CN103712477B - 热泵供热除雾节水型冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵供热除雾节水型冷却塔。其包括：含有蒸发器和冷凝器的热泵、风机、空气加热器、收水器、布水器、填料层、贮水池和冷却塔塔体。循环热水先进入热泵蒸发器预冷却，然后进入冷却塔喷淋冷却。热泵冷凝器出口与空气加热器相连，热水/热蒸汽流经空气加热器加热冷却塔中的湿空气后为用户供暖或供热水，热用户回水进入热泵冷凝器。通过本发明，使得冷却塔入塔水温降低，填料段冷却负荷减小，减少了水的蒸发量，湿空气风量减小，风机功率减小，达到节水节能的效果。同时出塔湿空气被空气加热器加热，与露点温度温差增大，可以消除或降低塔口水雾，利于环保。在冷却循环水的同时，可以向热用户供热和提供生活热水，能量梯级利用，节能减排。

Description

热泵供热除雾节水型冷却塔

技术领域

本发明涉及一种用于降低循环水温度的冷却塔，具体涉及一种热泵供热除雾节水型冷却塔。

背景技术

冷却塔的作用是将携带余热的循环冷却水在塔内喷淋，与空气直接接触进行热交换，把水的热量传递给空气并散入大气，对循环水进行降温。湿式冷却塔的工作原理为播撒在填料表面的循环水与空气直接接触，通过接触传热和蒸发散热，把水的热量传递给空气。湿式冷却塔利用水的蒸发带走热量，具有造价低、换热效率高、冷却极限温度为空气的湿球温度的特点，因此被广泛应用于火力发电、纺织化工等行业。但是湿式冷却塔在日常使用中水损失大，同时在冷却塔出口处湿热空气会凝结成水雾，造成环境光污染及影响当地气候环境，并且寒冷冬季时下进风口处会发生结冰冻堵。

发明内容

本发明的目的是提供一种热泵供热除雾节水型冷却塔，本发明能够解决湿式冷却塔水损失大、出塔口水雾多、循环水热量浪费等问题，本发明结合热泵的利用，具有较好的除雾、节水、节电和供热效果。

本发明提供的第一种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔；所述湿式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器设于所述填料层的上部，所述收水器设于所述布水器的上部，且所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；

所述冷却塔还包括设于所述湿式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述收水器的上部；所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管与所述布水器相连通；所述贮水池与循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

所述热泵供热除雾节水型冷却塔中，所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅰ相连通，所述旁通管路Ⅰ上设有旁通阀Ⅰ，通过调控所述旁通阀Ⅰ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅱ相连通，所述旁通管路Ⅱ上设有旁通阀Ⅱ，通过调控所述旁通阀Ⅱ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

本发明提供的第二种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括干式冷却塔；所述干式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器设于所述填料层的上部，所述收水器设于所述布水器的上部，且所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；

所述冷却塔还包括设于所述干式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述收水器的上部；所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管与管式换热器的入水口相连通，所述管式换热器的出水口与循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

所述热泵供热除雾节水型冷却塔中，所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅲ相连通，所述旁通管路Ⅲ上设有旁通阀Ⅲ，通过调控所述旁通阀Ⅲ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅳ相连通，所述旁通管路Ⅳ上设有旁通阀Ⅳ，通过调控所述旁通阀Ⅳ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

本发明提供的第三种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔；所述湿式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器上方塔体侧壁上对称设置有2个空气冷却器进风口百叶窗，所述塔体内于2个所述空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设一空气冷却器，所述收水器设于2个所述空气冷却器之间；所述空气冷却器的出水管与所述布水器相连通，且所述布水器设于所述收水器的下部；所述填料层设于所述布水器的下部；所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；

所述冷却塔还包括设于所述湿式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述空气冷却器的上部；所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管与所述空气冷却器的配水管相连通；所述贮水池与循环冷却水管相连通；所述空气冷却器的下集水箱通过一旁通管路与所述循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

所述热泵供热除雾节水型冷却塔中，所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅴ相连通，所述旁通管路Ⅴ上设有旁通阀Ⅴ，通过调控所述旁通阀Ⅴ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅵ相连通，所述旁通管路Ⅵ上设有旁通阀Ⅵ，通过调控所述旁通阀Ⅵ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

