本發(fā)明屬于制冷空調(diào)熱泵技術(shù)及大氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于靜電噴霧的熱源塔裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)騰飛和城市化進(jìn)程不斷加快，能源問題和大氣污染問題也日益突出。一方面早在2010年我國就已經(jīng)超過美國成為世界上最大的能源消費(fèi)國，而其中單建筑能耗就占比30%左右。另一方面頻發(fā)的霾現(xiàn)象降低能見度，威脅人體健康，引起公眾前所未有的關(guān)注。因此，如何降低建筑能耗和降低大氣污染成為現(xiàn)階段我國主要面臨的兩大難題。

針對(duì)大氣污染問題，除霾塔利用太陽能或極少的電能可實(shí)現(xiàn)大氣的高效凈化，但由于處理能力有限、造價(jià)昂貴且無其他實(shí)際作用，尚無法得到廣泛的應(yīng)用。常見的噴淋設(shè)施利用水霧的碰撞和攔截作用，使塵粒隨水霧降落而使空氣凈化，但此種方法只對(duì)粒徑為10μm以上的污染物有較好效果，對(duì)大氣中2μm以下的細(xì)顆粒物基本無作用。

針對(duì)建筑能耗問題，熱源塔利用循環(huán)溶液與空氣的熱質(zhì)交換，采集空氣中的冷量或熱量為空調(diào)機(jī)組提供冷熱源，從而實(shí)現(xiàn)低品位能源向高品位能源的轉(zhuǎn)移。為了提高熱質(zhì)交換效率，避免結(jié)霜現(xiàn)象，熱源塔一般采用開式結(jié)構(gòu)，但現(xiàn)有的開式熱源塔存在很多問題，首先，溶液與空氣在塔內(nèi)直接接觸，勢(shì)必會(huì)有水霧隨空氣流出熱源塔，造成溶液漂散損失，對(duì)環(huán)境造成不利影響。已有靜電收液裝置雖能緩解上述問題，但靜電收液裝置通常需在填料內(nèi)側(cè)進(jìn)行大范圍布置且單位面積內(nèi)整合了多組電極，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，而且穩(wěn)定性差，維修困難。其次，熱源塔內(nèi)的填料增大了空氣阻力，減小了進(jìn)風(fēng)量，填料性能也會(huì)受到水溫水質(zhì)變化的影響。無填料熱源塔雖能部分緩解上述問題，但也存在著噴淋阻力大，水霧直徑大以及水霧在熱源塔內(nèi)分布不均勻等問題，對(duì)溶液與空氣換熱產(chǎn)生明顯影響。

因此，如何解決現(xiàn)有除霾裝置實(shí)用性不高以及熱源塔的飄散、布液等問題，設(shè)計(jì)一種可以凈化空氣且布液均勻、高效收液的熱源塔裝置成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能有效降低水霧的飄散損失和高效凈化空氣的基于靜電噴霧的熱源塔裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于靜電噴霧的熱源塔裝置，包括塔體、供回水系統(tǒng)、靜電噴霧系統(tǒng)、集液系統(tǒng)和電控系統(tǒng)；靜電噴霧系統(tǒng)設(shè)于塔體內(nèi)，靜電噴霧系統(tǒng)和集液系統(tǒng)均與供回水系統(tǒng)相連，電控系統(tǒng)與靜電噴霧系統(tǒng)相連。

進(jìn)一步，塔體包括風(fēng)筒、外殼和進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)筒設(shè)于外殼頂端，進(jìn)風(fēng)口設(shè)于外殼中下部。熱源塔裝置還包括風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)包括風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)與風(fēng)扇設(shè)于風(fēng)筒內(nèi)。供回水系統(tǒng)包括供水水管、回水水管。

進(jìn)一步，靜電噴霧系統(tǒng)包括分液管、噴霧器和靜電發(fā)生器。分液管設(shè)置在風(fēng)機(jī)下方，分液管外接供水水管，分液管下表面設(shè)有若干支管，各支管均勻分布在分液管下表面，噴霧器設(shè)于支管末端，靜電發(fā)生器設(shè)于噴霧器的噴口外周。

