[實用新型]間接蒸發(fā)換熱器及其冷卻塔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720045338.8
• 申請日: 2017-01-14
• 公開（公告）號: CN206638069U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳祖衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 陳祖衛(wèi)
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28C1/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及的是一種蒸發(fā)冷卻領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種基于間接蒸發(fā)與直接蒸發(fā)降溫原理的換熱流程以及其在冷卻塔上的運用方法。

背景技術(shù)

目前蒸發(fā)式冷卻技術(shù)主要有兩種模式，分別是直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻。直接式蒸發(fā)冷卻已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，包括在新風(fēng)機組、冷卻塔和其他蒸發(fā)式冷卻器上。從技術(shù)角度而言，直接蒸發(fā)冷卻的極限出風(fēng)/水溫度是室外濕球溫度。為了實現(xiàn)盡量高的濕球效率(出風(fēng)/水溫度接近濕球溫度)，國內(nèi)外科研院所對此進行了大量的研究，尤其是針對換熱器熱質(zhì)交換的增強方面；間接蒸發(fā)制冷技術(shù)是近些年提出的一種新的蒸發(fā)冷卻流程，其理論上的最低出水/風(fēng)溫度是室外露點溫度。相比較直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)而言，由于其最低出風(fēng)/水溫度更低的優(yōu)勢，其應(yīng)用前景十分廣泛。影響其被廣泛應(yīng)用的主要原因是高效換熱器設(shè)計困難、制造復(fù)雜，需要的技術(shù)水平及成本較高。

目前現(xiàn)有的冷卻塔工作運行過程中，通常是由電機驅(qū)動風(fēng)機吸入室外空氣，室外空氣流經(jīng)多孔填料與淋水發(fā)生熱質(zhì)交換，使水溫降低至合理范圍內(nèi)后，由循環(huán)水泵將冷卻后的水輸送至用戶端。這種直接蒸發(fā)技術(shù)被廣泛運用于冷卻塔設(shè)計中。雖然大量的研究提出了不同的設(shè)計方法來改進設(shè)計，但是其理論的最低溫度為濕球溫度的極限卻無法被突破。從能效的角度而言，如果能使出風(fēng)/水溫度接近室外露點溫度，首先會提高被冷卻設(shè)備的效率、其次低的出風(fēng)/水溫度會部分或全部取代制冷負(fù)荷，從而極大的降低設(shè)備的綜合能耗。

然而，雖然目前被廣泛應(yīng)用的基于直接蒸發(fā)循環(huán)冷卻塔能夠滿足基本工作需要，但由于能效偏低、耗水量大的固有缺陷，無法滿足未來對冷卻設(shè)備高能效的要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有的采用直接蒸發(fā)冷卻傳統(tǒng)冷卻塔，其極限的出水/風(fēng)溫度為室外濕球溫度，且耗水量較大；而新型改進結(jié)構(gòu)則采用至少兩個換熱器，雖然出水/風(fēng)溫度可以低于室外濕球溫度，但是由于被冷卻后的低溫高濕空氣被直接排出，會導(dǎo)致首先氣流中的水珠無法被有效分離而被帶走、而且具有雙叉流換熱器結(jié)構(gòu)較為臃腫、同時能量轉(zhuǎn)化率較低等缺陷。提出一種間接蒸發(fā)換熱器及其冷卻塔，其出水溫度接近室外空氣露點，且具有耗水量低、模塊化設(shè)計的優(yōu)點。可以以更低的水消耗量獲取更低的出水溫度。

本實用新型是基于以下熱力學(xué)流程實現(xiàn)的：

本實用新型涉及一種換熱器，由若干層換熱單元疊加構(gòu)成，每層換熱單元為互為鏡像設(shè)置的兩個換熱膜片，每個換熱單元中的第一換熱膜片和第二換熱膜片的內(nèi)側(cè)沿進風(fēng)方向依次包括：位于首端的排風(fēng)通道、間接蒸發(fā)濕通道和位于末端的直接蒸發(fā)通道，相鄰兩個換熱單元的第一換熱膜片和第二換熱膜片的外側(cè)沿進風(fēng)方向依次對應(yīng)構(gòu)成：新風(fēng)通道、間接蒸發(fā)干通道以及直接蒸發(fā)通道，間接蒸發(fā)干通道和直接蒸發(fā)通道之間的換熱膜片連接部分構(gòu)成空氣靜壓腔。

本裝置通過以下方式進行換熱：室外新風(fēng)經(jīng)過過濾器后進入新風(fēng)通道，與流經(jīng)排風(fēng)通道的低溫、高濕空氣發(fā)生叉流顯熱熱交換。被冷卻后的新風(fēng)進入間接蒸發(fā)干通道，在被間接蒸發(fā)濕通道內(nèi)的空氣等濕冷卻后，一部分通過第一換熱膜片回風(fēng)口和第二換熱膜片回風(fēng)口分別進入兩側(cè)的間接蒸發(fā)濕通道，另一部分被等濕冷卻后的空氣則流入空氣靜壓腔。進入間接蒸發(fā)濕通道的空氣則被噴淋加濕，同時冷卻膜片另一側(cè)的空氣。進入空氣靜壓腔的被等濕冷卻后的空氣在靜壓腔內(nèi)被減速擴壓后靜壓提高，一方面有利于空氣均勻分布于各個直接蒸發(fā)通道，另一方面可以防止水逆向擴散到間接蒸發(fā)干通道。同時由于第一換熱膜片直接蒸發(fā)表面和第二換熱膜片直接蒸發(fā)表面均為多孔或開槽波紋膜片，所以空氣壓力在各個直接蒸發(fā)通道直接可以得到很好的平衡，從而確保充分的利用換熱器換熱面積。從空氣靜壓腔流出的接近室外露點溫度的空氣進入直接蒸發(fā)通道后進一步被噴淋加濕冷卻，同時噴淋水的水溫也被冷卻到接近室外露點溫度。

本實用新型涉及一種冷卻塔，包括：設(shè)置于頂部的排風(fēng)機構(gòu)以及由上而下依次設(shè)置于塔內(nèi)的排風(fēng)靜壓部分、蒸發(fā)噴淋部分、熱交換部分以及水循環(huán)部分，其中：水循環(huán)部分與蒸發(fā)噴淋部分相連并提供噴淋用水，排風(fēng)靜壓部分的輸出端與排風(fēng)機構(gòu)相連，輸入端與熱交換部分相連，熱交換部分的輸入端接收新風(fēng)。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可以得到溫度更低的出水溫度；此外，由于采取了熱回收流程，本實用新型可以比現(xiàn)有的間接蒸發(fā)流程的水消耗量降低約30％；第三，由于采用帶凹凸槽的塑料膜片疊加形成不同功能的空氣和水流道，本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊且空間利用率高，適合大規(guī)模量產(chǎn)推廣。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)示意圖；

圖中a為整體圖；b為局部放大示意圖；

圖2為本實用新型熱力學(xué)流程；