本发明提供的第四种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔；所述湿式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器上方塔体侧壁上和所述填料层下方塔体侧壁上均设有2个空气冷却器进风口百叶窗，位于上部的2个所述空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设有第一空气冷却器，位于下部的2个所述空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设有第二空气冷却器，所述收水器设于2个所述第一空气冷却器之间；所述第一空气冷却器的出水管与所述布水器相连通，且所述布水器设于所述收水器的下部；所述填料层设于所述布水器的下部；所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；

所述冷却塔还包括设于所述湿式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述第一空气冷却器的上部；所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管分别与所述第一空气冷却器和第二空气冷却器的配水管相连通；所述第一空气冷却器和所述第二空气冷却器的下集水箱分别通过一旁通管路与循环冷却水管相连通；所述贮水池与循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

所述热泵供热除雾节水型冷却塔中，所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅶ相连通，所述旁通管路Ⅶ上设有旁通阀Ⅶ，通过调控所述旁通阀Ⅶ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅷ相连通，所述旁通管路Ⅷ上设有旁通阀Ⅷ，通过调控所述旁通阀Ⅷ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

本发明提供的热泵供热除雾节水型冷却塔中，所述热泵可为蒸气压缩式热泵、吸收式热泵或吸附式热泵；

所述湿式冷却塔或所述干式冷却塔均可为逆流塔或横流塔；

所述湿式冷却塔或所述干式冷却塔均可为自然通风冷却塔或机械通风冷却塔；

所述布水器可采用上喷水结构或下喷水结构。

本发明提供的热泵供热除雾节水型冷却塔中，所述空气加热器可采用板翅翅片管式换热器、螺旋翅片管式换热器或套装翅片管式换热器，其中的翅片管可为圆管、椭圆管或多孔扁管，组成所述翅片管的翅片可为平直翅、螺纹翅、波纹翅或百叶窗式翅。

本发明通过改变冷却塔的结构形式，增加热泵装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）由于设置了热泵蒸发器对循环水进行预冷，降低了填料段的冷却负荷，减少了蒸发水量，可以节水。

（2）塔内湿空气流经空气加热器后温度升高，其温度与和露点温度之差较现有常规冷却塔出口小，可消除或降低塔口处的水雾，有利于环保。

（3）热泵冷凝器产生的热水/热蒸汽可以提供给热用户，回收了循环水的热能。

（4）由于填料段冷却负荷减少，所需风量和风机功率降低，节省了电力。

附图说明

图1为本发明第一种热泵供热除雾节水型冷却塔的结构示意图。

图2为本发明第二种热泵供热除雾节水型冷却塔的结构示意图。

图3为本发明第三种热泵供热除雾节水型冷却塔的结构示意图。

图4为本发明第四种热泵供热除雾节水型冷却塔的结构示意图。

图中各标记如下：

1热泵、2风机、3空气加热器、4收水器、5布水器、6填料层、7贮水池、8循环热水管、9循环冷却水管、10供热回水管、11供热管、12a旁通阀Ⅱ、12b旁通阀Ⅳ、12c旁通阀Ⅵ、12d旁通阀Ⅷ、13空气加热器入水口阀门、14空气加热器出水口阀门、15a旁通阀Ⅰ、15b旁通阀Ⅲ、15c旁通阀Ⅴ、15d旁通阀Ⅶ、16贮水池回水调节阀门、17循环水控制阀门、18（第一）空气冷却器、19布水器旁通阀门、20管式换热器、21第二空气冷却器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

实施例1、

如图1所示，为本发明提供的第一种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔，该湿式冷却塔包括塔体，在塔体内设有填料层6、布水器5和收水器4；其中布水器5设于填料层6的上部，收水器4设于布水器5的上部，且填料层6、布水器5与收水器4之间均设有间距。填料层6的下部为贮水池7；塔体的顶部设有风机2进行通风。

