一种冷凝消雾节水模块及其装置的制作方法

1.本发明涉及消雾节水冷却塔技术领域，特别是涉及一种冷凝消雾节水模块及其装置。


背景技术：

2.冷却塔是对工业上或制冷空调中产生的余热来进行降温冷却的蒸发散热装置。其原理是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热。外界气体进入冷却塔后会升温增湿并通过风机驱动从顶部排出；由于此时的空气基本处于饱和状态，排出冷却塔遇冷会迅速凝结形成许多微小的液滴，这些液滴弥散在空气中，经阳光的折射作用，呈现出白色状态，被称白雾或白烟，不但对周边环境造成影响，且损失了大量水资源。
3.现有消雾节水型冷却塔一般分为两种。一种采用翅片结构对进塔热水进行预冷，从而降到开式蒸发段的温降，减少冷却塔的蒸发量，以达到消雾节水的目的，但由于空气和水采用的是间壁传热模式，其换热效率低，且成本高，后期维护费用高，不利于大面积推广。一种是在冷却塔气室中增加冷凝(消雾)模块，从塔外引进冷空气，对塔内产生的湿热空气进行预降温，降低湿空气饱和度，再将干热空气和降低饱和度后的湿热空气混合，进而得到饱和度更低的混合气体，以到达消雾节水的目的，但是，现有的冷凝模块(消雾)存在换热面积受限，换热效果一般的问题。
4.例如，授权公告号为cn 215572282 u的中国专利公开了一种消雾模块，包括通过相互围合形成腔体的围板，围板内设有倾斜放置的换热器，用于湿饱和空气、干空气的错流换热；围板内壁上设有至少一组扰流结构，扰流结构位于换热器的上方。该方案采用了菱形结构的消雾模块来对冷饱和空气、热干空气进行换热，并在换热后进行扰流和导流。但是由于菱形结构的特殊应用方式，其在菱形结构尖角区域内不能完全覆盖，由此会造成换热面积的受限。
5.再如，授权公告号为cn 111811292 b的中国专利公开了一种多通道的消雾节水装置，包括第一消雾节水模块和第二消雾节水模块，第一消雾节水模块按第一热风通道、第一冷风通道、第二热风通道、第二冷风通道的排列顺序依次交替循环排列，第二消雾节水模块按第二冷风通道、第二热风通道、第一冷风通道、第一热风通道的排列顺序依次交替循环排列，第一消雾节水模块的第一热风通道与第二消雾节水模块的第二冷风通道共面布置；分隔板布置在消雾节水模块下方，分隔板将消雾节水模块的下方区域分隔为交替分布的热通道和冷通道，热通道连通第一热风通道和第二热风通道，冷通道连通第一冷风通道和第二冷风通道，形成同轴交叉，共面对冲的干冷、湿热空气换热通道。该方案可以采用五边形、七边形或九边型等结构，但总体上还是在设置有类似菱形尖角的结构，存在换热面积受限的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种冷凝消雾节水模块及其装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过在第一气流层和第二气流层内设置具有不同流体的型通道和型通道，既能利用斜通道交叉进行换热，又能利用竖通道重合进行换热，能够提高干冷空气和湿热空气的换热面积。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.本发明提供一种冷凝消雾节水模块，包括贴临设置的第一气流层和第二气流层，所述第一气流层包括若干型通道，所述第二气流层包括若干型通道；所述型通道的竖通道与相邻层的所述型通道的竖通道的投影重合，所述型通道的斜通道与相邻层的所述型通道的斜通道的投影交叉；相邻层的所述型通道和所述型通道分别连通不同的气流，所述气流包括干冷空气和湿热空气。
9.优选地，所述第一气流层包括若干“/”型通道，所述第二气流层包括若干“\”型通道，所述“/”型通道和所述“\”型通道分别用于将干冷空气或湿热空气通向相邻模块的所述型通道或所述型通道。
10.优选地，包括矩形本体，所述矩形本体内设置有若干层所述第一气流层和若干层所述第二气流层；所述型通道和所述型通道的出口均位于顶边，所述型通道和所述型通道的进口均位于侧边或底边；所述“/”型通道和所述“\”型通道的出口和进口分别位于侧边和底边。
11.优选地，位于同一层的所述型通道的进口和所述“/”型通道的进口分别连通不同的气流，位于同一层的所述型通道的进口和所述“\”型通道的进口分别连通不同的气流。
