設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及冷卻塔。一種設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，包括水塔、對流經(jīng)水塔的水進行散熱的水能風機和壓力補償泵，所述水塔設(shè)有進水管和出水管，所述水能風機包括風機和驅(qū)動風機的水輪機，所述水輪機設(shè)有水輪機進水口和水輪機出水口，所述水輪風機進水口同所述出水管連接在一起，所述壓力補償泵設(shè)有壓力補償泵出水口和壓力補償泵進水口，所述壓力補償泵出水口同所述水輪機進水口連接在一起。本實用新型提供了一種水能風機能夠完全替代電動風機的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，解決了現(xiàn)有的冷卻塔不能夠通過水能風機完全替代電能風機的問題。
【專利說明】設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及冷卻塔，尤其涉及一種設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔。

【背景技術(shù)】
[0002]最初的冷卻塔的散熱風機為電動力風機，即通過電動機對風葉進行驅(qū)動的風機。為了充分利用冷卻塔的回水勢能，近年開發(fā)出了通過水輪機進行驅(qū)動的風機即水動力風機(又稱水能風機)。在中國專利號為2008200995912、授權(quán)公告日為2009年5月9號、名稱為“水能風機”的專利文件中公開了一種水能風機。水動力風機包括風機和驅(qū)動風機的水輪機，水動力風機的工作原理為:利用帶有壓力的上塔循環(huán)水以一定流速和方向流進水輪機的轉(zhuǎn)輪曲面葉片內(nèi)，經(jīng)水輪機成型的葉道對水流產(chǎn)生約束，使水流給水輪機葉片的作用力推動風機轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。在中國專利號為2010105540173、申請公布日為2012年5月30號、名稱為“冷卻涼水塔”的專利文件中公開了一種設(shè)有水能風機的冷卻塔。
[0003]雖然該專利文件中認為能夠通過現(xiàn)有的水能風機完全替代電動風機而實現(xiàn)節(jié)能的目的。但是在實際應(yīng)用過程中并不能夠利用水能風機去完全替代電動風機而實現(xiàn)對冷卻塔的散熱來滿足冷卻塔的散熱需要。經(jīng)過實驗于分析，發(fā)現(xiàn)不能完全替代的根本原因是絕大多數(shù)的上塔循環(huán)水的做功小于電動風機的做功。特別是在一般設(shè)計塔式冷卻塔設(shè)計水量都大于實際水量而較大配置的電動風機更使水動力風機達不到電動風機效果。僅從計算就可證明。例如lOOMVh，500M3/h, 100M3A, 1500M3/h, 2500目M3/h冷卻塔選用電機功率是:4KW, 18KW, 45KW, 55KW, 132KW。實際經(jīng)常流量:70M3/h, 350M3/h, 700M3/h, 1050M3/h, 1750M3/h.水動力風機軸功率按標定流量70%計算分別是:3.6KW，18KW，36KW，54KW，90KW(計算按水泵軸功率計算公式為:N=QH/367/ η，η取0.8。H取15米(實際回水壓力也只有0.15MPa左右)。實際還要考慮可靠性原則很多標定流量有時只有60%，阻力也根據(jù)具體情況還要修正。在這種情況下用水能風機完全替代電動風機實際就是達不到電動風機的效果。特別是在炎熱夏季更是失敗。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供了一種水能風機能夠完全替代電動風機的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，解決了現(xiàn)有的冷卻塔不能夠通過水能風機完全替代電能風機的問題。
[0005]以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的:一種設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，包括水塔、對流經(jīng)水塔的水進行散熱的水能風機和壓力補償泵，所述水塔設(shè)有進水管和出水管，所述水能風機包括風機和驅(qū)動風機的水輪機，所述水輪機設(shè)有水輪機進水口和水輪機出水口，所述水輪風機進水口同所述出水管連接在一起，所述壓力補償泵設(shè)有壓力補償泵出水口和壓力補償泵進水口，所述壓力補償泵出水口同所述水輪機進水口連接在一起。本實用新型的工作過程為:工作源中的需要冷卻的熱水經(jīng)進水管進入冷卻塔被冷卻后再經(jīng)出水管流出而回到工作源，回收管中的水回流時利用勢能而驅(qū)動水輪機、水輪機驅(qū)動風機而對冷卻塔中的水進行散熱，當冷卻塔的工作環(huán)境產(chǎn)生改變(如所處空間溫度上升)導(dǎo)致利用冷卻塔的回水的勢能驅(qū)動水輪機去使風機工作的功率不能夠滿足散熱要求時，則啟動壓力補償泵，壓力補償泵將增壓后的水也一并送人到水輪機的進水口、啟動提高水輪機的進口壓力的作用，從而使得水能機風機的輸出功率提高、起到增大水能風機的散熱能力的作用。壓力補償泵的功率選擇以能夠滿足補償要求即可。
