低溫保證產(chǎn)品安全，需要冷卻，有的中間過程也需要冷卻，民用空調(diào)冷卻系統(tǒng)，工業(yè)冷凍系列、注塑、制革、發(fā)泡、發(fā)電、汽輪機、鋁型材加工、空壓機、電力、冶金、化工、石油石化、煤化工等均需要冷卻水，冷卻水是循環(huán)使用的，也稱為循環(huán)水，隨著節(jié)能減排技術(shù)手段的提高，上述任何過程可以利用的冷卻余熱已經(jīng)得到應(yīng)用，不能再被利用的則由循環(huán)水將剩余熱量帶走，循環(huán)水在冷卻水塔內(nèi)冷卻后，循環(huán)使用，目前冷卻水塔基本上為敞開式，其工作原理是將水霧化成微小水液滴和空氣的接觸，有的還需要增加填料以增加和空氣接觸的面積，通過水蒸發(fā)作用來散去循環(huán)水中的廢熱，即干燥低焓值的空氣經(jīng)過風機的抽動后，也可以采用高塔的形式，利用煙囪效應(yīng)，自進風網(wǎng)處進入冷卻塔內(nèi)，飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱高焓值的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)，當水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣傳熱系數(shù)比較低，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，由風機或冷卻水塔的煙囪效應(yīng)，空氣和霧化的水蒸氣從頂部排除，帶走蒸發(fā)潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達到降溫之目的。達到這一功能的裝置是冷卻水塔，冷卻塔的種類很多，按照塔的構(gòu)造和空氣流動情況來區(qū)分，有自然通風冷卻塔和機械通風冷卻塔兩大類，按照空氣與水在塔內(nèi)的相對流動情況，又可分為逆流式和橫流式，機械通風冷卻塔冷卻效果最好，循環(huán)比一般在3～5倍。冷卻水塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)霧化，由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，隨空氣流出帶走蒸發(fā)潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，也有部分物化的小液滴水與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。蒸發(fā)1KG的水需600Kcal的蒸發(fā)潛熱，也就是蒸發(fā)百分之一的水使剩余的水降低6℃的水溫。可見，循環(huán)水冷卻需要耗費大量的水，造成水資源浪費嚴重。

另外，冷卻水塔系統(tǒng)一般是開放式，開放式水池和冷卻水塔，暴露于大氣環(huán)境中，當大氣中含有沙塵時，這時，開放式的冷卻水塔系統(tǒng)就會洗滌或者說是吸收溶解大氣中含有沙塵，造成循環(huán)水系統(tǒng)的污染，需要不斷的排污造成水資源浪費。沙塵的浸入帶來了循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢問題，結(jié)垢造成熱阻加大，破壞了原有的換熱系統(tǒng)，需要防垢及定期除垢，造成防垢、除垢消耗。

開放式水池和冷卻水塔是循環(huán)水在低溫環(huán)境下容易滋生細菌和藻類，需要添加化學試劑殺菌、滅藻，有了化學添加劑的消耗。

隨著大氣污染的嚴重，大氣中的酸性有害物質(zhì)也在水的霧化傳熱過程中，進行了傳質(zhì)，是大氣中的酸性氣體溶入水中，增加了循環(huán)水的腐蝕性，造成了管路系統(tǒng)和冷卻設(shè)備的腐蝕。