本热泵供热除雾节水型冷却塔还包括设于湿式冷却塔外的一热泵1和设于塔体内的一空气加热器3。该空气加热器3设于收水器4的上部。热泵1的蒸发器的入水管与循环热水管8相连通，蒸发器的出水管与布水器5相连通；贮水池7与循环冷却水管9相连通；且蒸发器的出水管上设有循环水控制阀门17，循环水冷却水管9上设有贮水池回水调节阀门16。该蒸发器的出水管与循环水冷却水管9通过旁通管路Ⅰ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅰ上设有旁通阀Ⅰ15a，通过调控旁通阀Ⅰ15a，使蒸发器的出水管、循环冷却水管9、循环热水管8和蒸发器形成回路。

热泵1的冷凝器的入水管与供热回水管10相连通，冷凝器的出水管与空气加热器3的入水管相连通，且该空气加热器3的出水管与供热管11相连通；冷凝器的出水管上设有空气加热器入水口阀门13，供热管11上设有空气加热器出水口阀门14。冷凝器的出水管与供热管11通过旁通管路Ⅱ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅱ上设有旁通阀Ⅱ12a，通过调控旁通阀Ⅱ12a，使冷凝器的出水管、供热管11、供热回水管10和冷凝器形成回路。

本实施例热泵供热除雾节水型冷却塔的使用过程如下：

循环水在蒸发器内被预冷却，通过循环水控制阀门17进入布水器5中，被播撒到冷却塔热交换填料层6上，与空气热交换冷却后，落入贮水池7，流入循环冷却水管9中。蒸发器出水管通过旁通管路Ⅰ与循环冷却水管9相连通，可以根据蒸发器出水管温度和循环水冷却需要，调控旁通阀Ⅰ15a、贮水池回水调节阀门16和循环水控制阀门17的开度，调节热泵蒸发器和填料段的冷却负荷，以最大程度地节水、除雾和节能。在塔体内收水器上方布置的空气加热器3，冷凝器出水管与空气加热器3的入水管相连，冷凝器产生的热水/热蒸汽流经空气加热器3，对冷却塔中湿空气进行加热，降低了冷却塔出口空气的相对湿度，减少了水雾的产生。空气加热器3出水管与供热管11相连通，向热用户提供热水/热蒸汽，充分利用能量。供热回水管10与冷凝器入口相连通，供热回水进入热泵1的冷凝器，完成循环。热泵冷凝器出水管通过旁通管路Ⅱ与供热管11相连，可以根据热用户的供热需求，调节旁通阀Ⅱ12a、空气加热器入水口阀门13和空气加热器出水口阀门14的开度，来调节供热温度、调节供热量或停止供热。经过填料层换热后的湿热空气在被空气加热器再次加热后在风机2抽吸作用下由塔口排出。

实施例2、

如图2所示，为本发明提供的第二种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括干式冷却塔，该干式冷却塔包括塔体，在塔体内设有填料层6、布水器5和收水器4；布水器5设于填料层6的上部，收水器4设于布水器5的上部，且填料层6、布水器5与收水器4之间均设有间距，填料层6的下部为贮水池7；塔体的顶部设有风机2进行通风。

本热泵供热除雾节水型冷却塔还包括设于干式冷却塔外的一热泵1和设于塔体内的一空气加热器3；该空气加热器3设于收水器4的上部；

热泵1的蒸发器的入水管与循环热水管8相连通，蒸发器的出水管与管式换热器20的入水口相连通，该管式换热器20的出水口与循环冷却水管9相连通，且蒸发器的出水管上设有循环水控制阀门17，循环水冷却水管9上设有贮水池回水调节阀门16。蒸发器的出水管与循环水冷却水管9通过旁通管路Ⅲ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅲ上设有旁通阀Ⅲ15b，通过调控旁通阀Ⅲ15b，使蒸发器的出水管、循环冷却水管9、循环热水管8和蒸发器形成回路。

热泵1的冷凝器的入水管与供热回水管10相连通，冷凝器的出水管与空气加热器3的入水管相连通，空气加热器3的出水管与供热管11相连通，冷凝器的出水管上设有空气加热器入水口阀门13，供热管11上设有空气加热器出水口阀门14。冷凝器的出水管与供热管11通过旁通管路Ⅳ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅳ上设有旁通阀Ⅳ12b，通过调控旁通阀Ⅳ12b，使冷凝器的出水管、供热管11、供热回水管10和冷凝器形成回路。

