一种温差动力冷却塔及冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种温差动力冷却塔及冷却方法：被冷却流体进入蒸发器，与来自工质泵的液态有机介质一次换热，液态有机介质蒸发为气态，气态有机介质进入动力机膨胀做功，带动引风机旋转，将空气抽进冷却塔本体，向上穿过晾晒器；被冷却流体进入布液器，喷到晒晾器，向下流动，与空气进行二次换热，热量随空气排放到大气，被冷却流体沉降到储液器，排出冷却塔本体进入冷凝器；动力机排出的气态有机介质进入冷凝器，与被冷却流体进行三次换热，气态有机介质被冷凝为液态，经工质泵提升压力，进入蒸发器，形成热力转换循环。本发明专利技术利用动力机实现热/动转换，完成动力输出或实施发电，再将更低温度的余热排放，更充分利用燃料动力机资源。

Temperature difference power cooling tower and cooling method

The invention discloses a thermoelectric power cooling tower and cooling method: cooling fluid into the evaporator, and the refrigerant liquid organic medium from a heat pump, liquid organic medium is evaporated into gas, gaseous organic medium into the power expansion, driven fan rotation, to draw air into the cooling tower to the body. Through the drying device; cooling fluid into the liquid distributor, to spray drying, downward flow, two heat and air, heat with the air discharged into the air, cooling fluid to the reservoir sedimentation, discharged from the cooling tower body enters the condenser; gaseous organic medium power discharged into the condenser. And the three heat exchanger cooling fluid, gaseous organic medium is condensed into liquid refrigerant into the evaporator, the pump pressure, thermal conversion circulation. The invention uses the power machine to realize the heat / power conversion, completes the power output or implements the power generation, and then discharges the waste heat at lower temperature, and makes full use of the fuel engine power resource.

【技术实现步骤摘要】
一种温差动力冷却塔及冷却方法
本专利技术涉及节能减排领域，更具体的说，是涉及一种温差动力冷却塔及冷却方法。
技术介绍
目前我国各类能耗生产中，冷却塔作为冷却工艺的主要装备，将被冷却流体的热量(余热)排放到环境中，其已经技术成熟，并且使用广泛。冷却塔使用机械力驱动风扇，将进入的较高温度流体冷却到较低温度，以便该流体的循环使用。冷却塔使用的风扇多为电力驱动，冷却流体的温差一般在10-30℃之间。大量冷却塔常年不停地运转，其电能的消耗也是明显的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种温差动力冷却塔及冷却方法，有机介质在动力机的各类排热换热器中吸收各类形态的余热量实现相变蒸发，随即产生较高压力和温度的气态流体，利用此种热压流体的膨胀特性，可利用动力机实现机械能的转换，完成动力输出或实施发电,之后再将更低温度的余热排放，由此可实现更充分利用燃料动力机资源，同时实现节省矿物能源和保护环境的功效。