智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔

摘要

本发明公开了一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔，属于冷却塔技术领域。包括塔体、循环冷却组件和智能控制系统；循环冷却组件包括散热填料结构、布水盘、风机、收水器、底盘、循环管和循环泵；循环泵位于塔体的一侧；风机设置于出风口处，散热填料结构设置于进风口处，布水盘的底部设置有若干个变流量喷头；循环泵的一端通过循环管与布水盘连接，循环泵的另一端贯穿塔体并与底盘连通。本发明闭式运行，塔体内设置循环管配合外部循环泵循环利用冷却水并能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高效运行，可回收水分，耗能少，使用寿命长，智能控制系统可控制变流量喷头调整流量，制冷效果好、工作效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔。

背景技术

目前在运行的中央空调机房都存在冷却塔出水温度和湿球温度的差额普遍≥4℃，尤其是高温高湿的天气，这就导致水冷机组工作效率下降，在高温天气冷凝器出现报警，机组踹振等问题，严重影响水冷机组正常运行。由于冷却塔设备本身受限于面积、风量、结构等因素，所以一般出水温度设计值为湿球温度+4℃左右，冷却水就像个交通载体，将制冷机组工作时产生的热量从冷凝器运输到冷却塔中，一般冷却水温度降低1℃，制冷机组工作效率可提升2-5％，由此可见提升制冷机组COP，冷却水温度须降低。

另外传统冷却塔一般采用外置管，放置在裙楼或者楼顶，制冷主机在地下层或一层，制冷主机与冷却塔的垂直距离一般都有3层楼或更高的楼层，管道很长，弯管太多，水泵扬程及压力也随之增加，显然水泵的阻力增大，功耗太大，明显增加了能耗。智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔是与制冷主机安装在楼面或裙楼平面上，形成一体式安装，冷却塔可以整体式吊装到平台上，内进水集成一体式，汇集成一个进水，一个出水与主机一一对应连接，减少了传统需要的管道，水泵压力和扬程大大减小，能耗大大降低。并且整个的施工周期较短，较传统整个制冷系统更加高效，更加节能。

传统工艺制冷机房，安装施工现场环境复杂，需要多工种人员、多专业配合，且施工周期长，人工成本高。随着集成高效理念的推广，智能集成化设计、一体式模块化产品将是最好解决方式。

现有冷却塔存在以下缺陷：

(1)填料容易存在干区，利用率低，影响制冷效果；

(2)工作效率低、耗能大、浪费水资源、投入成本大；

(3)使用寿命短。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔，本发明闭式运行，塔体内设置循环管配合外部循环泵循环利用冷却水并能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高效运行，可回收水分，耗能少，使用寿命长，智能控制系统可控制变流量喷头调整流量，制冷效果好、工作效率高。

本发明的目的采用如下技术方案实现：一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔，包括塔体、循环冷却组件和智能控制系统；

所述塔体的右侧设置有进风口，所述塔体的顶部设置有出风口；

所述循环冷却组件包括散热填料结构、布水盘、风机、收水器、底盘、循环管和循环泵；所述散热填料结构、所述布水盘、所述风机、所述收水器、所述底盘和所述循环管均位于所述塔体内，所述循环泵位于所述塔体的一侧；所述风机设置于所述出风口处，所述散热填料结构设置于所述进风口处，所述布水盘设置于所述散热填料结构的上方，所述收水器设置于所述散热填料结构的左侧，所述出风口位于所述收水器的左上方；所述布水盘的底部设置有若干个变流量喷头，若干个所述变流量喷头的上端设置有多个不同竖直高度的延伸端，所述变流量喷头的上端均延伸至所述布水盘内；所述循环泵的一端通过所述循环管与所述布水盘连接，所述循环泵的另一端贯穿所述塔体并与所述底盘连通；

所述风机上设置有永磁同步直驱电机，所述风机由所述永磁同步直驱电机驱动，所述智能控制系统设置于所述塔体的一侧，所述智能控制系统与所述永磁同步直驱电机、循环泵、变流量喷头电性连接。

进一步地，还包括有进水立管和出水立管，所述进水立管和所述出水立管分别竖直设置于所述散热填料结构左右两侧；所述塔体设置有进水端与所述进水立管的一端连通，所述塔体设置有出水端和所述出水立管的一端连通；

所述散热填料结构包括若干层换热盘管和若干层填料，若干层所述换热盘管与若干层所述填料由上至下交替设置；每层所述换热盘管均具有进水口、出水口，每个所述进水口均与所述进水立管连通，每个所述出水口均与所述出水立管连通。

进一步地，还包括有固定架和制冷机，所述制冷机位于塔体的一侧，所述制冷机的两端分别与所述进水端、所述出水端连通，所述固定架位于所述塔体内靠近所述进风口的一侧，若干层所述换热盘管与若干层所述填料均水平设置并可拆卸地固定于所述固定架上。