本实施例热泵供热除雾节水型冷却塔的使用过程如下：

循环水在蒸发器内被预冷却，通过循环水控制阀门17进入管式换热器20中，通过管壳与空气热交换冷却后，通过贮水池回水调节阀门16进入循环冷却水管9中。蒸发器出水管通过旁通管路Ⅲ与循环冷却水管9相连通，可以根据蒸发器出水管温度和循环水冷却需要，调控旁通阀Ⅲ15a、贮水池回水调节阀门16和循环水控制阀门17的开度，调节热泵蒸发器和填料段的冷却负荷，以最大程度地节水、除雾和节能。在塔体内收水器上方布置空气加热器3，冷凝器出水管与空气加热器3的入水管相连，冷凝器产生的热水/热蒸汽流经空气加热器3，对冷却塔中湿空气进行加热，降低了冷却塔出口空气的相对湿度，减少了水雾的产生。空气加热器3出水管与供热管11相连通，向热用户提供热水/热蒸汽，充分利用能量。供热回水管10与冷凝器入口相连通，供热回水进入热泵1的冷凝器，完成循环。热泵冷凝器出水管通过旁通管路Ⅳ与供热管11相连，可以根据热用户的供热需求，调节旁通阀Ⅳ12a、空气加热器入水口阀门13和空气加热器出水口阀门14的开度，来调节供热温度、供热量或停止供热。经过填料层换热后的湿热空气在被空气加热器再次加热后在风机2抽吸作用下由塔口排出。

实施例3、

如图3所示，为本发明提供的第三种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔，该湿式冷却塔包括塔体，在塔体内设有填料层6、布水器5和收水器4；布水器5上方塔体侧壁上对称设置有2个空气冷却器进风口百叶窗（图中未标），塔体内于2个空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设一空气冷却器18，收水器4设于2个空气冷却器18之间；空气冷却器18的出水管与布水器5相连通，且布水器5设于收水器4的下部；填料层6设于布水器5的下部；填料层6、布水器5与收水器4之间均设有间距；填料层6的下部为贮水池7；塔体的顶部设有风机2进行通风。

本热泵供热除雾节水型冷却塔还包括设于湿式冷却塔外的一热泵1和设于塔体内的一空气加热器3；该空气加热器3设于空气冷却器18的上部。热泵1的蒸发器的入水管与循环热水管8相连通，蒸发器的出水管与空气冷却器18的配水管相连通；贮水池7与循环冷却水管9相连通；空气冷却器18的下集水箱通过一旁通管路与循环冷却水管9相连通，该旁通管路上设有布水器旁通阀门19；且蒸发器的出水管上设有循环水控制阀门17，循环水冷却水管9上设有贮水池回水调节阀门16。蒸发器的出水管与循环水冷却水管9通过旁通管路Ⅴ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅴ上设有旁通阀Ⅴ15c，通过调控旁通阀Ⅴ15c，使蒸发器的出水管、循环冷却水管9、循环热水管8和蒸发器形成回路。

热泵1的冷凝器的入水管与供热回水管10相连通，冷凝器的出水管与空气加热器3的入水管相连通，空气加热器3的出水管与供热管11相连通，冷凝器的出水管上设有空气加热器入水口阀门13，供热管11上设有空气加热器出水口阀门14。冷凝器的出水管与供热管11通过旁通管路Ⅵ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅵ上设有旁通阀Ⅵ12c，通过调控旁通阀Ⅵ12c，使冷凝器的出水管、供热管11、供热回水管10和冷凝器形成回路。

