[0001] 本发明涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种带有球面型翅片换热消雾单元的冷却塔。

[0002] 在石油、化工等行业中，广泛建有循环水冷却系统。绝大多数循环水冷却系统采用开式冷却塔作为主要冷却设备。传统的开式冷却塔利用填料冷却循环水，来自工艺装置的循环热水进入冷却塔喷淋系统，自上而下进入填料，填料一般采用PVC薄片制成，水进入填料沿着PVC片形成水膜，外界干冷空气自下而上进入填料，与水膜进行热交换，水膜蒸发降温，空气被加热加湿后形成湿热空气，冷却塔顶部安装有风机将湿热空气排出塔外，循环热水得到冷却变成循环冷水。

[0003] 开式冷却塔存在以下问题，例如，由于排出塔外的湿热空气湿度大、温度高，在环境温度较低时，会形成白雾，雾团飘散影响了周边居民区及交通道路的可见度，破坏了城市的景观，造成下风地区的湿度上升；循环热水热量完全通过蒸发冷却，大量循环水被蒸发带入大气，导致耗水量高；淋水填料一般距地面5米以上，需水泵增压到淋水填料上方的循环水布洒系统，压头一般在15米左右，对5000吨/小时的普通开式冷却塔，压头功率超400kW，能耗高。

[0004] 为减少循环水蒸发、消除白雾、减少水泵功耗，一些应用场景下可采用闭式冷却塔。闭式冷却塔是将管式换热器置于塔内，通过流通的空气、喷淋水与循环水的热交换保证降温效果。该结构形式在冬季时可实现停喷冷却水，纯粹通过冷风经换热管间壁换热，减少水的蒸发，循环水泵将循环水泵送到盘管内部，可有效回收盘管内水的高位势能。

[0005] 闭式冷却塔也存在一些问题，例如，传统盘管闭式冷却塔效率较低，占地面积是传统开式塔的三倍，并且夏季冷却效果差；成本高，金属盘管加工制造耗费高，吨水冷却投资费用是开式塔的约20倍。

[0006] 传统除雾装置内的换热装置长周期运行后，干冷空气通道内易产生灰尘覆盖，降低传热效率。湿热空气通道内由于湿热空气的不断凝结，液膜覆盖在换热装置的换热片表面，造成较大的传热热阻。湿热空气仅仅在换热片表面凝结，大量液体雾滴悬浮在湿热空气中，经湿热空气通道排至大气，除雾节水效果不佳。

[0007] 本发明要解决的技术问题是：提高消雾模块的换热效率，增强消雾模块捕集、回收冷凝水的效果，提高冷却塔的换热和消雾节水性能，满足工业生产的需要，现提供一种带有球面型翅片换热消雾单元的冷却塔。

[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有球面型翅片换热消雾单元的冷却塔，其特征在于：包括贮水池、进风口一、填料、进风口二、消雾模块、喷淋装置、除水器、出风口、塔体、换热装置；所述消雾模块由若干换热消雾单元交错阵列组成，换热消雾单元之间间隔设置湿
热空气通道和干冷空气通道，湿热空气通道和干冷空气通道互不连通，换热消雾单元由翅片和两块隔板构成，换热消雾单元的翅片嵌入两块隔板的卡槽内，两块隔板采用螺栓螺母连接，相邻换热消雾单元之间的隔板采用钎焊连接；
所述翅片采用凹球面和凸球面间隔阵列布置，翅片通道壁面开流通孔，所述固定
安装翅片的两块隔板内侧面开卡槽，设有分腔板，分腔板一侧凸起。

[0009] 优选地，所述进风口二由分隔板和百叶窗构成，分隔板在消雾模块下部，分隔塔体内腔，分别与湿热空气通道和干冷空气通道连通，经过换热装置和填料的湿热空气进入消雾模块的湿热空气通道，干冷空气通过进风口二进入消雾模块的干冷空气通道。

[0010] 优选地，所述换热装置正对的塔体侧壁设置进风口一，所述消雾模块的干冷空气通道下部正对的塔体侧壁设置进风口二。

[0011] 优选地，所述塔体内部从下而上依次设置贮水池、换热装置、填料、消雾模块、喷淋装置和除水器，塔体顶部设置出风口，出风口设有风机，风机的外部设有用于导风的风筒，换热装置设有热水进口，热水出口。