进一步地，所述塔体设置有溢水口，所述溢水口与所述底盘的顶部连通。

进一步地，所述塔体设置有排污口，所述排污口与所述底盘的底部连通。

进一步地，所述变流量喷头的变流量为20％-120％。

进一步地，多个所述变流量喷头等距离分布于所述布水盘的底部。

进一步地，所述塔体的外壁设置有检修门。

进一步地，还包括有制冷箱体，所述制冷机位于所述制冷箱体内，所述塔体的出风口处设置有导风筒。

进一步地，还包括有设备基础，所述循环泵的底部设置有防震底座，所述防震底座、所述智能控制系统和所述塔体均设置于所述设备基础的顶部形成一体式安装。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明闭式运行，设置有循环泵通过循环管将底盘的冷却水重新输送至布水盘上，布水盘通过变流量喷头均匀喷淋至散热填料结构上，散热填料结构和冷却水形成水膜，水膜与进风口的冷风进行热交换，风机对塔体内热交换后的热空气进行抽出，其能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高效运行，收水器设置于散热填料结构的一侧，经过换热的水气均通过收水器最后由出风口的风机抽出，可有效回收水分，耗能少，使用寿命长且工作效率高。

智能控制系统可控制变流量喷头调整流量，确保冷却循环水不但均匀分撒在填料上，而且做到20％-120％的变流量均匀布水，提高冷却塔的冷却效果。无论布水盘的水量如何变化，变流量喷头的上端设置有多个不同的竖直高度的延伸端，每个变流量喷嘴始终能分到水，单台冷却塔几乎保持100％的填料利用率，从而提高冷却塔的冷却效果。变流量喷嘴无运动部件，不易堵塞和损坏，可自动、快速的调节。

永磁同步直驱电机兼具变速控制的所有优点，同时还避免了传统齿轮箱或皮带驱动型解决方案所需的成本和维护。该产品以其专业的设计代替传统电机和减速箱，系统效率提高10％-15％，节能效果显著，温控调速节能可达30％以上。由于全年气候温度变化较大，冷却塔大部分时间负载低于100％，此时采用永磁同步直驱电机的调速调节，当风机转速降低时，电机输出功率变化较转速变化更加明显。

智能控制系统通过对永磁同步直驱电机变频控制、变流量喷嘴控制，冷却塔群的填料利用率提高，冷却塔的出水温度降低，减少自来水的补水量。冷却水温度降低，可以降低冷冻水的出水温度，改善末端的空调效果。

附图说明

图1为本发明具体实施方式提供的一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔的结构示意；

图2为本发明具体实施方式提供的一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔的侧视结构示意图；

图3为本发明具体实施方式提供的一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔的俯视结构示意图。

图中：1、塔体；2、散热填料结构；21、换热盘管；22、填料；3、布水盘；4、底盘；5、变流量喷头；6、风机；7、循环泵；8、永磁同步直驱电机；9、循环管；10、溢水口；11、排污口；12、导风筒；13、检修门；14、进水立管；15、出水立管；16、防震底座；17、收水器；18、固定架；19、设备基础；20、制冷机；201、箱体；23、智能控制系统。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，一种智能集成冷站一体化中央空调高效机房专用密闭式冷却塔，包括塔体1、循环冷却组件和智能控制系统23；塔体1的右侧设置有进风口，塔体1的顶部设置有出风口；循环冷却组件包括散热填料结构2、布水盘3、风机6、收水器17、底盘4、循环管9和循环泵7；散热填料结构2、布水盘3、风机6、收水器17、底盘4和循环管9均位于塔体1内，循环泵7位于塔体1的一侧；风机6设置于出风口处，散热填料结构2设置于进风口处，布水盘3设置于散热填料结构2的上方，收水器17设置于散热填料结构2的左侧，出风口位于收水器17的左上方；布水盘3的底部设置有若干个变流量喷头5，若干个变流量喷头5的上端设置有多个不同竖直高度的延伸端，变流量喷头5的上端均延伸至布水盘3内；循环泵7的一端通过循环管9与布水盘3连接，循环泵7的另一端贯穿塔体1并与底盘4连通，风机6上设置有永磁同步直驱电机8，风机6由永磁同步直驱电机8驱动，智能控制系统23设置于塔体1的一侧，智能控制系统23与永磁同步直驱电机8、循环泵7、变流量喷头5电性连接。

