一种流体的冷却方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种流体的冷却方法及装置，包括空冷器，空冷器至少包括由被冷却流体流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管；所述片状薄板表面单侧或两侧涂有亲水涂料层；片状薄板与流通的空气接触。使用所述空冷器对流体的冷却在大气温度高的时段向翅片管布水，在大气温度低的时段不向翅片管布水或分段布水。本发明专利技术通过翅片表面涂覆亲水涂料，并应用挡风布水方式在翅片表面形成均匀稳定的水膜，在大气的高温时段通过对翅片直接的水膜水汽化潜热吸热强制蒸发换热，大幅提高了设备的冷却能力，本发明专利技术具有节水效果显著，投资费用少，运行成本低的特点。

A cooling method and device for a fluid

【技术实现步骤摘要】
一种流体的冷却方法及装置
本专利技术涉及一种流体的冷却方法及装置，特别是对工业过程中的循环冷却水的降温和蒸汽的冷凝，利用水蒸发换热弥补空气在高温时段冷却能力的不足，保证循环冷却水降温循环利用和蒸汽冷凝的效果，又达到减小装置规模、节省设备投资和运行费用的目的，属于工业水循环、工业冷却和空气冷却节水领域。
技术介绍
为保证工业生产过程正常运行，需要对很多工艺进行冷却处理。天然水由于价格低廉、资源丰富、热传递性能优良等特点，常作为传热介质被用于工业冷却，称为冷却水。冷却水是工业水最大用户，在炼铁、冶金及石油化工行业尤为突出，对温度升高后的冷却水进行降温再循环使用是节约工业用水的重要途径。现阶段，开放式冷却塔和空冷器是常见的两种工业冷却装置，各有优点和不足。在开放式冷却塔中，自洒水单元洒落的冷却水与空气直接对流换热，取热能力大，但部分冷却水因蒸发汽化和被空气吹散带走造成水的损耗，需持续的补充新水，也易引起管道结垢和腐蚀问题。利用空气冷却的干空冷器可实现节水，但空气的密度和热容比水小得多，空气侧膜的传热效果差，冷却装置庞大；干空冷受介质温度和环境温度限制，要满足高温时段工业生产所需的冷却要求就必然带来低温时段冷却能力的严重过剩，造成设备浪费。湿空冷器在一定程度弥补了干空冷器缺点，依靠喷淋水增湿降温强化传热，既减少设备投资又保证高温时段冷却效果；但现有的湿空冷器受布水方式和管束材料限制，喷淋水在管束表面易凝结成大水滴或出现水膜架桥，受风机抽吸作用水膜常被空气冲破，既干扰蒸发换热，也造成喷淋水的吹散损失。同样，如电厂及其他工业加热使用的蒸汽的冷凝若采用空冷器，其特点也与循环冷却水的降温相同，存在如上诸多问题。另外，采用在空气入口处喷水使湿空气降低到接近湿球温度后与翅片换热的方法，也能够增强翅片的换热能力，但实际只是降温后的空气与翅片换热，虽提高了冷却能力，但水汽化降温后的湿空气与翅片的换热，仍属于只有热传导降温的方式，水汽化的冷却能力并未得到充分的发挥。如果能在夏季高温时段将水汽化的潜热吸热直接用于循环水的冷却，就可使冷却能力和效果大幅提升。因此，根据循环冷却水降温和蒸汽冷凝的现存困难，开发一种以空气冷却为主，在大气温度高的时段通过水汽化的潜热吸热强制蒸发换热，大幅提高冷却能力和效果，做到设备投资低，运行费用少，又具有良好节水效果的装置和方法就显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可大幅压缩投资成本，保障循环冷却水降温和蒸汽冷凝(通称为流体的冷却)效果又节水的空气冷却装置和方法。结合空气冷却和水膜水汽化潜热吸热强制蒸发换热的固有特点，通过冷却模式和装置的革新实现大气温度随动多介质削峰复合运行，实现高效率、低成本、宽负荷范围的节水运行，适应多种冷却水质和蒸汽的密闭循环冷却，为工业节水提供一条经济可行的技术手段和装置保障。本专利技术具有节水效果显著，投资费用少，运行成本低的特点。本专利技术的技术采用如下方案实现：一种流体的冷却装置，其特征是包括空冷器，空冷器至少包括由被冷却流体流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管；所述片状薄板表面单侧或两侧涂有亲水涂料层；片状薄板与流通的空气接触。所述流体的冷却装置，其特征是在所述翅片管上部设置有向翅片管布水的布水机构；布水机构由布水器、支撑布水器移动的轨道、连接布水器的供水管道组成，布水器可在支撑布水器移动的轨道上往复移动，或布水机构由沿流体管长度方向分段设置的分段布水器、连接分段布水器的供水管道组成，不同段的布水器的喷水由阀门独立控制。所述流体的冷却装置，其特征是在所述翅片管上部设置有向翅片管布水的布水装置；所述布水装置至少由设置在翅片管上部的布水机构和设置在翅片管下部的挡风机构组成；布水机构由布水器、支撑布水器移动的轨道、连接布水器的供水管道组成，布水器可在支撑布水器移动的轨道上往复移动，或布水机构由沿流体管长度方向分段设置的分段布水器、连接分段布水器的供水管道组成，不同段的布水器的喷水由阀门独立控制；挡风机构由移动挡风板、支撑挡风板移动的轨道、与移动挡风板连接的回水管道组成，挡风板可在支撑挡风板移动的轨道上往复移动，或挡风机构为沿流体管长度方向分段设置有分段挡风板，分段挡风板可翻转成与翅片管平行或垂直的位置，不同段的挡风板单独控制；通过调整移动挡风板位置或分段挡风板与翅片管的相对位置，使得布水器在实施布水时挡风板能够阻挡空气从下部进入所述实施布水翅片管段的翅片之间的空间。应用所述冷却装置进行流体冷却的方法，其特征是所述设置在翅片管上部的布水机构和设置在翅片管下部的挡风机构的连动是通过自动控制协调实现，或通过布水机构和挡风机构的刚性连接协同动作实现。所述流体的冷却装置，其特征是所述挡风板下端设置有收集水的沟槽，该沟槽收集的水能够流入与流体管平行设置的导水管内，导水管水出口与布水泵的入口相连接或与二级利用水管入口相连接。所述流体的冷却装置，其特征是由两组被冷却流体流通的流体管和与流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管串联，根据被冷却流体流动方向将所述两组翅片管区分为流体管上游段翅片管和流体管下游段翅片管，流通的空气穿过流体管下游段翅片管后再进入流体管上游段翅片管；流体管下游段翅片管的上部设置布水装置，流体管上游段翅片管上部设置或不设置布水装置，可在流体管上游段翅片管和下游段翅片管上均不实施布水，或在流体管上游段翅片管上不实施布水，在流体管下游段翅片管上实施布水，或在流体管上游段翅片管和下游段翅片管均实施布水。应用所述冷却装置进行流体冷却的方法，其特征是使用所述空冷器对流体的冷却在大气温度高的时段向所述翅片管布水，在大气温度低的时段不向翅片管布水或分段布水。所述流体的冷却装置，其特征是在所述被冷却流体流通的流体管及其流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管与换热金属管串联，翅片管的被冷却流体的出口与金属换热管的被冷却流体入口相连接；翅片管的片状薄板表面单侧或两侧涂有亲水涂料层或不涂亲水涂料层，换热金属管外壁涂有亲水涂料层；空气穿过换热金属管后进入翅片管；在换热金属管和翅片管上实施都布水或分段布水或都不布水。所述流体的冷却装置，其特征是不在翅片管上部设置向所述翅片管布水的布水机构，而是在空冷器的空气进口侧设置有向所述翅片管喷水的喷水机构，或在空气进口侧设置有向空气喷水的喷水机构。应用所述流体的冷却装置进行流体冷却的方法，其特征是在大气温度低的时段进行翅片管上的布水冷却得到冷却水储存于冷水储罐中或用机械制冷得到冷水储存于冷水储罐中，在大气温度高的时段将冷水储罐中的冷水作为向翅片管布水的水源使用或与冷却器的出口流体混合向用户供应冷水。具体说明如下：实现循环冷却水降温和蒸汽冷凝的空冷器的基本功能单元是被冷却流体流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管，在片状薄板表面单侧或两侧板表面涂覆亲水涂料层，向空冷器布水时，在亲水涂料层上会迅速散开形成均匀稳定的水膜，不易凝结成水珠，消除片状薄板间的水桥，提高换热能力；同时，空气流过翅片时，水汽化既从空气吸热，更多的从翅片直接吸热，通过水汽化潜热吸热，达到从被冷却流体中快速吸热使其降温的目的。亲水涂料希望是耐腐蚀、导热性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体的冷却装置，其特征是包括空冷器，空冷器至少包括由被冷却流体流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管；所述片状薄板表面单侧或两侧涂有亲水涂料层；片状薄板与流通的空气接触。

