[發明專利]水量最小化方法以及與蒸發冷卻裝置一起使用的設備

有效

• 申請號: 201580056217.7
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN107076439B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: P·A·丁納吉
• 申請（專利權）人: 蒙特斯公司
• 主分類號: F24F6/02
• 分類號: F24F6/02;F28C3/06;F28C3/08
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李東暉

一種蒸發冷卻系統，包括：主冷卻單元，其利用流動通過主換熱介質的冷卻流體來冷卻流經主換熱介質的供氣；排出管線以及相對于供氣的流動方向布置在主冷卻單元上游的輔助冷卻單元。主冷卻單元包括：供應管線，其用于將冷卻流體供應到主換熱介質；容器，其用于收集被供應到主換熱介質的冷卻流體；和泵，其用于使被收集在容器中的冷卻流體再循環返回到供應管線。排出管線從主冷卻單元排出再循環冷卻流體的一部分。輔助冷卻單元包括輔助換熱介質，所述輔助換熱介質接收從主冷卻單元通過排出管線排出的冷卻流體。

相關申請的交叉引用

本申請要求在2014年9月10日提交的申請號為62/048,541的美國臨時專利申請的權益。

技術領域

本發明涉及利用熱力學定律冷卻流體的蒸發冷卻系統、調節系統的改進。即，流體從液相改變為蒸汽相的變化能夠因相位變化所涉及的蒸發熱量而導致溫度降低。

背景技術

在典型的蒸發冷卻器中，原水(raw water)被供應到換熱器或者再循環通過換熱器并且通過從流過換熱器的供氣中提取熱量而蒸發。最易獲得的原水形式包括各種污染物，最常見的是溶解的鹽和礦物質。在再循環蒸發冷卻系統中，供應到換熱器但是沒有蒸發掉的過量水被收集在容器中，并且隨后被泵送返回到換熱器。隨著水通過熱交換而蒸發，溶解在原水中的礦物質和鹽保留下來，從而隨著水量的減少而積累濃度。將補給水供應到系統以補充已蒸發的水，但是鹽和礦物質仍然保留，并且如果濃度過高，就有可能沉積在換熱器上成為水垢。

為了緩解水垢的高濃度，使用水的大部分蒸發冷卻裝置都裝有通向排水溝的排水裝置以控制容器中的鹽和礦物質的含量。確定有效排出量的技術各種各樣并且眾所周知。通常，排出量取決于給水中的礦物質污染物水平和水的化學性質，但是這會在從低達約占給水的10％(針對非常干凈的水的情況)到高達約占給水的50％以上(在礦物質含量較高的情況下)的范圍內有所變化。即使在利用化學處理擴展礦物質的溶解度的情況下，也仍然需要進行排出以用干凈的水置換礦物質飽和的水，從而防止在蒸發處理中結垢。

圖3給出了典型的直接蒸發式冷卻器100的示意圖。使用泵114使水或者另一種適當的冷卻液體從容器110再循環通過供應管線112抵達分配器116。分配器116將供水均勻地分配到換熱器例如蒸發墊118上。供氣124通過蒸發墊，在此對供氣進行冷卻和加濕以作為冷卻的空氣126離開。從分配器116供給的水向下流動并且通過墊并且當其遇到溫暖的供氣124時蒸發。由閥120控制的排出流例如通過排出管線或者排水管線121從系統移除到排水溝122以控制水中的礦物質積聚。根據需要從水源128添加干凈的補給水，以置換已蒸發和排出的水。補給水能夠由設置在容器110中的浮閥或者其它的液位感測裝置(未示出)進行控制。

圖4示出了典型的間接蒸發式冷卻器，在此情況下為流體冷卻器200。流體冷卻器200包括殼體202，所述殼體202具有進氣口204和出氣口206。用作容器的集液池210布置在殼體202的底部。換熱器218布置在集液池210上方，所述換熱器218具有流體入口218-1和流體出口218-2。使用泵214從集液池210通過供應管線212抽取水或者另一種合適的冷卻劑。泵送的水被供應到噴頭216，所述噴頭216將水噴灑到換熱器218上，以便從換熱器帶走熱量。噴灑的水被收集在集液池210中。就像在直接蒸發式冷卻器中一樣，為了控制冷卻水中的鹽和礦物質的濃度，排出閥220設置在供應管線212中，以便通過排出管線221將冷卻水排放到排水溝222。使用由馬達經由帶(belt)驅動的風扇230通過進氣口204抽取空氣并且通過出氣口206送出空氣。將待冷卻的流體通過入口218-1供應到換熱器218并且通過出口218-2排出。