本实施例热泵供热除雾节水型冷却塔的使用过程如下：

被热泵蒸发器预冷后的循环水分配到空气冷却器18中，被空气冷却器18进风百叶窗引入的空气冷却，空气冷却器18中的循环水与空气呈交叉逆流换热，经冷却的循环水汇流于空气冷却器18的下集水箱，循环水由空气冷却器出水管进入布水器5。热泵的蒸发器进水管与循环水热水管8连接，循环水在热泵蒸发器被预冷却，通过循环水控制阀门17进入布水器5中，被播撒到冷却塔热交换填料层6上，与空气热交换冷却后，落入贮水池7，流入循环冷却水管9中。热泵蒸发器出水管通过旁通管路Ⅴ与循环冷却水管9相连，可以根据蒸发器出水管温度和循环水冷却需要，调控旁通阀Ⅴ15c、贮水池回水调节阀门16和循环水控制阀门17的开度，调节热泵蒸发器和填料段的冷却负荷，以最大程度地节水、除雾和节能。热泵冷凝器出水管与空气加热器3的入水管相连，冷凝器产生的热水/热蒸汽流经空气加热器3，对冷却塔中湿空气进行加热，降低了冷却塔出口空气的相对湿度，减少了水雾的产生。空气加热器3出水管与供热管11相连，向热用户提供热水/热蒸汽，充分利用能量。供热回水管10与热泵冷凝器入口相连，供热回水进入热泵的冷凝器，完成循环。热泵冷凝器出水管通过旁通管与供热管11相连，可以根据热用户的供热需求，调节旁通阀Ⅵ12c、空气加热器入水口阀门13和空气加热器出水口阀门14的开度，来调节供热温度、供热量或停止供热。空气冷却器18的下集水箱通过旁通管与循环冷却水管9相连，根据空气条件的不同调控布水器旁通阀门19和贮水池回水调节阀门16，以最大限度的节水及预防贮水池冻结。经过填料层换热后的湿热空气在被空气加热器再次加热后在风机2抽吸作用下由塔口排出。

实施例4、

如图4所示，为本发明提供的第四种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔，该湿式冷却塔包括塔体，在塔体内设有填料层6、布水器5和收水器4；布水器上方塔体侧壁上和填料层下方塔体侧壁上均设有2个空气冷却器进风口百叶窗，位于上部的2个空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设有第一空气冷却器18，位于下部的2个空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设有第二空气冷却器21，收水器4设于2个第一空气冷却器18之间；第一空气冷却器18的出水管与布水器5相连通，且布水器5设于收水器4的下部；填料层6设于布水器5的下部；填料层6、布水器5与收水器4之间均设有间距；填料层6的下部为贮水池7。

本热泵供热除雾节水型冷却塔还包括设于湿式冷却塔外的一热泵1和设于塔体内的一空气加热器3；空气加热器3设于第一空气冷却器18的上部。

热泵1的蒸发器的入水管与循环热水管8相连通，蒸发器的出水管分别与第一空气冷却器18和第二空气冷却器21的配水管相连通；第一空气冷却器18和第二空气冷却器21的下集水箱分别通过一旁通管路与循环冷却水管9相连通；贮水池7与循环冷却水管9相连通；且蒸发器的出水管上设有循环水控制阀门17，循环水冷却水管9上设有贮水池回水调节阀门16。

蒸发器的出水管与循环水冷却水管9通过旁通管路Ⅶ（图中未标）相连通，该旁通管路Ⅶ上设有旁通阀Ⅶ15d，通过调控旁通阀Ⅶ15d，使蒸发器的出水管、循环冷却水管9、循环热水管8和蒸发器形成回路。

热泵1的冷凝器的入水管与供热回水管11相连通，冷凝器的出水管与空气加热器3的入水管相连通，空气加热器3的出水管与供热管10相连通；冷凝器的出水管上设有空气加热器入水口阀门13，供热管11上设有空气加热器出水口阀门14。冷凝器的出水管与供热管10通过旁通管路Ⅷ（图中未标）相连通，旁通管路Ⅷ上设有旁通阀Ⅷ12d，通过调控旁通阀Ⅷ12d，使冷凝器的出水管、供热管11、供热回水管10和冷凝器形成回路。