[0006]作為優(yōu)選，所述壓力補償泵進水口同所述水輪機出水口連接在一起。能夠既增加水輪機的進口壓力又增加水輪機進口流量的作用，補償效果好。
[0007]作為另一優(yōu)選，所述壓力補償泵進水口同所述進水管連接在一起。能夠借用輸送熱水給冷卻塔的電機的功率對水輪機進行補償，補償效果好。
[0008]作為另一優(yōu)選，所述壓力補償泵進水口同所述出水管連接在一起。
[0009]本實用新型還包括驅(qū)動所述壓力補償泵的電機。
[0010]作為優(yōu)選，所述電機為變頻電機。由于水輪機需要補償?shù)墓δ懿皇呛愣ú蛔兊?，壓力補償泵采用變頻電機進行驅(qū)動能夠使得壓力補償泵的輸出功率始終同水輪機的補償量匹配，能夠更好地節(jié)約能源。能夠在不需要補償?shù)臅r段，以低能耗的方式使壓力補償泵工作、防止水泵壓力補償泵長期不用而銹蝕損壞。為了節(jié)省投資，在全年水流量變化不大的條件下，僅考慮冬季維護性運行其他季節(jié)補償比較穩(wěn)定情況下可以采用非變頻電機拖動。
[0011]本實用新型還包括三通節(jié)點，所述三通節(jié)點包括同水輪機進水口連接在一起的第一端口、同壓力補償泵出水口連接在一起的第二端口和同所述出水管連接在一起的第三端口，所述第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角大于所述第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角，所述第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角大于等于120°。能夠使壓力補償泵輸出的水更加充分順暢地流到水輪機。增壓效果好。
[0012]作為優(yōu)選，所述第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角小于等于45°。能夠進一步提高增壓補償效果。
[0013]本實用新型具有下述優(yōu)點:通過在水輪機的進口端設(shè)置壓力補償泵，使得風機的輸出功率不夠時能夠通過壓力補償泵來提高水輪機的進口壓力、從而對水能風機的輸出功率進行補償、以實現(xiàn)水能風機的功率始終能夠滿足冷卻塔的工作需要，實現(xiàn)了在冷卻塔中水能風機對電動風機的完全替代。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例一的示意圖。
[0015]圖2為本實用新型實施例二的示意圖。
[0016]圖3為本實用新型實施例三的示意圖。
[0017]圖中:水塔1、布水器11、出水管12、水能風機2、風機21、水輪機22、水輪機進水口221、水輪機出水口 222、第一水管23、壓力補償泵3、壓力補償泵進水口 31、壓力補償泵出水口 32、第二水管33、第三水管34、三通節(jié)點4、第一端口 41、第二端口 42、第三端口 43、第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角A、第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角B。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0019]實施例一，參見圖1，一種設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，包括水塔1、水能風機2和壓力補償泵3。
[0020]水塔I內(nèi)設(shè)有布水器11。水塔I還設(shè)有進水管(圖中沒有畫出)和出水管12。
[0021]水能風機2包括風機21和驅(qū)動風機的水輪機22。一個本實用新型(即一個冷卻塔系統(tǒng))中可以有一個或多個水能風機2，圖中是在有多個水能風機的情況下示意性畫出了一個水能風機。水能風機2用于給流經(jīng)水塔I的水散熱。水輪機22設(shè)有水輪機進水口 221和水輪機出水口 222。水輪機進水口 221通過第一水管23同出水管12連接在一起。
