[發明專利]一種新的循環水場輔助冷卻方法

在審

• 申請號: 201810476909.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN110500841A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 張書清
• 主分類號: F25D17/02
• 分類號: F25D17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種新的循環水場輔助冷卻的方法，即利用自然條件(如冬季嚴寒)或工業冰機(夏季)得到大量的冰塊或低溫冷凍水作為循環水場的冷量輸入，以減少循環水的蒸發量、鹽份的積累和雜質的進入。冰塊的制取可以利用冬季的嚴寒天氣自然得到，也可以利用風電、光伏發電等廉價綠色的新能源通過工業冰機大量抽取，再與循環水直接或間接混合得到低溫冷水，降低循環水溫度，大幅減少蒸發水量。采用這種輔助冷卻方式，可以節省大量寶貴的水資源，并有利于循環水質保持穩定，減緩設備結垢和腐蝕等問題。

化工、冶金等工業生產過程中，往往產生大量的熱量，通常采用循環水來移走這些熱量，以保證生產持續進行。

水是吸收和傳遞熱量的良好介質，可以用來冷卻生產設備和產品，當循環水流經換熱器時，水和介質間發生熱傳遞，水把熱量帶走，水溫隨之升高，為了重復利用排出的熱水，則將其引入涼水塔進行冷卻，再用水泵送入換熱設備循環使用。

涼水塔中循環水的冷卻是通過蒸發和傳導兩種過程進行的。當熱水直接與空氣接觸，部分水分子的動能足以克服液體對它的束縛力，則該分子從液面逸出，剩下的其它分子的平均動能減少，水溫也隨之降低，這是蒸發過程；另外熱水暴露于空氣中時，由于水溫與氣溫不一致，也會產生接觸傳熱過程。

在涼水塔中，循環回來的熱水通過塔頂的配水槽均勻分布到塔的整個淋水斷面上，再通過填料形成均勻下落的水滴或形成水膜，以增大熱水和空氣的接觸面積，并延長接觸時間，在熱水下落的同時，空氣通過自然或機械通入，自下而上或水平方向在塔內流動，從而把熱量以氣化潛熱的方式帶走，使水溫下降。

綜上，水溫的變化是蒸發和傳導綜合作用的結果，兩者所占比例因季節而異，冬季氣溫低，傳導散熱量大，約占50％以上；夏季氣溫高，傳導散熱小，主要靠蒸發散熱，約占80～90％。全年平均下來，蒸發帶走的總熱量約占冷卻塔總傳熱量的75％以上。

這種蒸發傳熱的傳統冷卻方式，帶來的主要問題是：

1、消耗大量寶貴的水資源，特別是干旱地區問題更嚴重；

2、造成循環水中的鹽份逐漸積累，含量不斷升高，引起結垢和設備腐蝕問題，又被迫大量排水以保持鹽份穩定；

3、大量強制通風，容易造成沙塵、楊柳絮進入，導致水質惡化，泥沙淤積，流動不暢。

為此，特提出一種新的循環水場輔助冷卻的方法，即利用自然條件(如冬季嚴寒)或工業冰機(夏季)得到大量的冰塊或低溫冷凍水作為循環水場的冷量輸入，以減少循環水的蒸發量、鹽份的積累和雜質的進入。

冰塊的制取可以利用冬季的嚴寒天氣自然得到，也可以利用風電、光伏發電等廉價綠色的新能源通過工業冰機大量抽取，再與循環水直接或間接混合得到低溫冷水，降低循環水溫度，大幅減少蒸發水量。

采用這種輔助冷卻方式，可以節省大量寶貴的水資源，并有利于循環水質保持穩定，減緩設備結垢和腐蝕等問題。

圖1是利用本專利進行改進后的循環水場工藝流程示意圖。