可見，當前冷卻水的方法造成了水資源的浪費，造成循環(huán)水的結(jié)構(gòu)、腐蝕性、滋生細菌和藻類的諸多問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決當前上述技術(shù)問題，提供一種蓄熱換熱式循環(huán)水冷卻方法，達到節(jié)水、養(yǎng)護水質(zhì)、提高傳熱效率、降低消耗的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法，其特征在于：高溫循環(huán)水與低溫蓄熱體直接接觸換熱，高溫循環(huán)水將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體變成低溫循環(huán)水，低溫循環(huán)水流入循環(huán)水池（罐），低溫蓄熱體得到高溫循環(huán)水傳遞來的熱量，溫度升高，成為高溫蓄熱體，高溫蓄熱體再去與空氣直接接觸換熱，冷卻后成為低溫蓄熱體；低溫蓄熱體再與高溫循環(huán)水直接接觸換熱，高溫循環(huán)水將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體變成低溫循環(huán)水，高溫循環(huán)水將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體變成低溫循環(huán)水，低溫循環(huán)水流入循環(huán)水池（罐），低溫蓄熱體得到高溫循環(huán)水傳遞來的熱量，溫度升高，成為高溫蓄熱體，高溫蓄熱體再去與空氣直接接觸換熱，換熱冷卻后成為低溫蓄熱體，依次連續(xù)循環(huán)直接接觸換熱；所述蓄熱體，其特征是蓄熱體是熱導體；所述流入循環(huán)水池（罐），其特征是循環(huán)水池（罐）采用封閉式；所述高溫蓄熱體與空氣直接接觸換熱冷卻的空氣，其特征是空氣經(jīng)過過濾后，在進行與高溫蓄熱體直接接觸換熱；所述熱導體，其特征在于：熱導體可以是金屬材料，也可以使非金屬材料；所述循環(huán)水流是連續(xù)的，蓄熱體的傳熱可以是交替的，蓄熱體的傳熱也可以是連續(xù)的，蓄熱體的傳熱交替的組數(shù)大于或者等于3；所述蓄熱體，其特征在于：蓄熱體可以是球、板或塊、蜂窩、填料的形式疊加組合，也可以是其中多種形式的組合使用。

本發(fā)明的有益效果：

1、不是以汽化潛熱帶走循環(huán)水的熱量冷卻循環(huán)水，而是采用直接傳熱式熱交換，沒有水的汽化，減少了水的潛熱蒸發(fā)損耗；

2、循環(huán)水系統(tǒng)可以封閉，冷卻空氣進行可過濾，降低了空氣中沙塵的侵入，可有效提高循環(huán)水的冷卻效率，減少設(shè)備磨損與排污量；

3、循環(huán)水系統(tǒng)封閉，可以有效降低循環(huán)水中細菌和藻類的滋生，節(jié)約了處理細菌和藻類的化學試劑，降低了消耗消除了污染；

4、循環(huán)水系統(tǒng)封閉，可以有效降低循環(huán)水池（罐）水面蒸發(fā)水消耗；

5、循環(huán)水系統(tǒng)封閉，有效消除了大氣流動帶來的涼水塔的橫向風道來的蒸發(fā)水消耗。

附圖說明

圖1循環(huán)水連續(xù)式與蓄熱體傳熱換熱，蓄熱體傳熱再連續(xù)式與空氣傳熱換熱流程示意圖。

圖2循環(huán)水連續(xù)式與蓄熱體傳熱換熱，蓄熱體傳熱再交替式與空氣傳熱換熱流程示意圖。

圖中：1、水管，2、高溫水流，3、連續(xù)蓄熱體，4、低溫水流，5、低溫空氣，6、風道，7、高溫空氣，8、單組1蓄熱體，9、單組2蓄熱體，10、單組3蓄熱體，11、單組n蓄熱體。