[0012] 详细的讲，一种带有球面型翅片换热消雾单元的冷却塔的工作过程：贮水池的冷却水经喷淋装置流过消雾模块的湿热空气通道和干冷空气通道、填料和换热装置，最后流回贮水池，干冷空气在风机的作用下经进风口一进入冷却塔内，冷却水和干冷空气共同作用与换热装置内流动的热水进行热交换，换热后的冷却水落入贮水池进行冷却并循环使用，干冷空气被加热成湿热空气后进入填料内与上方喷淋下来的冷却水逆流接触，在填料表面传质传热。经过填料作用的湿热空气进入消雾模块的湿热空气通道，干冷空气在风机的作用下经进风口二进入消雾模块的干冷空气通道，贮水池内的冷却水经喷淋装置作用进入消雾模块的干冷空气通道和湿热空气通道，在通道表面形成液膜，干冷空气通道的干冷空气和冷却水与湿热空气通道的湿热空气进行间壁换热，湿热空气通道内的冷却水与湿热空气直接接触换热，翅片结构提高换热和消雾节水性能。热后干冷空气和冷后湿热空气向上离开消雾模块后被混合在一起，温度进一步下降，经过除水器，湿度进一步减小，最后经出风口排出冷却塔。

[0013] 本发明的有益效果是：（1）翅片结构增加流体的行程长度，延长流体在翅片通道内的停留时间并增加与其侧壁的碰撞，发挥扰流作用，被冷却后的湿热空气内部形成许多小液滴，凹凸球面结构使小液滴流向不断改变，发生旋流，在离心力的作用下更易被捕捉，翅片上的流通孔促进流体间的横向混合，使流体在翅片中分布更加均匀，减少传热死区，破坏传热边界层，冲刷流体中的杂质颗粒，也可促进冷凝液在流通孔中流动，减薄液膜，提高换热和消雾节水性能；
（2）消雾模块内的干冷空气与湿热空气进行间壁换热，干冷空气温度升高，冷却水能降低干冷空气温度，提高干冷空气与湿热空气的温度差，提高热交换效率。冷却水落入消雾模块湿热空气通道内，与湿热空气直接接触换热，湿热空气的温度降低，冷凝出小液滴。
热后干冷空气和冷后湿热空气向上离开消雾模块后被混合在一起，混合气体温度降低，相对湿度降低，混合气体经过除水器，收集液滴，增强消雾节水性能；
（3）夏季环境空气与热水温度差较低，冷却塔的换热负荷高，贮水池的冷却水经喷淋装置流过消雾模块、填料和换热装置，最后流回贮水池，冷却水与湿热空气全逆流换热，换热温差大，换热效率高，循环利用冷却水。喷淋装置喷淋出的冷却水有助于冲洗消雾填料内集聚的污垢，提高传热效率，确保设备长周期运行。
附图说明

[0014] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0015] 图1是本发明翅片的示意图；图2是本发明冷却塔的示意图；
图3是本发明消雾模块的示意图；
图4是本发明换热消雾单元的示意图；
图5是本发明隔板的示意图；
图中：1、贮水池；2、进风口一；3、填料；4、进风口二；41、分隔板；42、百叶窗；5、消雾模块；51、换热消雾单元；511、翅片；512、隔板；512a、卡槽；512b、分腔板；52、湿热空气通道；
53、干冷空气通道；6、喷淋装置；7、除水器；8、出风口；81、风机；82、风筒；9、塔体；10、换热装置；101、热水进口；102、热水出口。