本实施例热泵供热除雾节水型冷却塔的使用过程如下：

被热泵蒸发器预冷后的循环水一部分分配到第一空气冷却器18中，被第一空气冷却器18进风百叶窗引入的空气冷却，第一空气冷却器18中的循环水与空气呈交叉逆流换热，经冷却的循环水汇流于第一空气冷却器18的下集水箱，循环水由第一空气冷却器出水管进入布水器5；循环水另一部分分配到第二空气冷却器21中，被第二空气冷却器21进风百叶窗引入的空气冷却，第二空气冷却器21中的循环水与空气呈交叉逆流换热，经冷却的循环水汇流于第二空气冷却器21的下集水箱，循环水由第二空气冷却器出水管进入循环冷却水管9中。热泵1的蒸发器进水管与循环水热水管8连接，循环水在热泵蒸发器被预冷却，通过循环水控制阀门17进入布水器5中，被播撒到冷却塔热交换填料层6上，与空气热交换冷却后，落入贮水池7，流入循环冷却水管9中。热泵蒸发器出水管通过旁通管路Ⅶ与循环冷却水管9相连，可以根据蒸发器出水管温度和循环水冷却需要，调控旁通阀Ⅶ15d、贮水池回水调节阀门16和循环水控制阀门17的开度，调节热泵蒸发器和填料段的冷却负荷，以最大程度地节水、除雾和节能。热泵冷凝器出水管与空气加热器3的入水管相连，冷凝器产生的热水/热蒸汽流经空气加热器3，对冷却塔中湿空气进行加热，降低了冷却塔出口空气的相对湿度，减少了水雾的产生。空气加热器3出水管与供热管11相连，向热用户提供热水/热蒸汽，充分利用能量。供热回水管10与热泵冷凝器入口相连，供热回水进入热泵的冷凝器，完成循环。热泵冷凝器出水管通过旁通管与供热管11相连，可以根据热用户的供热需求，调节旁通阀Ⅷ12d、空气加热器入水口阀门13和空气加热器出水口阀门14的开度，来调节供热温度、供热量或停止供热。空气冷却器18的下集水箱通过旁通管与循环冷却水管9相连，根据空气条件的不同调控布水器旁通阀门19和贮水池回水调节阀门16，以最大限度的节水及预防贮水池冻结。经过填料层换热后的湿热空气在被空气加热器再次加热后在自然通风抽力作用下由塔口排出。

本发明提供的热泵供热除雾节水型冷却塔中，热泵具体可为蒸气压缩式热泵、吸收式热泵或吸附式热泵等；干式冷却塔或述湿式冷却塔均可为自然通风冷却塔或机械通风冷却塔；布水器可采用上喷水结构或下喷水结构。

本发明提供的热泵供热除雾节水型冷却塔中，空气加热器具体可采用板翅翅片管式换热器、螺旋翅片管式换热器或套装翅片管式换热器，其中的翅片管可为圆管、椭圆管或多孔扁管，组成所述翅片管的翅片可为平直翅、螺纹翅、波纹翅或百叶窗式翅。

Claims (11)

1.一种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔；所述湿式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器设于所述填料层的上部，所述收水器设于所述布水器的上部，且所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；其特征在于：

所述冷却塔还包括设于所述湿式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述收水器的上部；所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管与所述布水器相连通；所述贮水池与循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

2.根据权利要求1所述的冷却塔，其特征在于：所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅰ相连通，所述旁通管路Ⅰ上设有旁通阀Ⅰ，通过调控所述旁通阀Ⅰ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅱ相连通，所述旁通管路Ⅱ上设有旁通阀Ⅱ，通过调控所述旁通阀Ⅱ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

3.一种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括干式冷却塔；所述干式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器设于所述填料层的上部，所述收水器设于所述布水器的上部，且所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；其特征在于：

所述冷却塔还包括设于所述干式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述收水器的上部；

所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管与管式换热器的入水口相连通，所述管式换热器的出水口与循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

4.根据权利要求3所述的冷却塔，其特征在于：所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅲ相连通，所述旁通管路Ⅲ上设有旁通阀Ⅲ，通过调控所述旁通阀Ⅲ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅳ相连通，所述旁通管路Ⅳ上设有旁通阀Ⅳ，通过调控所述旁通阀Ⅳ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

