本發明涉及一種冷卻塔，具體的說是一種階梯式換熱的閉式冷卻塔。
背景技術：
閉式冷卻塔是一種既能降低循環水溫度，又能保持循環水水質純凈的冷卻設備。閉式冷卻塔源于蒸發式冷卻器，其換熱機理是：循環水的熱量通過管壁傳遞給管外噴淋的噴淋水，噴淋水在換熱管上形成均勻的水膜，并蒸發吸收熱量，干冷空氣在風機的強制作用下與噴淋水對流換熱，帶走蒸發熱量并排至大氣中，來降低循環水溫度，滿足系統溫降要求。閉式冷卻塔適用于對循環水水質要求較高的各種冷卻系統，目前主要應用在電力、化工、鋼鐵、食品等行業。
閉式冷卻塔，實現了循環水的全封閉內路循環，極大程度的避免了水資源浪費與水質污染，從而達到節水的目的。基于閉式冷卻塔的換熱機理，為保證冷卻至需要的出水溫度，冷卻塔的出風溫度應小于循環水的出水溫度，因此閉式冷卻塔需要大量的風才能帶走循環水降溫所釋放出的熱量，故閉式冷卻塔的風機需要較大的運行功率。現有技術中的閉式冷卻塔多采用整體冷卻的方式，循環水在冷卻塔中一次冷卻完畢，因此風機必須處于高功率的工作狀態，不僅功耗高，而且容易加速設備老化。
技術實現要素：
為了解決現有技術中的不足，本發明提供一種可以階梯式換熱，以逐步降低循環水溫度，進而降低風機功率，實現節能環保的階梯式換熱的閉式冷卻塔。
為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：
一種階梯式換熱的閉式冷卻塔，包括塔體，塔體頂部設置有風機，塔體側壁靠近底部處分別設置有進風窗，塔體底部設置有水箱，塔體側壁上分別設置有用于循環水進出的循環水進水管和循環水出水管，在塔體內設有連通循環水進水管和循環水出水管的換熱模塊組，在塔體內還包括豎直設置于底部的至少一個的隔板，且隔板與塔體的頂部之間留有距離，隔板將塔體內部空間和水箱分成若干個空間，每個空間為一個冷卻腔，所有的冷卻腔頂部相連通；
所述冷卻腔內設置有換熱管，換熱管的上方設置有噴淋裝置，在噴淋裝置的上方設置有收水器，所有冷卻腔內的換熱管依次串聯形成換熱模塊組。
所述換熱模塊組的高度高于進風窗。
所述換熱管為蛇形管。
所述進風窗為百葉窗，且葉片從外到內向上傾斜。
在每個冷卻腔內，所述噴淋裝置與水箱連通。
所述隔板的數量大于一時，在每個隔板上置都設置有風孔，其高度與進風窗相同，從進風窗流入塔內的空氣經過風孔進入各冷卻腔。
有益效果：
1、通過階梯式換熱，最終提高冷卻塔的出風溫度，在得到相同冷卻效果的情況下，可以減少空氣流量，進而降低風機的使用功率，進而降低功耗，節能環保；
2、通過降低功率，可以減少風機在工作時的損耗，通過階梯式換熱，可以減少各個換熱管在使用時的損耗，進而延長整個冷卻塔的使用壽命；
3、進風窗采用百葉窗，且葉片從外到內向上傾斜，可以在一定程度上防止灰塵被吸入或者落入冷卻塔內，保障循環水的水質。
附圖說明
圖1是本階梯式換熱閉式冷卻塔的結構示意圖。
附圖標記：1、風機，2、塔體，3、收水器，4、噴淋裝置，5、循環水出水管，6、換熱模塊組，7、進風窗，8、水箱，9、隔板，10、循環水進水管，11、換熱管。
具體實施方式
下面根據附圖具體說明本發明的實施方式：