[0016] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0017] 如图1至图5所示，一种带有球面型翅片换热消雾单元的冷却塔，包括贮水池1、进风口一2、填料3、进风口二4、消雾模块5、喷淋装置6、除水器7、出风口8、塔体9、换热装置10；所述消雾模块5由若干换热消雾单元51交错阵列组成，换热消雾单元51之间间隔
设置湿热空气通道52和干冷空气通道53，湿热空气通道52和干冷空气通道53互不连通，换热消雾单元51由翅片511和两块隔板512构成，换热消雾单元51的翅片511嵌入两块隔板512的卡槽（512a）内，两块隔板512采用螺栓螺母连接，相邻换热消雾单元51之间的隔板512采用钎焊连接；
所述翅片511采用凹球面和凸球面间隔阵列布置，流动阻力小，可增加流体的行程长度，延长流体在翅片511通道内的停留时间并增加与其侧壁的碰撞，发挥扰流作用，被冷却后的湿热空气内部形成许多小液滴，凹凸球面结构使小液滴流向不断改变，发生旋流，在离心力的作用下更易被捕捉，被捕捉的液滴在翅片511表面形成液膜，翅片511通道壁面开流通孔511a，翅片511上的流通孔511a促进流体间的横向混合，使流体在翅片511中分布更加均匀，也可促进冷凝液在流通孔511a中流动排泄，减薄液膜，提高传热效果，所述固定安装翅片511的两块隔板512内侧面开卡槽512a，设有分腔板512b，分腔板512b一侧凸起，所述两块隔板512的分腔板512b对流体分布起到导向作用，使流体分布均匀，减少传热死区；
所述进风口二4由分隔板41和百叶窗42构成，分隔板41在消雾模块5下部，分隔塔
体9内腔，分别与湿热空气通道52和干冷空气通道53连通，经过换热装置10和填料3的湿热空气进入消雾模块5的湿热空气通道52，干冷空气通过进风口二4进入消雾模块5的干冷空气通道53；
所述换热装置10正对的塔体9侧壁设置进风口一2，所述消雾模块5的干冷空气通
道53下部正对的塔体9侧壁设置进风口二4；
所述塔体9内部从下而上依次设置贮水池1、换热装置10、填料3、消雾模块5、喷淋装置6和除水器7，塔体9顶部设置出风口8，出风口8设有风机81，风机81的外部设有用于导风的风筒82，换热装置10设有热水进口101，热水出口102，消雾模块5内的干冷空气与湿热空气进行间壁换热，干冷空气温度升高，冷却水能降低干冷空气温度，提高干冷空气与湿热空气的温度差，提高热交换效率。冷却水落入消雾模块湿热空气通道内，与湿热空气直接接触换热，湿热空气的温度降低，冷凝出小液滴。热后干冷空气和冷后湿热空气向上离开消雾模块后被混合在一起，混合气体温度降低，相对湿度降低，混合气体经过除水器，收集液滴，增强消雾节水性能，夏季环境空气与热水温度差较低，冷却塔的换热负荷高，贮水池的冷却水经喷淋装置流过消雾模块、填料和换热装置，最后流回贮水池，冷却水与湿热空气全逆流换热，换热温差大，换热效率高，循环利用冷却水，喷淋装置在消雾模块上方，喷淋水有助于冲洗消雾填料内集聚的污垢，提高传热效率，确保设备长周期运行；
详细的讲，一种带有球面型翅片换热消雾单元的冷却塔的工作过程：贮水池1的冷却水经喷淋装置6流过消雾模块5的湿热空气通道52和干冷空气通道53、填料3和换热装置
10，最后流回贮水池1，环境冷空气在风机81的作用下经进风口一2进入冷却塔内，冷却水和干冷空气共同作用与换热装置10内流动的热水进行热交换，换热后的冷却水落入贮水池1进行冷却并循环使用，干冷空气被加热成湿热空气后进入填料3内与上方喷淋下来的冷却水逆流接触，在填料3表面传质传热。经过填料3作用的湿热空气进入消雾模块5的湿热空气通道52，干冷空气在风机81的作用下经进风口二4进入消雾模块5的干冷空气通道53，贮水池1内的冷却水经喷淋装置6作用进入消雾模块5的干冷空气通道53和湿热空气通道52，在通道表面形成液膜，干冷空气通道53的干冷空气和冷却水与湿热空气通道52的湿热空气进行间壁换热，湿热空气通道52内的冷却水与湿热空气直接接触换热，翅片结构511提高换热和消雾节水性能。热后干冷空气和冷后湿热空气向上离开消雾模块5后被混合在一起，温度进一步下降，经过除水器7，湿度进一步减小，最后经出风口8排出冷却塔。

[0018] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。