12.优选地，所述矩形本体包括第一通道片、第二通道片以及设置在所述第一通道片和所述第二通道片之间的通道间隔片，所述第一通道片和所述通道间隔片之间以及所述第二通道片和所述通道间隔片之间分别形成所述第一气流层和所述第二气流层。
13.优选地，所述第一通道片和所述第二通道片采用同一结构的塑料片，所述塑料片的正面凸起形成反面的通道凹槽，所述塑料片的反面凸起形成正面的通道凹槽，通过正面连接或反面连接形成不同的气流走向。
14.优选地，部分所述竖通道靠近其出口的位置设置有第一收口部，同一层相邻的所述第一收口部之间连接有第一加强筋。
15.优选地，所述斜通道靠近其进口的位置以及部分所述“/”型通道和所述“\”型通道靠近其进口的位置设置有第二收口部，同一层相邻的所述第二收口部之间连接有第二加强筋。
16.优选地，所述第一收口部和所述第二收口部由正面凸起局部反向凹陷形成或反面凸起局部正向凹陷形成。
17.本发明还提供一种冷凝消雾节水装置，包括前文记载的所述的冷凝消雾节水模块，所述矩形本体的侧边与相邻的所述矩形本体的侧边连接，所述“/”型通道和所述“\”型
通道分别将干冷空气或湿热空气通向相邻模块的所述型通道和所述型通道。
18.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
19.(1)本发明通过在第一气流层和第二气流层内设置不同流体的型通道和型通道，既能利用斜通道交叉进行换热，又能利用竖通道重合进行换热，能够提高干冷空气和湿热空气的换热面积，同时，由于竖通道的投影重合，在竖通道的出口处即能实现混合，从而能够提高干热空气和降低饱和度后的湿热空气的混合效果，得到饱和度更低的混合气体，提高消雾节水的效果；
20.(2)本发明通过“/”型通道将干冷空气或湿热空气通向相邻模块的型通道，通过“\”型通道将干冷空气或湿热空气通向相邻模块的型通道，能够改变型通道和型通道的进口朝向，更好的利于冷凝消雾节水模块下方的湿热空气流通进入冷凝消雾节水模块内，进一步提高换热效率和冷凝效果；
21.(3)本发明通过将各种通道设置在矩形本体内，能够依靠矩形本体的侧边实现相邻模块的相互连接，并通过型通道和“/”型通道连通、型通道和“\”型通道连通实现不同模块之间的气流流通，能够扩展冷凝消雾节水模块的应用面积，最大程度的利用冷却塔的内部空间，从而能够在有限的空间内更有效的进行换热，提高换热效率和冷凝效果；
22.(4)本发明第一通道片和第二通道片采用同一结构的塑料片，利用塑料片的正面凸起和反面凸起形成反面的通道凹槽和正面的通道凹槽，通过正面与通道间隔片连接或反面与通道间隔片连接形成不同的气流走向，从而可以利用同一种塑料片完成不同气流层的气流通道的搭建，材料加工方便，安装难度较低；
23.(5)本发明通过设置第一收口部和第一加强筋以及第二收口部和第二加强筋，一方面能够降低冷凝消雾节水模块顺着形成通道的凸起方向弯曲的容易程度，增强塑料片的结构强度，另一方面能够提供通道内气流流通的阻力，增加停留时间，提升换热效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明冷凝消雾节水模块整体结构示意图；
26.图2为图1爆炸结构示意图；
27.图3为本发明第一通道片结构示意图；
28.图4为图3正视图；
29.图5为本发明第二通道片结构示意图；
30.图6为图5正视图；
31.图7本发明冷凝消雾节水装置整体结构示意图；
32.图8为本发明气流流通路径示意图；
33.图9为本发明冷却塔结构示意图；
34.其中，1、矩形本体；11、第一通道片；12、通道间隔片；13、第二通道片；21、第一竖通道；22、第一斜通道；23、型通道；24、第二竖通道；25、第二斜通道；26、型通道；31、“/”型通道；32、“\”型通道；4、第一收口部；5、第二收口部；6、集口部；7、风机；8、收水器；9、填料；10、水池；20、干冷空气；30、湿热空气。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.本发明的目的是提供一种冷凝消雾节水模块及其装置，以解决现有技术存在的问题，通过在第一气流层和第二气流层内设置不同流体的型通道和型通道，既能利用斜通道交叉进行换热，又能利用竖通道重合进行换热，能够提高干冷空气和湿热空气的换热面积。