技術(shù)原理

本發(fā)明技術(shù)原理：高溫循環(huán)水與低溫蓄熱體直接接觸換熱，高溫循環(huán)水將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體變成低溫循環(huán)水，低溫循環(huán)水流入循環(huán)水池（罐），低溫蓄熱體得到高溫循環(huán)水傳遞來的熱量，溫度升高，成為高溫蓄熱體，高溫蓄熱體移出循環(huán)水區(qū)，移出循環(huán)水區(qū)的高溫蓄熱體蓄得高溫循環(huán)水傳遞來的熱量，高溫蓄熱體再去與空氣直接接觸換熱，高溫蓄熱體的熱量傳遞給冷空氣的到冷卻降溫，冷卻后蓄熱體成為低溫蓄熱體；低溫蓄熱體再與高溫循環(huán)水直接接觸換熱，高溫循環(huán)水將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體變成低溫循環(huán)水，高溫循環(huán)水將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體變成低溫循環(huán)水，低溫循環(huán)水流入循環(huán)水池（罐），低溫蓄熱體得到高溫循環(huán)水傳遞來的熱量，溫度升高，成為高溫蓄熱體，高溫蓄熱體再去與空氣直接接觸換熱，換熱冷卻后成為低溫蓄熱體，依次循環(huán)直接接觸換熱。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法，如圖1所示，自循環(huán)水管道3流動而來的高溫循環(huán)水4，流入與其交匯的低溫蓄熱體2，流經(jīng)蓄熱體2的過程中得到與其的充分直接接觸，在蓄熱體2表面進行對流傳熱換熱，高溫循環(huán)水4將其攜帶的熱量傳遞給低溫蓄熱體2，高溫循環(huán)水4交出熱量變成低溫循環(huán)水1，低溫循環(huán)水1經(jīng)管道3流入循環(huán)水池（罐），低溫蓄熱2體得到高溫循環(huán)水4傳遞來的熱量，溫度升高，成為高溫蓄熱體2，高溫蓄熱體2移出高溫循環(huán)水4流經(jīng)交匯的區(qū)域，高溫蓄熱體2記過短暫的重力水分離，高溫蓄熱體2再進入與空氣流經(jīng)的交匯區(qū)域，在這里高溫蓄熱體2直接與經(jīng)空氣管道6流入的低溫空氣7進行充分接觸，在高溫蓄熱體2表面和接觸的低溫空氣7進行充分的對流熱傳遞換熱，高溫蓄熱體2傳出熱量溫度降低成為低溫蓄熱體2，低溫空氣7則得到熱量溫度升高成為高溫空氣5隨空氣導管散入大氣，完成一個熱量交換周期；然后，重復上述過程依次反復。這一過程實現(xiàn)中水流不變的工況為水流連續(xù)，水流連續(xù)狀態(tài)下，蓄熱體2依次進入、經(jīng)過傳熱、移出，然后進入空氣流經(jīng)的交匯區(qū)域移出進入、經(jīng)過傳熱、移出；如圖2所示，這一過程實現(xiàn)中，蓄熱體有單組1蓄熱體8、單組2蓄熱體9、單組3蓄熱體10、單組n蓄熱體11有n個單組蓄熱體，高溫循環(huán)水依次流經(jīng)單組1蓄熱體8，經(jīng)過一定時間或者溫度的降低后，高溫循環(huán)水依次流經(jīng)單組2蓄熱體9，經(jīng)過一定時間或者溫度的降低后，高溫循環(huán)水依次流經(jīng)單組2蓄熱體10，經(jīng)過一定時間或者溫度的降低后，高溫循環(huán)水依次流經(jīng)單組n蓄熱體11，這里n≥3。

蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法中所述蓄熱體，必須是蓄熱體是熱導體，否則不能實現(xiàn)水與蓄熱體、蓄熱體與空氣的熱量的傳遞。當采用蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法時，循環(huán)水的流動、中間儲存可以實現(xiàn)不與大氣直接接觸，可以將循環(huán)水池（罐）封閉起來，以實現(xiàn)循環(huán)水池（罐）封閉式流動、中間儲存管理，減少水面與大氣濃度差和大氣流動帶來循環(huán)水水面蒸發(fā)，實現(xiàn)節(jié)水，過程實現(xiàn)不與大氣直接接觸，可以阻止沙塵進入循環(huán)水系統(tǒng)，實現(xiàn)凈水等目的，同樣也可以減少陽光照射帶來的水揮發(fā)，還可以消除循環(huán)水的細菌和藻類的產(chǎn)生條件，達到凈水的目的。

在采用蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法過程中，進行熱交換流入的空氣，可以進行過濾，減少空氣中灰塵在于蓄熱體接觸過程中對蓄熱體的污染，進而減少對循環(huán)水的污染。

實現(xiàn)蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法過程中，金屬材料熱導體，有的非金屬材料也是導熱體，只是有的非金屬材料的導熱系數(shù)低一些，但不影響蓄熱式冷卻循環(huán)水的方法的實現(xiàn)；工程實踐中蓄熱體可以是球、板或塊、蜂窩、填料的形式疊加組合，也可以是其中多種形式的組合使用。

上述實施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均處在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。