本發(fā)明涉及工業(yè)冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于冷卻塔消霧凝水的氣氣換熱裝置。

背景技術(shù)：

冷卻塔因存在蒸發(fā)水量巨大和運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量白霧等問題而成為工業(yè)生產(chǎn)過程中工程改造的主要對象之一。我國人均水資源僅為世界平均水平的25％，其中工業(yè)循環(huán)冷卻用水占工業(yè)用水總量的60～80％。冷卻塔出口所產(chǎn)生的白霧不僅導(dǎo)致蒸發(fā)水量巨大，而且作為霧霾生成的前體物，造成工業(yè)園區(qū)和城市的大氣環(huán)境質(zhì)量下降，同時(shí)還有損企業(yè)自身的環(huán)保形象。因而，保證冷卻塔冷卻效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)消霧凝水功能是當(dāng)前工程界迫切需要解決的一項(xiàng)重要任務(wù)。

授權(quán)公告號(hào)為cn103727805b的中國專利文件公開了“一種深度凝水除霧環(huán)保裝置”，該裝置包括一種換熱裝置，由多排菱形布置的換熱組件組成，其換熱組件由各自密閉的熱通道和冷通道交替組成，每個(gè)通道由相鄰換熱板組成并通過粘接柱接合。該裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，換熱面積較小且換熱器菱形布置造成阻力較大，因而凝水效率不高且風(fēng)機(jī)耗能較大。

申請公布號(hào)為cn106403637a的中國專利文件公開了“一種消霧節(jié)水冷卻塔裝置”，該裝置的換熱模塊布置有多條橫向氣流通道和縱向氣流通道，所述的換熱模塊是由多塊換熱膜片相互疊加組成。該裝置引導(dǎo)冷空氣通過橫向氣流通道進(jìn)入冷卻塔中心，但冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)在中心區(qū)域風(fēng)壓較小，不利于干冷空氣與冷卻塔內(nèi)濕熱空氣的混合換熱，因而消霧凝水效果較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種用于冷卻塔消霧凝水的氣氣換熱裝置，結(jié)構(gòu)簡單、消霧凝水效果好、具有可推廣性。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種用于冷卻塔消霧凝水的氣氣換熱裝置，包括軸流風(fēng)機(jī)、漸擴(kuò)通道和氣氣換熱器；

所述的氣氣換熱器包括氣體流向相互垂直的干冷空氣流道和濕熱空氣流道，若干個(gè)干冷空氣流道和若干個(gè)濕熱空氣流道呈交替相鄰布置；氣氣換熱器位于冷卻塔內(nèi)部，其濕熱空氣進(jìn)口連接在冷卻塔內(nèi)除霧器上部，濕熱空氣出口與冷卻塔出口連接；

所述的干冷空氣流道和濕熱空氣流道均由換熱板間隔布置結(jié)合而成，換熱板沿濕熱空氣流動(dòng)方向呈非平面設(shè)置。

所述的軸流風(fēng)機(jī)和漸擴(kuò)通道沿干冷空氣流動(dòng)方向順次布置連通在干冷空氣流道前端；軸流風(fēng)機(jī)和漸擴(kuò)煙道設(shè)置于冷卻塔外部側(cè)壁。

優(yōu)選的，干冷空氣流道的前端為干冷空氣進(jìn)口，后端為干冷空氣中心出口；干冷空氣流道位于濕熱空氣出口的一側(cè)開設(shè)有若干矩形孔，作為干冷空氣矩形孔出口。

進(jìn)一步，所述的換熱板位于濕熱空氣進(jìn)口一側(cè)的邊沿向干冷空氣中心出口方向傾斜且傾斜夾角α為0.5～2°。

優(yōu)選的，所述換熱板沿濕熱空氣流動(dòng)方向呈折線型或波浪型形狀。

優(yōu)選的，所述的氣氣換熱器單個(gè)干冷空氣流道寬度a與單個(gè)濕熱空氣流道寬度b滿足的數(shù)學(xué)關(guān)系為0.8a≤b≤2a。

優(yōu)選的，所述的換熱板厚度為δ為0.4～0.8mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明基于冷卻塔采用水作為循環(huán)冷卻劑，通過將攜帶熱量的循環(huán)水與流動(dòng)冷空氣直接接觸并混合以實(shí)現(xiàn)熱量交換的基本原理，同時(shí)考慮濕熱空氣的焓濕熱力學(xué)變化與液滴團(tuán)聚碰撞的動(dòng)力學(xué)過程，最終實(shí)現(xiàn)冷卻塔的消霧凝水功能。干冷空氣和濕熱空氣通過換熱板實(shí)現(xiàn)熱力狀態(tài)調(diào)整，降低冷卻塔內(nèi)濕熱空氣溫度，并將沿濕熱空氣流向的換熱板設(shè)置為非平面，促進(jìn)濕熱空氣中液滴團(tuán)聚碰撞動(dòng)力學(xué)過程的進(jìn)行，完成消霧過程的配合從而進(jìn)行初步的熱力凝水，即把濕熱空氣含濕量降低從而促進(jìn)液態(tài)水的形成與凝結(jié)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過軸流風(fēng)機(jī)保證干冷空氣的通風(fēng)量，干冷空氣與濕熱空氣首先經(jīng)過換熱板進(jìn)行間壁換熱，提高干冷空氣溫度后，由干冷空氣矩形孔出口排出的干冷空氣與濕熱空氣進(jìn)行混合換熱，調(diào)整冷卻塔內(nèi)濕空氣焓濕熱力變化過程，促使冷卻塔內(nèi)排出空氣的熱力學(xué)狀態(tài)遠(yuǎn)離濕空氣飽和焓濕曲線的可見羽霧區(qū)，最終實(shí)現(xiàn)冷卻塔白霧的整體消除。