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
38.如图1～8所示，本发明提供一种冷凝消雾节水模块，包括贴临设置的第一气流层和第二气流层，第一气流层与第二气流层可以分别设置有一层或多层，多层设置时，第一气流层和第二气流层顺次循环设置，也就是说，第一气流层之间间隔设置有第二气流层，第二气流层之间间隔设置有第一气流层。第一气流层和第二气流层分别形成气流流通的路径，并且相互之间不进行连通，只是进行热量传递和交换。其中，第一气流层包括若干型通道23，第二气流层包括若干型通道26；型通道23包括相互连通的第一竖通道21和第一斜通道22，根据冷凝消雾节水模块的设置形状，多个第一竖通道21的长度可以基本一致，多个第一斜通道22的长度分别适应性的进行调整；型通道26包括相互连通的第二竖通道24和第二斜通道25，根据冷凝消雾节水模块的设置形状，多个第二竖通道24的长度可以基本一致，多个第二斜通道25的长度分别适应性的进行调整。第一竖通道21与相邻层的第二竖通道24的投影重合，即在第一竖通道21和第二竖通道24的长度范围内均能进行热交换。第一斜通道22与相邻层的第二斜通道25的投影交叉，在第一斜通道22和第二斜通道25的交叉范围内能够进行热交换。由此可见，相较于现有技术中菱形结构只能在交叉范围内进行热交换的方式，本发明增加了第一竖通道21和第二竖通道24的直接在流向方向热交换的方式。相邻层的型通道23和型通道26分别连通不同的气流，气流包括干冷空气20和湿热空气30，从而能够将湿热空气30的热量传递给干冷空气20，对湿热空气30进行降温，同时对干冷空气20进行预热。本发明通过在第一气流层和第二气流层内设置不同流体的型通道23和型通道26，既能利用斜通道交叉进行换热，又能利用竖通道重合进行换热，能够提高干冷空气20和湿热空气30的换热面积，同时，由于第一竖通道21和第二竖通道24的投影重合，在二者的出口处即能实现气流的混合，从而能够提高干热空气和降低饱和度后的湿热空气30的混合效果，得到饱和度更低的混合气体，提高消雾节水的效果。
39.第一气流层还可以包括若干“/”型通道31，“/”型通道31用于与相邻冷凝消雾节水模块的型通道23连通，以能够将干冷空气20或湿热空气30通向相邻冷凝消雾节水模块的型通道23。第二气流层还可以包括若干“\”型通道32，“\”型通道32用于与相邻冷凝消雾节水模块的型通道26连通，以能够将干冷空气20或湿热空气30通向相邻冷凝消雾节水模块的型通道26。通过“/”型通道31和“\”型通道32的设置，能够改变型通道23和型通道26的进口朝向，使得侧边的进口朝向底边，从而能够更好的利于冷凝消雾节水模块下方的湿热空气30流通进入冷凝消雾节水模块内，进一步提高换热效率和冷凝效果。另外，在“/”型通道31和“\”型通道32的进口处还可以设置有集口部6，集口部6相当于再次进行了方向的偏转，能够更好收集下方的湿热空气30。
40.对于冷凝消雾节水模块，其可以包括有矩形本体1，矩形本体1通过分层粘接或成型浇注等方式在其内部构建第一气流层和第二气流层。若干层第一气流层和若干层第二气流层在矩形本体1内依照前文记载的顺序进行分层布置，相互之间在矩形本体1内不连通，但可以进行换热和热量传递。型通道23和型通道26的出口均位于矩形本体1的顶边，型通道23和型通道26的进口均位于矩形本体1的侧边或底边，“/”型通道31和“\”型通道32的出口和进口分别位于矩形本体1的侧边和底边。型通道23和型通道26位于侧边的进口可以分别与相邻冷凝消雾节水模块的“/”型通道31和“\”型通道32位于侧边的出口连通。
41.由于型通道23的第一斜通道22的朝向和型通道26的第二斜通道25的朝向相反，其位于矩形本体1的底边的进口沿着底边自然划分成不同的两个区域，每个区域可以分别用于连通干冷空气20和湿热空气30。由此，位于同一层的型通道23的进口和“/”型通道31的进口分别连通不同的气流，位于同一层的型通道26的进口和“\”型通道32的进口分别连通不同的气流。形成干冷空气20和湿热空气30在第一斜通道22和第二斜通道25处的投影交错流通，以及在第一竖通道21和第二竖通道24处的投影重合流通。