進(jìn)一步，集液系統(tǒng)包括上集液網(wǎng)、下集液網(wǎng)、集液池、集液格柵和集液槽。上集液網(wǎng)安裝在分液管與風(fēng)機(jī)之間，集液池位于塔體底部，集液池的池底設(shè)有排液口，排液口與回水水管相連。下集液網(wǎng)安裝在集液池上方。下集液網(wǎng)的水平位置低于所述進(jìn)風(fēng)口的底端。角度可調(diào)的集液格柵安裝在進(jìn)風(fēng)口處，集液槽設(shè)于集液格柵下方，集液槽底面坡向塔體內(nèi)部。

進(jìn)一步，電控系統(tǒng)包括直流高壓電源、電壓控制器和短路保護(hù)器，直流高壓電源的一極（正極或負(fù)極）與靜電發(fā)生器相連，直流高壓電源的另一極（負(fù)極或正極）經(jīng)電壓控制器和短路保護(hù)器后接地。電壓控制器可實(shí)時(shí)控制所述直流高壓電源輸出電壓的大小。

進(jìn)一步，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還包括溫濕度監(jiān)測(cè)儀，溫濕度監(jiān)測(cè)儀設(shè)置在塔體的進(jìn)風(fēng)口外側(cè)。

進(jìn)一步，熱源塔的塔體宜為絕緣塔體。絕緣塔體采用絕緣材料制成。所述絕緣材料為現(xiàn)有材料。如：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（gfrp）

進(jìn)一步，供水水管外接現(xiàn)有空調(diào)主機(jī)側(cè)的循環(huán)溶液出口端，回水水管通過水泵外接現(xiàn)有空調(diào)主機(jī)側(cè)的循環(huán)溶液入口端。

進(jìn)一步，熱源塔的塔體的外形輪廓可為圓形或矩形，或其它形狀。

進(jìn)一步，風(fēng)機(jī)宜為三速風(fēng)機(jī)或變速風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步，上集液網(wǎng)、下集液網(wǎng)均為導(dǎo)電網(wǎng)，集液池為導(dǎo)電池，上集液網(wǎng)、下集液網(wǎng)、集液池均由導(dǎo)電材料（如金屬等）制成。上集液網(wǎng)、下集液網(wǎng)、集液池均接地。

進(jìn)一步，上集液網(wǎng)、下集液網(wǎng)和集液格柵均與塔體可拆式連接?？刹鹗竭B接的方式可為螺紋連接、卡扣連接和鉸鏈連接等?？刹鹗竭B接的方式有多種，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，在此不作限定。如螺紋連接時(shí)：上集液網(wǎng)的兩端、下集液網(wǎng)的兩端、集液格柵的兩端均可通過螺栓與塔體可拆式連接。或者其它方式。

進(jìn)一步，集液格柵由外部框架和內(nèi)外兩層百葉組成，內(nèi)外兩層百葉均裝在外部框架上，其中外層百葉橫向設(shè)置，內(nèi)層百葉縱向設(shè)置。

進(jìn)一步，集液池的池底內(nèi)表面設(shè)有納米吸附層。集液池的的池底設(shè)有排污口，方便清污。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，塔內(nèi)無填料及慣性收液器，大大減小了空氣阻力，提高進(jìn)氣效率。帶電霧滴表面產(chǎn)生與液面張力相反的電荷作用力，可減小霧化阻力。帶電霧滴在電暈的強(qiáng)作用下可進(jìn)一步分裂成細(xì)小霧滴，霧化程度高。利用靜電噴霧系統(tǒng)產(chǎn)生荷電霧滴，使其與集液系統(tǒng)感應(yīng)產(chǎn)生靜電場(chǎng)，霧滴在重力及電場(chǎng)力的共同作用下定向運(yùn)動(dòng)，可大幅降低水霧的飄散損失；霧滴運(yùn)動(dòng)過程中帶同性電荷的霧滴之間相互排斥，不發(fā)生凝聚，使布液更加均勻，換熱效率更高。裝置內(nèi)靜電場(chǎng)的電場(chǎng)力及荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并等，共同對(duì)空氣中細(xì)顆粒物起捕集作用，可有效去除空氣中2μm以下的顆粒污染物，以此實(shí)現(xiàn)空氣的高效凈化。電控系統(tǒng)可根據(jù)裝置運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)電壓或切斷電源，保證裝置高效、安全運(yùn)行。利用本發(fā)明可顯著提高熱源塔進(jìn)氣效率、霧化效率，降低水霧的飄散損失，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的高效凈化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于靜電噴霧的熱源塔裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中集液池的池底內(nèi)表面的平面圖。

