CN100516747C - 用于冷凝冷却塔流出物的空气对空气常压热交换器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种热交换器部件(10)，其具有用于接收外界气流的第一组通路(14)和用于接收含有暖水的气流的第二组通路(16)。所述的第一组通路(14)和第二组通路(16)相互分离并允许通过外界气流冷却含有暖水的气流，使得水能凝结在含有暖水的气流外。冷却塔构造包括，已公开的用于接收流出物烟流消除的热交换器部件，接收部分流出物使其返回到冷却塔蓄水器中或作为纯净水源。

Description

用于冷凝冷却塔流出物的空气对空气常压热交换器
优先权
本申请要求标题为用于冷凝冷却塔流出物的空气对空气常压热交换器，系列号为09/973733，2001年10月11日递交的美国专利申请的优先权，其披露的内容在此引作参考。
技术领域
本申请通常涉及一种冷却塔流出物或其他排热设备的水回收。更特别地，本发明涉及一种用于回收来自冷却塔流出物中的水的方法和设备，以提供一种清洁水源，降低冷却塔的水耗和/或减少冷却塔烟流。
背景技术
在使用蒸汽驱动涡轮发电中，用燃烧器加热水以产生驱动涡轮发电的蒸汽。为了将该工序中需要的洁净水量降低到最小，通过移走热量必须使蒸汽转变回水，以便在此工序中能够将水再次使用。在大建筑物的空气调节系统中，迫使建筑物内部的空气通过包含有冷却的制冷气体的盘管，进而将热量从建筑物内部传递到制冷气体中。随后，用管子将变暖的制冷剂传送到建筑物的外边，此处过度的热量必须从制冷剂中移除以使制冷气体能被再次冷却并持续冷却工序。
在前述工序以及其他许多要求散除过度热量步骤的工序中，都已经使用了冷却塔。在湿型冷却塔中，通过包含热蒸汽、热冷却剂或其他热的液体或气体的冷凝器盘管抽取水，进而将热量传递给水。随后，水被抽取到冷却塔的顶部并被喷溅在由材料薄片组成的冷却塔介质或搅棒上。当水沿冷却塔介质流下时，外界空气被迫经过热水并通过敏感型和蒸发型热量传送装置把热量从水中传递给空气。随后，将空气排出冷却塔并散布在周围的空气中。
冷却塔是散除这些过度热量并为此目的而广泛使用的高效及廉价的设备。可是，冷却塔的一个已知缺陷是，在一定气压条件下，由于热水源的湿气蒸发进入冷却塔顶部外的气流中而引起烟流。冷却塔非常大的地方，如发电厂这种情况中，烟流能够在冷却塔附近引起低处漂浮烟雾。所述烟流也能引起冷却塔附近道路结冰，该处更冷的温度引起烟流中的湿气冻结。
因此，已做出许多努力来限制或消除由冷却塔引起的烟流。这样努力的示例能在以下的美国专利申请中找到：
Vouche的美国专利申请No.6247682描述了烟流消除的冷却塔，当热水向下喷溅在填充部件上时，其中外界空气除在冷却塔的底部进入并被向上推动通过填充部件外，通过热水喷头下方的隔热传导通道被带进冷却塔中。由如铝，铜等热传导材料制成的这些通道，允许外界空气在湿气没有蒸发到空气中时吸收一些热量。在塔的顶部，含湿气的热空气和干热空气被混合并进而减少烟流。
Howlett的美国专利申请No.4361524描述了一个烟流阻止系统，其中热水在供给进入冷却塔之前被部分地冷却。使用分开的冷却介质，如空气或水运作分开的热交换器来实现热水的部分冷却。如本专利中所述，分开的热交换器降低冷却塔的效率，并因此仅在冷却塔将产生烟流的大气条件存在时予以使用。
设计用于减少湿型冷却塔中烟流的系统的其他示例可在冷却塔协会1993年会中的《TP93-01号技术论文》，和Paul A.Lindahl，Jr.等人的《PlumeAbatement and Water Conservation with the Wet/Dry Cooling Tower》里找到。在该论文所述的系统中，热水被首先抽取通过干燥空气冷却部分，其中迫使空气通过与气流相连的热交换臂。已经被部分冷却的水，随后被喷溅到位于干燥空气冷却部分下的填充部件的上方，并且迫使空气通过填充部件以进一步冷却水。所述湿空气随后在塔中被向上推进并与来自干燥冷却工序的已加热的干燥空气相混合，并被排出塔顶外部。