本发明闭式运行，设置有循环泵7通过循环管9将底盘4的冷却水重新输送至布水盘3上，布水盘3通过变流量喷头5均匀喷淋至散热填料结构2上，冷却水流经散热填料22形成水膜，水膜、散热填料结构2均与进风口的冷风进行热交换，风机6对塔体1内热交换后的热空气进行抽出，其能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高效运行，使用寿命长，换热效率高。由于冷却塔尺寸及接口独特设计，适用于配套高效集成冷站，外观漂亮，冷却塔能实现出厂预制、整体运输、整体吊装，与高效集成冷站接口无缝对接，高效运行。塔体1右侧的箭头为进风方向，塔体1顶部的箭头为出风方向。底盘4用于回收经过热交换的冷却水，底盘4与循环泵7连通，循环泵7提供动力将冷却水输送至布水盘3上重复利用，节约水源，具有节能效果。收水器17设置于散热填料结构2的一侧，经过换热的水气均通过收水器17最后由出风口的风机6抽出，可有效回收水分，耗能少，使用寿命长且工作效率高。由于进风口在塔体1右侧，收水器17设置于散热填料结构2的左侧，出风口位于收水器17的左上方，因此经过换热的空气均经过收水器17进行回收水分，具有节约能源的功能。循环泵7可选取高效定频泵或高效变频泵。智能控制系统23可控制变流量喷头调整流量，确保冷却循环水不但均匀分撒在填料22上，而且做到20％-120％的变流量均匀布水，提高冷却塔的冷却效果。无论布水盘3的水量如何变化，变流量喷头的上端设置有多个不同的竖直高度的延伸端，延伸端在附图中未用标号示出，每个变流量喷嘴5始终能分到水，单台冷却塔几乎保持100％的填料22利用率，从而提高冷却塔的冷却效果。变流量喷嘴5无运动部件，不易堵塞和损坏，可自动、快速的调节。永磁同步直驱电机8兼具变速控制的所有优点，同时还避免了传统齿轮箱或皮带驱动型解决方案所需的成本和维护。该产品以其专业的设计代替传统电机和减速箱，系统效率提高10％-15％，节能效果显著，温控调速节能可达30％以上。由于全年气候温度变化较大，冷却塔大部分时间负载低于100％，此时永磁同步直驱电机8的调速调节，当风机6转速降低时，电机输出功率变化较转速变化更加明显。智能控制系统23对永磁同步直驱电机8变频控制、变流量喷嘴5后，冷却塔的填料22利用率提高，冷却塔的出水温度降低，减少自来水的补水量。冷却水温度降低，可以降低冷冻水的出水温度，改善末端的空调效果。降低了对冷却塔风量的需求，实现冷却塔风机30％-50％的节能率；降低了冷却塔的冷却水出水温度，降低了制冷主机的能耗。

进一步地，还包括有进水立管14和出水立管15，进水立管14和出水立管15分别竖直设置于散热填料结构2左右两侧；塔体1设置有进水端与进水立管14的一端连通，塔体1设置有出水端和出水立管15的一端连通；散热填料结构2包括若干层换热盘管21和若干层填料22，若干层换热盘管21与若干层填料22由上至下交替设置；每层换热盘管21均具有进水口、出水口，每个进水口均与进水立管14连通，每个出水口均与出水立管15连通。换热盘管21和填料22均可选取导热性好的材料制成，散热填料结构2和冷却水形成水膜，水膜、换热盘管21、填料22均与进风口的冷风进行热交换；设置进水立管14可分别与多个换热盘管21进行连通，可直接通水至进水立管14后通过的多个进水口分别流入到每个换热盘管21，换热盘管21的水分流经出水口至出水立管15，使得提供的汇合水流分散后再次汇合，增加换热路径和增大接触面积，增强换热效果。进水端设置有进水阀，进水阀用于控制进水端进水，出水端设置有出水阀，出水阀用于控制出水端出水。换热盘管21由脱磷紫铜管制成，换热效果好，投入成本低。本实施例中换热盘管21为螺旋盘管。

进一步地，还包括有固定架18和制冷机20，制冷机20位于塔体1的一侧，制冷机20的两端分别与进水端、出水端连通，，固定架18位于塔体1内靠近进风口的一侧，若干层换热盘管21与若干层填料22均水平设置并可拆卸地固定于固定架18上。固定架18用于进一步固定换热盘管21、填料22、进水立管14和出水立管15，具有定位作用。制冷机20具有制冷功能，输送冷水，提高换热效率。

进一步地，塔体1设置有溢水口10，溢水口10与底盘4的顶部连通。设置溢水口10可及时回收底盘4溢出的水分。

进一步地，塔体1设置有排污口11，排污口11与底盘4的底部连通。设置排污口11位于底盘4的底部，方便排污处理。排污口11设置有排污阀，用于控制排污口11的开闭。

进一步地，变流量喷头5的变流量为20％-120％。变流量为20％-120％可满足水分喷淋到散热填料结构2的干区部分。

进一步地，多个变流量喷头5等距离分布于布水盘3的底部。设置多个变流量喷头5可均匀喷淋冷却水至散热填料结构2。

进一步地，塔体1的外壁设置有检修门13。设置检修门13方便检修塔体1内部的部件。

进一步地，还包括有制冷箱体201，制冷机20位于制冷箱体201内，塔体1的出风口处设置有导风筒12。设置导风筒12可有效导向出风方向。箱体201可采用高保温高防水集装箱结构，无需专用机房，可安装于屋顶、室外地面等地方，也可根据使用需要灵活移动至应用场地。

进一步地，还包括有设备基础19，循环泵7的底部设置有防震底座16，防震底座16和塔体1均设置于设备基础19的顶部。设置防震底座16可对循环泵7进行缓震，提高使用寿命。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。