[0022]壓力補償泵3通過電機進行驅(qū)動。驅(qū)動壓力補償泵的電機在圖中沒有畫出、為變頻電機，當然非變頻電機也可以。壓力補償泵3設(shè)有壓力補償泵出水口 32和壓力補償泵進水口 31。壓力補償泵出水口 32通過第二水管33同水輪機進水口 21連接在一起。壓力補償泵進水口 31通過第三水管34同出水管12連接在一起。
[0023]第二水管33的出口端連接在第一水管23上而形成三通節(jié)點4。三通節(jié)點4包括第一端口 41、第二端口 42和第三端口 43。第一端口 41同水能機進水口 21連接在一起。第二端口 42同壓力補償泵出水口 32連接在一起。第三端口 43同出水管12連接在一起。第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角A為150°。第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角B等于30°。實際設(shè)計中當?shù)诙丝诘姆较蚓€和第一端口的方向線之間的夾角A大于等于120°、第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角B不大于45°、且第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角A大于第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角B時都能夠達到良好的補充效果。
[0024]使用時,工作源的熱水進進水管進入水塔I,布水器11將水散開而散熱,水能風機2也對水進行散熱，散熱后的水經(jīng)出水管12流出，從水輪機出水口 32流出的水流回工作源。出水管12中的水流向水輪機22時、該部分水的勢能驅(qū)動水輪機22轉(zhuǎn)動，水輪機22驅(qū)動風機21轉(zhuǎn)動而進行散熱；如果此時僅利用回水的勢能不能夠使水能風機2滿足散熱要求、則通過壓力補償泵3將一步分水的壓力提升后再輸出給水輪機22，從而使得水輪機22的輸出功率提升到風機21能夠滿足散熱要求。
[0025]實施例二，參見圖2，同實施例一的不同之處為:壓力補償泵進水口 31通過第三水管34同水輪機出水口 222連接在一起。
[0026]實施例三，參見圖3，同實施例一的不同之處為:壓力補償泵進水口 31通過第三水管34同水塔I的進水管連接在一起。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，包括水塔和對流經(jīng)水塔的水進行散熱的水能風機，所述水塔設(shè)有進水管和出水管，所述水能風機包括風機和驅(qū)動風機的水輪機，所述水輪機設(shè)有水輪機進水口和水輪機出水口，所述水輪風機進水口同所述出水管連接在一起，其特征在于，還包括壓力補償泵，所述壓力補償泵設(shè)有壓力補償泵出水口和壓力補償泵進水口，所述壓力補償泵出水口同所述水輪機進水口連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，所述壓力補償泵進水口同所述水輪機出水口連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，所述壓力補償泵進水口同所述進水管連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，所述壓力補償泵進水口同所述出水管連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，還包括驅(qū)動所述壓力補償泵的電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，所述電機為變頻電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，還包括三通節(jié)點，所述三通節(jié)點包括同水輪機進水口連接在一起的第一端口、同壓力補償泵出水口連接在一起的第二端口和同所述出水管連接在一起的第三端口，所述第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角大于所述第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角，所述第二端口的方向線和第一端口的方向線的夾角大于等于120°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)有補償式水能風機的冷卻塔，其特征在于，所述第二端口的方向線和第三端口的方向線的夾角小于等于45°。
【文檔編號】F28F25/10GK203837518SQ201420085689
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】黃臨生, 屠福綱 申請人:黃臨生, 新鄉(xiāng)市天智冶金機械設(shè)備有限公司