虽然上述系统提供了关于湿型冷却塔烟流问题的有效解决方案，但其也需要复杂的结构和昂贵的湿型和干型空气热传递设备。仍然需要简单和廉价的湿型和干燥空气冷却装置，能在传出冷却塔之前混合干燥热空气和含有湿气的热空气以减少烟流。
冷却塔的另一已知问题是，用于冷却的水由于污染物而变得浓缩。当水蒸发出冷却塔，补充附加的水时，应当意识到因为水中的污染物没有随蒸汽被移走而使水变得更加浓缩。即使在冷却水中添加化学药品来处理水，如果释放到环境中亦不希望这些化学药品变得高度浓缩。不能得到淡水或淡水费用昂贵的实际情况下，如果用海水和废水替代蒸发水，水中的盐分和固体也能堵塞冷却塔循环。当这些污染物变得更浓时，其能在薄蒸发片之间结块降低冷却塔的冷却效率。
为了阻止上述“排污”常规操作的问题，具有浓缩污染物的部分水被来自源水的淡水替换。虽然这阻止了冷却水中污染物变得过分浓缩，但对于排水而言，在排污过程中也有环境影响。以前所做出的努力用于减少冷却塔中的水耗。
Houx等人的美国专利申请No.4076771描述了减少冷却塔中水消耗方面的现有技术当前水平。在该专利所描述的系统中，冷却塔蒸发型热量传递介质和敏感地传递热量的盘管部分都被设置在相同的系统中。所述盘管的敏感热传递部分提供冷却水的工序但丝毫不消耗水。
虽然上述专利在现有技术中的冷却塔的基础上提出更为显著的改进，但期望装置加以改进，即从烟流中再提取水而不需要用于敏感热传感器的盘管部分回流到冷却塔蓄水池中。
已经注意到的分离问题是海水的脱盐以及其他水源的提纯，以生产可以喝的饮用水。已经发现许多方法从潮湿气流中移出提纯的水。主要的经济方法包括多级淡水蒸馏方法、多效蒸馏方法、蒸汽压缩蒸馏方法以及反渗透方法。参见1990年由Research Department Saline Water Conversion Corporation修改并重新编写O.K.Buros为International Desalination Association作出的《The Desalting ABC’s》。用于脱盐或废热的低温水的系统示例包括如下：
2000年8月ADA北美双年会议和展览会学报中，Lu等人的论文《零排水脱盐》。这篇论文提供了关于从冷气流和来自低等废热源的暖湿气流中生产淡水的设备信息。淡水沿着分开两股气流的器壁被凝结。同样，冷水被喷溅到暖湿空气上以增大冷凝。
Baurngartner等人在1991年，Vol.4，International Symposium onDesalination and Water Re-Use上发表了论文《Open Multiple EffectDesalination with Low Temperature Process Heat》。这篇论文提供了一种用于脱盐的塑料管热交换器的信息，其中所述脱盐使用塑料管内部的冷循环水以及在塑料管外部流动的暖湿空气予以完成。所述的冷凝液形成在冷凝管外部。
以上示出了对于一种脱盐系统的需求，其中该系统用于把海水或其他含有高浓度污染物的水源转变成纯净水源，使冷却塔流出物冷凝为水源的简单而经济的有效设备是令人满意的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于回收来自冷却塔流出物中的水的方法和设备，以提供清洁水源，以及降低冷却塔的水耗和/或减少冷却塔烟流。
为了达到上述目的，本发明提供了一种冷却塔，包括：一逆流蒸发介质；一在逆流蒸发介质上分配热水的配水系统；一用于吸收第一气流的热量进入第二气流中的热交换器，所述热交换器具有第一组通路和第二组通路；一风扇，其引导空气通过逆流蒸发介质以产生所述的第一气流，并引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间以及相对湿度处在或大约90％的第一气流通过第一组通路，并且引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间且干球温度为至少5华氏温度的所述第二气流通过第二组通路，所述第一组通路的每个通路通过薄热传导材料与所述第二组通路的至少一个通路相分离；一用于接收在第一气流外部冷凝的湿气的蓄水器，和一个门，其中，所述门在关闭时迫使全部蒸发介质的排出气流流过热交换器，在开启时允许部分蒸发介质的排出气流流过热交换器周围。
