[發明專利]閉合回路熱交換系統及減少耗水量的方法有效

申請號：	00103744.7	申請日：	2000-03-07
公開（公告）號：	CN1267817A	公開（公告）日：	2000-09-27
發明（設計）人：	布拉尼斯拉夫·克倫尼克;托馬斯·P·卡特	申請（專利權）人：	巴爾的摩汽圈公司
主分類號：	F28D5/02	分類號：	F28D5/02;F28C3/06;B01F3/04;F28F25/02
代理公司：	中國國際貿易促進委員會專利商標事務所	代理人：	孫征
地址：	美國***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	閉合回路熱交換系統減少耗水量方法
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【說明書】：

本發明涉及熱交換器，更具體地涉及閉合回路蒸發熱交換器以及組合的直接或間接閉合回路蒸發熱交換器。

廢水會由干式或顯熱交換器排到大氣環境中。在一干式或顯熱熱交換器中，有兩種流體：氣流和工作流體流。在一閉合系統中，工作流體流被包圍以便在氣流和工作流體流之間沒有直接接觸；工作流體流不向外界開放。此封閉結構可以是一圈管件。當氣流經過包圍工作流體流的結構時顯熱得到交換。在本領域中這些結構稱為“緊湊的熱交換器”。

在大多數氣候條件下，蒸發熱交換器比干式熱交換器提供顯著的工作效率的改進。一種蒸發熱交換器是直接蒸發熱交換器。在一直接熱交換器中，只涉及一個氣流和一個蒸發液體流；蒸發液體流通常是水，而且兩種流體彼此直接接觸。

另一種蒸發熱交換器是一間接閉合回路蒸發熱交換器，其中包括三種流體：氣流，蒸發液體流，以及一種封閉的工作液體流。此封閉的液體流首先通過間接熱傳導與蒸發液體進行顯熱交換，因為它不與蒸發液體直接接觸，然后氣流和蒸發液體在彼此接觸時交換熱量和物質。

另一種蒸發熱交換器是組合式直接和間接閉合回路蒸發熱交換器。在授予Carter的美國專利Nos.5,435,382(1995年)和5,816,318(1998年)中公開了組合式系統的例子。

干式和蒸發熱交換器都通常用做阻熱的冷卻器或冷凝器。蒸發冷卻器在溫度到達較低的周圍濕球溫度時阻熱，而干式冷卻器限止到達較高的周圍干球溫度。在許多氣候條件下周圍濕球溫度通常在周圍設計干球溫度下20至30°F。這樣，在一蒸發冷卻器中，蒸發液體流可以到達一比周圍干球溫度低很多的溫度，提供增大冷卻工作效率和降低整個工作能量需求的機會。蒸發冷凝器對增大的效率和較低的能量需求提供相似的可能性。盡管可以增大工作效率并降低整個工作的能量需求，但通常不使用蒸發冷卻和蒸發冷凝，因為要考慮從蒸發液體蒸發的耗水量以及在寒冷的季節工作時的冰凍的可能性。

另外，顯熱交換器和蒸發熱交換器通常尺寸都可以使在生熱最困難時都可以進行其所需的散熱任務。這種設計條件通常表示為夏季設計濕球或干球溫度。盡管此散熱設備能在這些設計條件下排出所需量的熱量很關鍵，但這些升高的大氣溫度的時間占設備工作時間的不到1％。其余的時間設備會比需要具有更多的容量，這樣導致浪費能量的蒸發液體。

本發明針對有效使用蒸發熱量交換進行排熱同時保存蒸發流體。

在附圖，相同的標記表示相同的部件：

圖1是一閉合回路熱交換系統的側視圖，其中以示意性方式表示出部件，而且去除熱交換設備的外殼以示出交換器內部；

圖1a是第二間接接觸熱交換部的一放大立體圖，示出至第二間接接觸熱交換部的入口流通路徑和來自間接熱交換部的工作流體旁路流通路徑；

圖2a是一溫度曲線示意圖，示出當本發明的熱交換器在第一干式模式中工作時工作流體和氣流的溫度變化。

圖2b是一溫度曲線示意圖，示出當本發明的熱交換器在帶有絕熱飽和的第二模式中工作時工作流體和氣流的溫度變化；

圖2c是一溫度曲線示意圖，示出當本發明的熱交換器在帶有調節的工作流體流的第三模式中工作時工作流體、氣流和蒸發液體的溫度變化；

圖3a是一典型的選定城市的年溫度曲線，示出干球和濕球溫度并示出本發明的熱交換器在其每種工作模式中的工作；

圖3b是一圖表，將傳統的閉合回路蒸發冷卻塔的耗水量與本發明的期望的耗水量進行比較；

圖4是一閉合回路熱交換系統的第二實施例的側視圖，其中部件以示意性方式表示，而且去除熱交換設備的外殼以示出熱交換器的內部；

圖5是一閉合回路熱交換系統的第三實施例的側視圖，其中部件以示意性方式表示，而且去除熱交換設備的外殼以示出熱交換器的內部；

圖6是一閉合回路熱交換系統的第四實施例的側視圖，其中部件以示意性方式表示，而且去除熱交換設備的外殼以示出熱交換器的內部；