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。本专利技术的一种温差动力冷却塔，包括冷却塔本体，所述冷却塔本体内部由上至下依次设置有引风机、布液器、晾晒器和储液器，所述冷却塔本体顶部设置有排风口和与布液器相连通的进液管，所述冷却塔本体下部侧壁设置有进风口，所述冷却塔本体底部连接有出液管，所述进液管上设置有蒸发器，所述出液管上设置有冷凝器，所述冷却塔本体顶部设置有用于驱动引风机的动力机，所述蒸发器的壳程出口和动力机的进气口通过管路相连通，所述动力机的排气口和冷凝器的壳程进口通过管路相连通，所述冷凝器的壳程出口和蒸发器的壳程进口之间通过管路连通有工质泵。所述进液管与蒸发器管程相连通，所述出液管与冷凝器管程相连通。本专利技术的目的还可通过以下技术方案实现。一种温差动力冷却塔的冷却方法，包括以下步骤：步骤一，被冷却流体通过进液管进入到蒸发器管程中，与蒸发器壳程中的来自工质泵的液态有机介质进行一次换热，一次换热后的液态有机介质蒸发为气态，气态有机介质进入动力机中实施膨胀做功，带动引风机旋转，通过进风口将空气抽进冷却塔本体内，并向上流动穿过晾晒器；步骤二，一次换热后的被冷却流体进入冷却塔本体中的布液器，均匀喷到晒晾器中，在重力作用下向下流动，与向上流动的空气形成逆向流动，进行二次换热，被冷却流体的热量随空气经排风口排放到大气中，二次换热后的被冷却流体沉降到储液器中，经出液管排出冷却塔本体进入冷凝器管程；步骤三，动力机排出的气态有机介质进入冷凝器壳程中，与冷凝器管程中的被冷却流体进行三次换热，气态有机介质被冷凝为液态，液态有机介质经工质泵提升压力后，再次进入蒸发器进行换热，形成热力转换循环。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术中利用动力机代替传统的电动机，与原有系统比较，达到的冷却流体的目的是相同的，但由于利用了冷却塔本体进入和排出的被冷却流体温差，吸收了部分原排放热，将被冷却流体中排放大气的热量进行部分回收，使其转换为动力，产生了热/动转化，用以驱动引风机工作，完成原来的工作流程效果，节省了原有的电力消耗，达到了节能的有益效果；(2)本专利技术中设置的蒸发器、动力机、冷凝器和工质泵形成循环通路，实现了有机介质循环利用，有机介质和被冷却流体进行换热，回收被冷却流体的部分热量，保证了动力机的连续工作。附图说明图1是传统冷却塔的热排放示意图；图2是本专利技术的热排放示意图。附图标记:1进液管；2冷却塔本体；3布液器；4晾晒器；5储液器；6引风机；7动力机；8进风口；9排风口；10出液管；11蒸发器；12工质泵；13冷凝器；14电动机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。传统冷却塔的热排放流程图如图1所示，被冷却流体经进液管1进入冷却塔本体2中的布液器3，将被冷却流体分散均匀喷到晾晒器4中，依靠重力流经晾晒器4后沉降到储液器5中。设置在顶层的引风机6在电动机14的作用下，通过进风口8将空气抽进冷却塔本体2，并向上流动穿过晾晒器4，与向下流动的被冷却流体形成逆向流动换热，将被冷却流体的热量换热到空气中，并在引风机6的作用下通过排风口9排放到大气中，被冷却流体通过出液管10流出冷却塔本体2。其流程的最终效果是消耗电力将被冷却流体的热量释放到大气中。如图2所示，本专利技术的一种温差动力冷却塔，包括冷却塔本体2，所述冷却塔本体2内部由上至下依次设置有引风机6、布液器3、晾晒器4和储液器5，所述冷却塔本体2顶部设置有排风口9和与布液器3相连通的进液管1，所述冷却塔本体2下部侧壁设置有进风口8，且进风口8位于晾晒器4和储液器5之间。所述冷却塔本体2顶部设置有用于驱动引风机6的动力机7，所述动力机7采用膨胀机。所述冷却塔本体2底部连接有出液管10，所述出液管10上设置有冷凝器13，所述出液管10与冷凝器13管程相连通，所述进液管1上设置有蒸发器11，所述进液管1与蒸发器11管程相连通。所述蒸发器11的壳程出口和动力机7的进气口通过管路相连通，所述动力机7的排气口和冷凝器13的壳程进口通过管路相连通，所述冷凝器13的壳程出口和蒸发器11的壳程进口之间通过管路连通有工质泵12。