根据本发明的另一方面，提供了一种冷却塔，包括：一横流蒸发介质；一将热水分配到横流蒸发介质上的分配系统；一用于吸收第一气流的热量进入第二气流中的热交换器，所述热交换器具有第一组通路和第二组通路；一风扇，其引导空气通过横流蒸发介质以产生所述的第一气流，并引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间以及相对湿度处在或大约90％的第一气流通过第一组通路，并且引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间且干球温度为至少5华氏温度的所述第二气流通过第二组通路，所述第一组通路的每个通路通过薄热传导材料与所述第二组通路的至少一个通路相分离；用于接收在第一空气流外部冷凝的水的蓄水器，和一个门，其中，所述门在关闭时迫使全部蒸发介质的排出气流流过热交换器，在开启时允许部分蒸发介质的排出气流流过热交换器周围。
此外，根据本发明的再一方面提供了一种减少冷却塔烟流的方法，包括以下步骤：传递来自离开冷却塔蒸发介质的湿空气源的热量到外界空气源而不会改变外界空气的湿气含量；混合外界热空气和离开冷却塔的蒸发介质的气流，使得所述外界热空气和离开冷却塔的蒸发介质的气流的混合体导致气流落于湿度计算图上100％饱和曲线的下方。
在本发明的一个方面中，设置形成有用于接收第一空气流的第一组通路的热交换器。在热交换器中也设置有用于接受第二气流的第二组通路，所述第二气流比第一气流热。第一组通路中的每个通路被分开但与第二组通路中至少一个通路相邻近，使得所述第二气流的热量能被第一气流所吸收。也提供了一种用于接收在所述第二气流外部冷凝的湿气的蓄水器。
在本发明的另一方面中，设置具有两个配有孔洞以使第一气流通过的相对器壁的热交换器。在第一器壁上的孔洞和第二器壁上相应位置的孔洞之间设置管，用于引导第一气流从该处通过。在一个器壁的至少两个平行边缘和所述第二器壁相应平行边缘之间设置有器壁，确保第二气流能被引导通过所述管，以便冷凝第二气流外部的湿气。
在本发明的另一方面中，提供一种减少气流中湿气成分的方法，其中具有流速在10和80每平方英尺每分干空气磅(pda/ft2/min)之间以及相对湿度处在或大于90％的第一气流被直接通过第一组通路。在第二气流下具有流速在10和80pda/ft2/min之间以及干球温度至少5华氏温度的第二气流被直接通过第二组通路。第一组通路的每个通路通过薄的热传导材料与第二组通路中至少一个通路相分离。第二气流的热量被吸收到第一气流中，并接收第二气流外部冷凝的水。仍然在本发明的另一实施例中，设置具有逆流蒸发介质和在逆流蒸发介质上分布热水的配水系统的冷凝塔。设置吸收从第一气流到第二气流中的热量的热交换器，所述热交换器具有第一组通路和第二组通路。冷却塔中的风扇引导空气通过逆流蒸发介质以产生所述的第一气流，并引导具有流速在10和80每平方英尺每分干空气磅(pda/ft2/min)之间以及相对湿度处在或大于90％的第一气流通过第一组通路。所述风扇也引导在另一气流下具有流速在10和80pda/ft2/min之间且干燥管温度至少5华氏温度的第二气流通过第二组通路。第一组通路的每个通路通过薄热传导材料与第二组通路的至少一个通路相分离。提供一种用于接收在第一气流外部冷凝的湿气的蓄水器。
在本发明的另一个方面中，设置具有在冷却塔顶部用于在冷却塔内部产生负压的风扇的冷却塔。逆流蒸发介质沿将热水喷洒到逆流蒸发介质上的喷头设置。热交换器具有用于将气流从冷却塔外部传输进入冷却塔中心的第一组通路，并在热交换器中也设置有用于传输来自蒸发介质的排出气流的第二组通路。来自冷却塔外部的气流吸收流出物气流的热量，并因此凝结流出物外部的水。
在本发明的另一发明方面中，冷却塔设置有在冷却塔顶部用于在冷却塔内部产生负压的风扇。设置横向气流蒸发介质以及喷溅热水到横向气流蒸发介质上的热水分配系统。热交换器具有用于将气流从冷却塔外部传输进入冷却塔中心的第一组通路，并在热交换器中也设置有用于传输来自蒸发介质的流出物气流的第二组通路。来自冷却塔外部的气流吸收流出物气流的热量，并因此凝结流出物气流外部的水。