【技术特征摘要】
1.一种流体的冷却装置，其特征是包括空冷器，空冷器至少包括由被冷却流体流通的流体管和与该流体管外侧相连接的间隔设置的片状薄板构成的翅片所组成的翅片管；所述片状薄板表面单侧或两侧涂有亲水涂料层；片状薄板与流通的空气接触。2.如权利要求1所述流体的冷却装置，其特征是在所述翅片管上部设置有向翅片管布水的布水机构；布水机构由布水器、支撑布水器移动的轨道、连接布水器的供水管道组成，布水器可在支撑布水器移动的轨道上往复移动，或布水机构由沿流体管长度方向分段设置的分段布水器、连接分段布水器的供水管道组成，不同段的布水器的喷水由阀门独立控制。3.如权利要求1所述流体的冷却装置，其特征是在所述翅片管上部设置有向翅片管布水的布水装置；所述布水装置至少由设置在翅片管上部的布水机构和设置在翅片管下部的挡风机构组成；布水机构由布水器、支撑布水器移动的轨道、连接布水器的供水管道组成，布水器可在支撑布水器移动的轨道上往复移动，或布水机构由沿流体管长度方向分段设置的分段布水器、连接分段布水器的供水管道组成，不同段的布水器的喷水由阀门独立控制；挡风机构由移动挡风板、支撑挡风板移动的轨道、与移动挡风板连接的回水管道组成，挡风板可在支撑挡风板移动的轨道上往复移动，或挡风机构为沿流体管长度方向分段设置的分段挡风板，分段挡风板可翻转成与翅片管平行或垂直的位置，不同段的挡风板单独控制；通过调整移动挡风板位置或分段挡风板与翅片管的相对位置，使得布水器在实施布水时挡风板能够阻挡空气从下部进入所述实施布水翅片管段的翅片之间的空间。4.应用权利要求3所述冷却装置进行流体冷却的方法，其特征是所述设置在翅片管上部的布水机构和设置在翅片管下部的挡风机构的连动是通过自动控制协调实现，或通过布水机构和挡风机构的刚性连接协同动作实现。5.如权利要求3所述流体的冷却装置，其特征是所述挡风板下端设置有收集水的沟槽，该沟槽收集的水能够流入与流体管平行设置的导水管内，导水管水出口与布...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书廷，刘栩雯，田津，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12