42.结合图2所示，矩形本体1可以包括第一通道片11、第二通道片13以及设置在第一通道片11和第二通道片13之间的通道间隔片12，第一通道片11和第二通道片13可以采用塑性成形材料加工出用于形成各流道的凹槽，通过将凹槽与通道间隔片12贴合形成各流道。即第一通道片11和通道间隔片12之间以及第二通道片13和通道间隔片12之间分别形成第一气流层和第二气流层。对于凹槽的截面，可以为梯形、矩形，也可以为圆弧形等形状。
43.进一步的，第一通道片11和第二通道片13可以采用同一结构的塑料片，塑料片的正面凸起形成反面的通道凹槽，塑料片的反面凸起形成正面的通道凹槽，通过正面与通道间隔片12连接或反面与通道间隔片12连接可以形成不同走向的气流通道。因此，可以利用同一种塑料片完成不同气流层的气流通道的搭建，材料加工方便，安装难度较低。
44.结合图1和图3～7所示，部分竖通道(包括第一竖通道21和第二竖通道24)靠近其出口的位置设置有第一收口部4，并在相邻的第一收口部4之间连接有第一加强筋。第一收口部4相对于第一竖通道21和第二竖通道24的直径有所减小，在气流流通到第一收口部4位
置处时，能够形成对于气流流通的阻力，增加气流(干冷空气20或湿热空气30)在型通道23和型通道26内的停留时间，提高换热效率。另外，第一收口部4和第一加强筋的设置，能够改变相邻的第一竖通道21之间以及相邻的第二竖通道24之间的连接关系，降低塑料片顺着形成通道的凸起方向弯曲的容易程度，增强塑料片的结构强度。同一层相邻的第一收口部4之间在第一加强筋位置并非贯通连通，能够保证干冷空气20和湿热空气30互不连通影响，延长换热通道的距离，经过换热后的干热空气和降低饱和度后的湿热空气30流出后在进行混合，保证换热效果。
45.斜通道(包括第一斜通道22和第二斜通道25)靠近其进口的位置以及部分“/”型通道31和“\”型通道32靠近其进口的位置设置有第二收口部5，并在相邻的第二收口部5之间连接有第二加强筋。第二收口部5相对于第一斜通道22和第二斜通道25的直径有所减小，能够形成对于气流流通的阻力，在一定程度上降低气流(干冷空气20或湿热空气30)进入型通道23和型通道26内的压力，从而增加气流在通道内的停留时间，提高换热效率。另外，第二收口部5和第二加强筋的设置，能够改变相邻的第一斜通道22之间以及相邻的第二斜通道25之间的连接关系，降低塑料片顺着形成通道的凸起方向弯曲的容易程度，增强塑料片的结构强度。同一层相邻的第二收口部5之间在第二加强筋位置并非贯通连通，能够保证进入的干冷空气20和湿热空气30互不连通影响，延长换热通道的距离，进一步的提高相邻层之间的换热效果。
46.对于第一收口部4和第二收口部5的成形过程，可以在成形相应的第一通道片11和第二通道片13时同步加工成形，其结构由正面凸起局部反向凹陷形成或反面凸起局部正向凹陷形成。
47.结合图7所示，本发明还提供一种冷凝消雾节水装置，包括前文记载的冷凝消雾节水模块，多个冷凝消雾节水模块之间可以拼接连接，形成更大的面积和体积。在连接时，可以将矩形本体1的侧边与相邻的矩形本体1的侧边连接，“/”型通道31将干冷空气20或湿热空气30通向相邻冷凝消雾节水模块的型通道23；“\”型通道32将湿热空气30或干冷空气20通向相邻冷凝消雾节水模块的型通道26。
48.结合图9所示，冷凝消雾节水装置在应用时，将冷凝消雾节水装置设置在冷却塔内部，冷凝消雾节水模块的上方设置有风机7，冷凝消雾节水模块的下方设置有收水器8和填料9，底部设置有水池10。冷却塔内形成的饱和的湿热空气30通过多个独立通道和相邻的由气窗引进的干冷空气20在冷凝消雾节水装置内进行热交换，利用干冷空气20对过饱和的湿热空气30进行降温处理，形成冷凝水，降低湿热空气30的饱和度，同时，干冷空气20由于吸收湿热空气30的热量而转化成干热空气。在冷凝消雾节水模块的出口处，降低了饱和度的湿热空气30与加热后的干热空气直接混合形成不饱和气体，该气体从风筒出口排出，因为是不饱和气体，可以达到减弱和消除羽雾的目的。
49.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。