進(jìn)一步的，本發(fā)明通過沿濕熱空氣流向的換熱板設(shè)置為折線型或波浪型形狀的設(shè)計(jì)以及流道尺寸的設(shè)計(jì)，更好的促進(jìn)濕熱空氣中液滴團(tuán)聚碰撞動(dòng)力學(xué)過程的進(jìn)行，并通過設(shè)置的傾斜角度合理的從干燥空氣中心出口排出凝結(jié)液態(tài)水，保證氣氣換熱裝置系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及實(shí)現(xiàn)消霧凝水功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述裝置的主視方向示意圖。

圖3為本發(fā)明氣氣換熱器折線型換熱板的截面示意圖。

圖4為本發(fā)明氣氣換熱器波浪型換熱板的截面示意圖。

圖5為本發(fā)明液滴團(tuán)聚碰撞凝水的原理示意圖。

圖中：軸流風(fēng)機(jī)1，漸擴(kuò)通道2，氣氣換熱器3，干冷空氣流道4，濕熱空氣流道5，換熱板6，矩形孔7。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

如圖1所示，本發(fā)明裝置沿干冷空氣流動(dòng)方向順次布置有軸流風(fēng)機(jī)1、漸擴(kuò)通道2和氣氣換熱器3。其中，氣氣換熱器3由干冷空氣流道4和濕熱空氣流道5組成，兩種流道均由換熱板6間隔布置結(jié)合而成，干冷空氣流道4的上部開設(shè)有矩形孔7。換熱板6間隔布置時(shí)，形成四邊開口的夾層空間，如圖2所示，夾層空間封閉水平方向上相對的兩個(gè)開口形成干冷空氣流道4，密封豎直方向上相對的兩個(gè)形成濕熱空氣流道5，使得干冷空氣流道4和濕熱空氣流道5的流向垂直且交替設(shè)置。軸流風(fēng)機(jī)1用于保證干冷空氣流量及克服流道阻力；漸擴(kuò)通道2用于連接軸流風(fēng)機(jī)1和氣氣換熱器3干冷空氣進(jìn)口；氣氣換熱器3由干冷空氣流道和濕熱空氣流道組成，用于提供間壁換熱的換熱面積，并強(qiáng)化干冷空氣與濕熱空氣混合以及促進(jìn)冷卻塔內(nèi)濕熱空氣中的液態(tài)水凝結(jié)。

實(shí)際操作時(shí)，如圖5所示，軸流風(fēng)機(jī)1正常工作，將環(huán)境中干冷空氣通過漸擴(kuò)通道2鼓入氣氣換熱器3的干冷空氣流道4中。與此同時(shí)，冷卻塔內(nèi)的濕熱空氣進(jìn)入濕熱空氣流道5。干冷空氣和濕熱空氣發(fā)生間壁換熱，干冷空氣溫度升高，濕熱空氣降溫并發(fā)生液滴凝結(jié)。隨著換熱過程的進(jìn)行，液滴發(fā)生團(tuán)聚長大，并隨濕熱空氣流動(dòng)，當(dāng)撞擊到呈非平面的折線型或波浪型形狀的換熱板6壁面時(shí)，將發(fā)生液滴碰撞并沿壁面滑落，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置對濕熱空氣的凝水功能。干冷空氣經(jīng)過氣氣換熱器3后將從矩形孔7和干冷空氣中心出口排出，濕熱空氣從濕熱空氣出口排出。經(jīng)過間壁換熱后的干冷空氣和濕熱空氣進(jìn)一步進(jìn)行混合換熱，通過對混合后空氣的焓濕熱力學(xué)狀態(tài)的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)冷卻塔出口處的白霧消除。

圖2所示為本發(fā)明裝置的主視圖，氣氣換熱器3的換熱板6下沿與水平方向具有夾角α為0.5～2°，目的在于對擴(kuò)散至干空氣通道4中的液態(tài)水進(jìn)行排水，避免因液態(tài)水的堆積而影響氣氣換熱裝置的正常功能。圖3所示為換熱板6的折線型截面形狀，圖4所示為換熱板6的波浪型截面形狀，兩種截面形狀均可實(shí)現(xiàn)氣氣換熱器的消霧凝水。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種用于冷卻塔消霧凝水的氣氣換熱裝置，結(jié)構(gòu)簡單、消霧凝水效果好、具有可推廣性。本發(fā)明沿干冷空氣流動(dòng)方向順次布置有軸流風(fēng)機(jī)、漸擴(kuò)通道和氣氣換熱器。軸流風(fēng)機(jī)用于保證干冷空氣流量及克服流道阻力；漸擴(kuò)通道用于連接軸流風(fēng)機(jī)和氣氣換熱器干冷空氣進(jìn)口；氣氣換熱器由干冷空氣流道和濕熱空氣流道組成，用于提供間壁換熱的換熱面積，并強(qiáng)化干冷空氣與濕熱空氣混合以及促進(jìn)冷卻塔內(nèi)濕熱空氣中的液態(tài)水凝結(jié)。氣氣換熱器的干冷空氣流道和濕空氣通道均由換熱板間隔布置而成，換熱板側(cè)面截面為折線型或波浪型形狀，干冷通道的上部開設(shè)有矩形孔。

技術(shù)研發(fā)人員：譚厚章;劉鶴欣;劉興;杜勇樂;蕭嘉繁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.31
技術(shù)公布日：2017.09.19