本专利技术提出技术可利用冷却塔温降产生机械动力，利用此动力替代或部分替代原有的动力，在确保冷却塔温降功能不变的情况下，节省了自身的动力消耗，是一种深化的冷却塔节能技术，其主要的指导思想是充分利用冷却塔排放热量与自身产生的温度之差，实现热/动转化的效果。如果能够实现本专利技术的技术效果,可形成新型的节能型冷却塔技术和产品，其节能减排的意义是明显的。本专利技术将排放大气的热量进行部分回收，使其转换为动力，用以驱动引风机6工作，完成原来的工作流程效果，节省了电力消耗。具体的实施过程如下：首先，被冷却流体通过进液管1进入到蒸发器11管程中，与蒸发器11壳程中的来自工质泵12的高压液态有机介质进行一次换热，高压液态有机介质吸收被冷却流体的热量，一次换热后的液态有机介质蒸发成为高温高压气态，高温高压气态有机介质进入动力机7中实施膨胀做功，输出的功用来作为引风机6的旋转动力，带动引风机6旋转，在引风机6的作用下通过进风口8将空气抽进冷却塔本体2内，并向上流动穿过晾晒器4。其中，有机介质作为循环冷却载体，采用可蒸发的低沸点介质。然后，一次换热后的被冷却流体进入冷却塔本体2中的布液器3，分散均匀喷到晒晾器4中，在重力作用下向下流动，与向上流动的空气形成逆向流动，进行二次换热，被冷却流体的热量换热到空气中，在引风机6的作用下随空气经排风口9排放到大气中，二次换热后的被冷却流体依靠重力沉降到储液器5中，经出液管10排出冷却塔本体2进入冷凝器13管程中。最后，动力机7排出的高温低压气态有机介质进入冷凝器13壳程中，与冷凝器13管程中的被冷却流体进行三次换热，换热后的被冷却流体排放进行后续工序，而高温低压气态有机介质被冷凝为低温低压液态，经工质泵12提升为低温高压液态，再次进入蒸发器11中进行换热，形成热力转换循环。目前几乎所有冷却塔都采用电力驱动运行，同时排放的热量均无回收利用。该项冷却技术已经维持几十年无技术性的突破。本项目预计回收部分排放热，其热转化率为5-8％左右(随季节变化波动)。假设冷却水量在1000t/h，冷却温差在20℃，则排放总热量有如下计算：1000000*20/8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温差动力冷却塔，包括冷却塔本体(2)，所述冷却塔本体(2)内部由上至下依次设置有引风机(6)、布液器(3)、晾晒器(4)和储液器(5)，所述冷却塔本体(2)顶部设置有排风口(9)和与布液器(3)相连通的进液管(1)，所述冷却塔本体(2)下部侧壁设置有进风口(8)，所述冷却塔本体(2)底部连接有出液管(10)，其特征在于，所述进液管(1)上设置有蒸发器(11)，所述出液管(10)上设置有冷凝器(13)，所述冷却塔本体(2)顶部设置有用于驱动引风机(6)的动力机(7)，所述蒸发器(11)的壳程出口和动力机(7)的进气口通过管路相连通，所述动力机(7)的排气口和冷凝器(13)的壳程进口通过管路相连通，所述冷凝器(13)的壳程出口和蒸发器(11)的壳程进口之间通过管路连通有工质泵(12)。

【技术特征摘要】
1.一种温差动力冷却塔，包括冷却塔本体(2)，所述冷却塔本体(2)内部由上至下依次设置有引风机(6)、布液器(3)、晾晒器(4)和储液器(5)，所述冷却塔本体(2)顶部设置有排风口(9)和与布液器(3)相连通的进液管(1)，所述冷却塔本体(2)下部侧壁设置有进风口(8)，所述冷却塔本体(2)底部连接有出液管(10)，其特征在于，所述进液管(1)上设置有蒸发器(11)，所述出液管(10)上设置有冷凝器(13)，所述冷却塔本体(2)顶部设置有用于驱动引风机(6)的动力机(7)，所述蒸发器(11)的壳程出口和动力机(7)的进气口通过管路相连通，所述动力机(7)的排气口和冷凝器(13)的壳程进口通过管路相连通，所述冷凝器(13)的壳程出口和蒸发器(11)的壳程进口之间通过管路连通有工质泵(12)。2.根据权利要求1所述的一种温差动力冷却塔，其特征在于，所述进液管(1)与蒸发器(11)管程相连通，所述出液管(10)与冷凝器(13)管程相连通。3.一种权利要求1和2所述的温差动力冷却塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张于峰，
申请(专利权)人：天津博帆科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12