如圖1所示，一種階梯式換熱的閉式冷卻塔，包括塔體2，塔體2頂部設置有風機1，塔體2側壁靠近底部處分別設置有進風窗7，塔體2底部設置有水箱8，塔體2側壁上分別設置有用于循環水進出的循環水進水管10和循環水出水管5，在塔體2內設有連通循環水進水管10和循環水出水管5的換熱模塊組6，在塔體2內還包括豎直設置于底部的至少一個的隔板9，且隔板9與塔體2的頂部之間留有距離，隔板9將塔體2內部空間和水箱8分成若干個空間，每個空間為一個冷卻腔，所有的冷卻腔頂部相連通；
所述冷卻腔內設置有換熱管11，換熱管11的上方設置有噴淋裝置4，在噴淋裝置4的上方設置有收水器3，所有冷卻腔內的換熱管11依次串聯形成換熱模塊組6。
所述換熱模塊組6的高度高于進風窗7。
所述換熱管11為蛇形管。
所述進風窗7為百葉窗，且葉片從外到內向上傾斜。
在每個冷卻腔內，所述噴淋裝置4與水箱8連通。
所述隔板9的數量大于一時，在每個隔板上置都設置有風孔，其高度與進風窗7相同，從進風窗7流入塔內的空氣經過風孔進入各冷卻腔。
所述階梯式換熱的閉式冷卻塔采用的冷卻方法為：
步驟一、啟動各部分設備，循環水通過循環水進水管10進入冷卻塔內。
步驟二、循環水流經的第一個冷卻腔內，噴淋裝置4從水箱8中抽取溫度為t1的噴淋水并向換熱管11噴灑，噴淋水在換熱管11的表面形成均勻分布的水膜，水膜吸收換熱管11內循環水的熱量而蒸發成水蒸氣。
步驟三、在風機1的作用下，干冷空氣由進風窗7吸入并向上流動，在流動過程中與換熱管11表面形成的水蒸汽進行熱量交換。
步驟四、完成熱量交換后，干冷空氣溫度和濕度升高最終變成飽和濕熱空氣，在向外排出的過程中，與設置在噴淋裝置4上方的收水器3相遇使得濕熱空氣中的部分水蒸汽冷凝成水滴，與濕熱空氣中夾帶的水滴一起被收水器3收集，進而通過管道流入水箱8中。
步驟五、第一階冷卻完成，設循環水降溫幅度為T。
步驟六、循環水依次流經其余的冷卻腔，各冷卻腔中噴淋水的溫度依次為t2，t3，t4，……,tn，且滿足t1>t2>t3>t4>……>tn；在每個冷卻腔內，循環水繼續進行階梯式的換熱，降溫的幅度需根據實際情況選擇不同的溫降范圍。
步驟七、循環水的溫度達到冷卻要求，通過循環水出水管5流出冷卻塔。
所述階梯式換熱的閉式冷卻塔能夠降低風機功率的理論依據為：
由空氣焓差法計算換熱量的方法為：換熱量等于進出口空氣焓差與空氣流量的乘積。閉式冷卻塔中出口濕熱空氣的焓要高于進口干冷空氣的焓，因此在不同的換熱階段，通過選用不同溫度的噴淋水，達到調節冷卻腔進出口空氣焓差的目的，且從第一個到最后一個的冷卻腔，進出口空氣的焓差依次減小。同時，各冷卻腔出口空氣的溫度依次降低，直到最后一段出口空氣溫度接近循環水出水溫度。
在風機1和冷卻腔之間，各個冷卻腔排出的空氣匯聚，從而使風機1排出的出風溫度高于最后一個冷卻腔的出風溫度。
根據冷卻塔的換熱機理，出風溫度必須低于循環水的出水溫度才能完成冷卻。傳統閉式冷卻塔的換熱過程在一個腔體內完成，因而在達到相同換熱效果的情況下，傳統閉式冷卻塔的出風溫度與階梯式換熱的閉式冷卻塔最后一個冷卻腔的出風溫度相同。所以，對于冷卻塔整體而言，階梯式換熱的閉式冷卻塔進出口空氣的焓差更大，進而空氣流量更小，可以降低風機1的功率，以減少能耗，節約成本的同時還能夠環保。