圖中：1——風(fēng)扇，2——風(fēng)機(jī)，3——風(fēng)筒，4——上集液網(wǎng)，5——外殼，6——進(jìn)風(fēng)口，7——下集液網(wǎng)，8——集液池，8a——排液口，8b——納米吸附層，9——供水水管，10——回水水管，11——分液管，12——噴霧器，13——靜電發(fā)生器，14——直流高壓電源，15——電壓控制器，16——短路保護(hù)器，17——溫濕度監(jiān)測(cè)儀，18——集液格柵，19——集液槽，20——排污口。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

參照?qǐng)D1，一種基于靜電噴霧的熱源塔裝置，包括塔體、供回水系統(tǒng)、靜電噴霧系統(tǒng)、集液系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。靜電噴霧系統(tǒng)設(shè)于塔體內(nèi)，靜電噴霧系統(tǒng)和集液系統(tǒng)均與供回水系統(tǒng)相連，電控系統(tǒng)與靜電噴霧系統(tǒng)相連。

塔體包括風(fēng)筒3、外殼5和進(jìn)風(fēng)口6。熱源塔的塔體為絕緣塔體。絕緣塔體采用絕緣材料制成。所述絕緣材料為現(xiàn)有材料。如：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（gfrp）。風(fēng)筒3設(shè)于外殼5頂端，進(jìn)風(fēng)口6設(shè)于外殼5中下部。

熱源塔裝置還包括風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)2和風(fēng)扇1。風(fēng)機(jī)2與風(fēng)扇1設(shè)置在風(fēng)筒3內(nèi)。

供回水系統(tǒng)包括供水水管9、回水水管10。供水水管9外接現(xiàn)有空調(diào)主機(jī)側(cè)的循環(huán)溶液出口端，回水水管10通過水泵外接現(xiàn)有空調(diào)主機(jī)側(cè)的側(cè)循環(huán)溶液入口端。

靜電噴霧系統(tǒng)包括分液管11、噴霧器12和靜電發(fā)生器13。分液管11設(shè)置在風(fēng)機(jī)2下方，分液管11外接供水水管7，分液管11下表面設(shè)有若干支管，各支管均勻分布在分液管11下表面，噴霧器12設(shè)于支管末端，靜電發(fā)生器13設(shè)于噴霧器12的噴口外周。

集液系統(tǒng)包括上集液網(wǎng)4、下集液網(wǎng)7、集液池8、集液格柵18和集液槽19。上集液網(wǎng)4、下集液網(wǎng)7均為導(dǎo)電網(wǎng)，集液池8為導(dǎo)電池，上集液網(wǎng)4、下集液網(wǎng)7和集液池8均由導(dǎo)電材料（如金屬）制成，并做接地處理。上集液網(wǎng)4安裝在分液管11與風(fēng)機(jī)2之間，集液池8位于塔體底部，集液池8的池底設(shè)有排液口8a，排液口8a與回水水管10相連。下集液網(wǎng)7安裝在集液池8上方。集液網(wǎng)7的水平位置低于所述進(jìn)風(fēng)口的底端。集液格柵18安裝在進(jìn)風(fēng)口6處。集液格柵18由外部框架和內(nèi)外兩層百葉組成，內(nèi)外兩層百葉均裝在外部框架上，其中外層百葉橫置，內(nèi)層百葉縱置，外層百葉的角度可根據(jù)氣候狀況進(jìn)行調(diào)整，集液槽16設(shè)于集液格柵18下方，集液槽16底面坡向塔體內(nèi)部。

集液池8的池底內(nèi)表面設(shè)有納米吸附層8b。集液池的的池底設(shè)有排污口20，方便清污。

風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還包括溫濕度監(jiān)測(cè)儀17，溫濕度監(jiān)測(cè)儀17設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口6外側(cè)。

電控系統(tǒng)包括直流高壓電源14、電壓控制器15和短路保護(hù)器16，直流高壓電源14負(fù)極與靜電發(fā)生器13相連，直流高壓電源14的正極經(jīng)電壓控制器15和短路保護(hù)器16后接地。上集液網(wǎng)4、下集液網(wǎng)7和集液池8亦接地。