5.一种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔；所述湿式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器上方塔体侧壁上对称设置有2个空气冷却器进风口百叶窗，所述塔体内于2个所述空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设一空气冷却器，所述收水器设于2个所述空气冷却器之间；所述空气冷却器的出水管与所述布水器相连通，且所述布水器设于所述收水器的下部；所述填料层设于所述布水器的下部；所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；其特征在于：

所述冷却塔还包括设于所述湿式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述空气冷却器的上部；

所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管与所述空气冷却器的配水管相连通；所述贮水池与循环冷却水管相连通；所述空气冷却器的下集水箱通过一旁通管路与所述循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

6.根据权利要求5所述的冷却塔，其特征在于：所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅴ相连通，所述旁通管路Ⅴ上设有旁通阀Ⅴ，通过调控所述旁通阀Ⅴ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅵ相连通，所述旁通管路Ⅵ上设有旁通阀Ⅵ，通过调控所述旁通阀Ⅵ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

7.一种热泵供热除雾节水型冷却塔，它包括湿式冷却塔；所述湿式冷却塔包括塔体，所述塔体内设有填料层、布水器和收水器；所述布水器上方塔体侧壁上和所述填料层下方塔体侧壁上均设有2个空气冷却器进风口百叶窗，位于上部的2个所述空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设有第一空气冷却器，位于下部的2个所述空气冷却器进风口百叶窗的内侧分别设有第二空气冷却器，所述收水器设于2个所述第一空气冷却器之间；所述第一空气冷却器的出水管与所述布水器相连通，且所述布水器设于所述收水器的下部；所述填料层设于所述布水器的下部；所述填料层、所述布水器与所述收水器之间均设有间距；所述填料层的下部为贮水池；其特征在于：

所述冷却塔还包括设于所述湿式冷却塔外的一热泵和设于所述塔体内的一空气加热器；所述空气加热器设于所述第一空气冷却器的上部；所述热泵的蒸发器的入水管与循环热水管相连通，所述蒸发器的出水管分别与所述第一空气冷却器和第二空气冷却器的配水管相连通；所述第一空气冷却器和所述第二空气冷却器的下集水箱分别通过一旁通管路与循环冷却水管相连通；所述贮水池与循环冷却水管相连通；所述蒸发器的出水管和所述循环水冷却水管上均设有阀门；

所述热泵的冷凝器的入水管与供热回水管相连通，所述冷凝器的出水管与所述空气加热器的入水管相连通，所述空气加热器的出水管与供热管相连通；所述冷凝器的出水管和所述供热管上均设有阀门。

8.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于：所述蒸发器的出水管与所述循环水冷却水管通过旁通管路Ⅶ相连通，所述旁通管路Ⅶ上设有旁通阀Ⅶ，通过调控所述旁通阀Ⅶ，使所述蒸发器的出水管、所述循环冷却水管、所述循环热水管和所述蒸发器形成回路；

所述冷凝器的出水管与所述供热管通过旁通管路Ⅷ相连通，所述旁通管路Ⅷ上设有旁通阀Ⅷ，通过调控所述旁通阀Ⅷ，使所述冷凝器的出水管、所述供热管、所述供热回水管和所述冷凝器形成回路。

9.根据权利要求3或4所述的冷却塔，其特征在于：所述热泵是蒸气压缩式热泵、吸收式热泵和吸附式热泵之一；

干式冷却塔是逆流塔和横流塔之一；

干式冷却塔是自然通风冷却塔和机械通风冷却塔之一；

所述布水器采用上喷水结构或下喷水结构。

10.根据权利要求1或2或5或6或7或8所述的冷却塔，其特征在于：所述热泵是蒸气压缩式热泵、吸收式热泵和吸附式热泵之一；

湿式冷却塔是逆流塔和横流塔之一；

湿式冷却塔是自然通风冷却塔和机械通风冷却塔之一；

所述布水器采用上喷水结构或下喷水结构。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的冷却塔，其特征在于：所述空气加热器是板翅翅片管式换热器、螺旋翅片管式换热器和套装翅片管式换热器之一，其中的翅片管是圆管、椭圆管和多孔扁管之一，组成所述翅片管的翅片是平直翅、螺纹翅、波纹翅和百叶窗式翅之一。