[发明专利]一种含纳米流体的高效节水型闭式冷却塔

说明书

技术领域

本发明属于冷却塔设备技术领域，具体地说，涉及一种利用纳米流体循环喷淋介质提高闭式冷却塔热质交换效率的方法。

背景技术

冷却塔采用蒸发冷却技术将携带余热的循环水在塔内与空气进行热交换，把水的热量传输给空气并散入大气，从而对循环冷却水进行降温。目前在食品、空调、石化等行业项目中，闭式冷却塔具有广泛的运用。在闭式冷却塔的运行过程中，高温的循环水经喷淋系统进入塔内填料和盘管区形成水滴或水膜，外界干冷空气从塔底进入后与盘管表面的水膜进行热质交换，盘管内循环介质被冷却的同时塔内空气被加热和加湿，以高温高湿接近饱和的状态从塔顶排出塔外。由于空气的导热系数很低，在闭式冷却塔的盘管区进行冷却换热时，喷淋水与空气的热质交换效率较低，换热量不高导致效果不佳。而同时闭式冷却塔中的循环冷却水在喷淋及换热过程中不断蒸发浓缩，容易导致填料区及盘管表面发生结垢较低其效率。

一般来说，闭式冷却塔的强化换热旨在提高其换热效率，降低运行成本，目前闭式冷却塔的强化换热措施主要集中于塔体及盘管结构设计，改善提高填料区以及喷淋水的效率，而未有相关报道利用纳米流体来对冷却塔进行强化换热。纳米流体相比普通喷淋水具有更高的导热系数，同时由于纳米粒子之间、纳米粒子粒子和流体及盘管管壁之间的相互作用和碰撞，增强了流体的湍动，促进了塔内热质交换。发明专利CN 105241176 A公开了一种高效冷却塔，在塔内设置冷水室、热水室和制冷机，采用水冷和冷空气双重制冷结合的方式来提高冷却效率，但是改冷却塔结构复杂，运行过程中需耗费大量的电能。实用新型CN 205448749 U公开了一种高效闭式冷却塔，利用在塔底设置冷风输送装置提供低温制冷空气进行换热冷却，这中低温空气能在一定程度提高闭式冷却塔效率。但是整体而言该冷却塔需要额外配套设施，对于现有闭式冷却塔改造为该类高效冷却塔也不易操作。

发明内容

为解决现有技术中闭式冷却塔设备的喷淋水蒸发损失及导致的一系列问题，本发明提供了一种含纳米流体的高效闭式冷却塔。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种高效节水型闭式冷却塔，包括循环喷淋水，所述循环喷淋水中添加纳米粒子和稳定剂。

在上述高效节水型闭式冷却塔，所述纳米粒子为纳米氧化铝、纳米氧化铜、纳米氧化铁、纳米碳化硅、纳米氮化硅、纳米二氧化钛中的一种或几种的复合。

在上述高效节水型闭式冷却塔，所述的纳米粒子的质量浓度为0.01~5%。

在上述高效节水型闭式冷却塔，所述的纳米粒子的粒径为0.1~100nm。

在上述高效节水型闭式冷却塔，所述的纳米氧化铁为无磁型。

在上述高效节水型闭式冷却塔，所述稳定剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸钠、仲烷基磺酸钠、醇醚羧酸盐中的一种或几种。

在上述高效节水型闭式冷却塔，所述稳定剂的浓度为纳米粒子质量含量的1~15%。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明利用纳米流体作为循环喷淋介质，基于纳米粒子独特的小尺寸效应，导致循环冷却介质的热物性发生改变，增强了流体的导热系数，强化了循环冷却介质与空气及盘管区的换热效率，增大了换热量，换热效果得到提高。

2.本发明采用纳米流体进行强化换热，换热效果好，在相同换热量的情况下可以用减少喷淋介质的用量，进一步可以减少循环介质的蒸发损失。同时纳米粒子与盘管管壁及填料之间的湍动碰撞也可以在一定程度上降低盘管区的结垢，降低了维护成本。

3.该类闭式冷却塔的结构简单，安装和维修方便易操作，现有闭式冷却塔可以简单方便地改造为该类高效节水型闭式冷却塔。

附图说明

图1 为闭式冷却塔结构图；

其中，1:风机系统；2节流收水元件； 3：喷淋系统；4：填料部分；5：冷却水入口；6：冷却水出口；7：储水槽；8：水泵。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1所示，一种含纳米流体的高效闭式冷却塔，包括风机系统1，喷淋系统2，节流收水元件3，填料部分4，冷却水入口5，冷却水出口6，储水槽7和水泵8。将现有的闭式冷却塔的循环喷淋水置换为纳米流体作为循环喷淋介质。