上集液網(wǎng)4和下集液網(wǎng)7均為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

工作原理：

熱源塔運(yùn)行時(shí)，靜電發(fā)生器13在直流高壓電源14的作用下產(chǎn)生高壓靜電，當(dāng)電源電壓足夠高時(shí)，高壓靜電使靜電發(fā)生器13附近區(qū)域形成電離區(qū)，電離區(qū)中的空氣激烈地離子化和發(fā)熱，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電暈。本實(shí)施例中，靜電發(fā)生器13外接直流高壓電源14負(fù)極。啟動(dòng)水泵，供水水管9向分液管11供循環(huán)溶液，循環(huán)溶液經(jīng)分液管11下表面的支管從噴霧器12的噴口噴出。噴出的霧滴經(jīng)過靜電發(fā)生器時(shí)因接觸而帶電，帶電的霧滴表面產(chǎn)生與其液面張力相反的電荷作用力，使霧化阻力減小，同時(shí)帶電霧滴在電暈的強(qiáng)作用下可進(jìn)一步分裂成細(xì)小霧滴，從而有利于提高霧化程度。根據(jù)靜電感應(yīng)原理，上集液網(wǎng)4的下表面、下集液網(wǎng)7的上表面和集液池8的池底內(nèi)表面將產(chǎn)生與靜電發(fā)生器13極性相反的電荷，上集液網(wǎng)4的下表面與靜電發(fā)生器13之間形成上靜電場(chǎng)，下集液網(wǎng)7的上表面與靜電發(fā)生器13之間形成下靜電場(chǎng)。在下集液網(wǎng)7的上表面產(chǎn)生與靜電發(fā)生器13極性相反的電荷時(shí)，下集液網(wǎng)7的下表面產(chǎn)生與靜電發(fā)生器13極性相同的電荷。絕大部分荷電水霧在下靜電場(chǎng)的電場(chǎng)力及重力的作用下將沿著下靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線向下運(yùn)動(dòng)，與下集液網(wǎng)7接觸后釋放電荷后進(jìn)入集液池8。少部分荷電水霧在風(fēng)力作用下越過分液管11進(jìn)入上靜電場(chǎng)，被上集液網(wǎng)4攔截并釋放電荷，霧滴凝聚后在重力作用下穿過下集液網(wǎng)7落入下方集液池8中成為循環(huán)溶液，從而大幅度減少水霧的飄散損失。霧滴運(yùn)動(dòng)過程中帶同性電荷的霧滴之間相互排斥，不發(fā)生凝聚，使布液更加均勻，換熱效率更高。同時(shí)空氣中的細(xì)微顆粒物在塔內(nèi)荷電霧滴的碰撞攔截、吸附凝并等作用下被捕捉帶電，最終在電場(chǎng)力的作用下隨霧滴到達(dá)上集液網(wǎng)4、下集液網(wǎng)7。

極少部分吸附有細(xì)微顆粒的霧滴沒有經(jīng)下集液網(wǎng)釋放電荷便直接進(jìn)入集液池，進(jìn)入集液池的荷電霧滴在帶極性相反電荷的集液池8的池底內(nèi)表面作用下，釋放電荷?？諝庵械募?xì)微顆粒進(jìn)入集液池后，集液池中的循環(huán)溶液在重力和水泵的作用下，從排液口8a流出。由于集液池8內(nèi)表面設(shè)有納米吸附層8b，集液池內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)溶液中的細(xì)微顆粒，被納米吸附層8b吸附，從而避免顆粒進(jìn)入排液口8a。集液池底部設(shè)置排污口20，方便清污。

集液格柵18外層的橫置百葉可防止雨、雪及異物（如樹葉等）通過進(jìn)風(fēng)口直接進(jìn)入塔內(nèi)，從而影響裝置正常運(yùn)行；內(nèi)層的縱置百葉可對(duì)塔內(nèi)噴濺至進(jìn)風(fēng)口處的霧滴進(jìn)行攔截收集，并通過其底部的集液槽16將霧滴送入集液池成為循環(huán)溶液，從避免溶液散失。

本實(shí)施例中的電壓控制器15可實(shí)時(shí)控制直流高壓電源14輸出電壓的大小，實(shí)現(xiàn)最佳荷質(zhì)比；當(dāng)發(fā)生擊穿或短路現(xiàn)象，短路保護(hù)器16在第一時(shí)間斷開電路。電壓控制器15和短路保護(hù)器16均為現(xiàn)有設(shè)備。

本實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)2采用變速風(fēng)機(jī)，可根據(jù)溫濕度監(jiān)測(cè)儀17的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行，使整個(gè)熱源塔裝置在不同天氣工況及負(fù)荷下保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型,倘若這些修改和變型在本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則這些修改和變型也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。