因此，已经相当广泛地概括出本发明的更多主要特征，以便能更好地理解下面详细的说明，以及能更好地理解本发明对该领域所作的贡献。当然，下面也将说明本发明的附加技术特征，并将其形成所附权利要求的主题。
在此方面，详细说明本发明至少一个实施例之前，应当理解本发明不限制于下面图中的描述或说明所阐述的结构零件和部件布置的详细应用。本发明可以由其他实施例和以各种方法予以实践和完成。同样，应当理解在此所运用的措词和术语以及摘要，都是为了说明的目的并不应认为起到限制的作用。
同样地，本领域普通技术人员将理解，以上述构思为基础的上述公开，可以很容易被其他构造、方法和系统来实现本发明所述的几个目的。因此，重要的是在没有脱离本发明的精神和范围的情况下，权利要求被认为包含这些等效结构。
附图说明
图1为本发明优选实施例的热交换器部分的透视图；
图2为图1中所示热交换器部分放大详图的透视图；
图3为热交换器的湿度计算图的图解说明；
图4为烟流消除工序的湿度计算图的图解说明；
图5为用湿气冷凝热交换器进行烟流消除处理的湿度计算图的图解说明；
图6为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图7A和7B为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图8A和8B为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图9为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图10为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图11为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图12为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图13为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图14为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图15为根据本发明优选实施例的管状热交换器的说明；
图16为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明；
图17为根据本发明另一优选实施例的冷却塔的框图说明。
具体实施方式
热交换器部件
现在参照图，其中相同的参考标记表示相同的元件，在图1中示出了蒸汽凝结型热交换器部件(packs)10。所述热交换器部件10由许多粘合在一起形成具有两个不同气流的第一通路14和第二通路16的部件的薄片12构成。在优选实施例中，所述两个气流相互垂直地进入热交换器部件10中并通过薄片12保持相互分离。
薄片12是相当薄的人造树脂材料，其被构形成辅助冷凝从经过通路14并传递热量给经过通路16的冷气流的含有热水气流的蒸汽。在优选实施例中，所述材料为0.005至0.040英寸厚并优选地为0.015至0.020英寸厚。表面18可以具有一定纹理，以提供为每个气流所设定的对于气流流动具有最小阻力的扩展表面区域。纹理图案的示例可适用于如Kinney、Jr等人的美国专利申请No.5944094、以及Cates的美国专利申请No.3995689中，其所披露的内容在此引作参考。也可以包括其他纹理图案而不限于类似高尔夫球洞的凹坑纹理图案，以及类似于塑料板中凸起的屏栅图案的隔栅纹理图案。增加的表面面积增大了薄片的热传递能力并增加了薄片表面附近的速度变化，这些改善了单独气流的局部混合。增加的变化以及所产生的气流的局部混合也改善了薄片的热传递能力。
如图2所示，为了阻止两个气流在热交换过程中的混合，在薄人造树脂板的第一边缘上形成封条20。该封条由薄板材料12的凸起边缘22形成，其中所述凸起边缘位于与气流通路14中心相交的薄片的一边缘上，换句话说，在通路14的一半宽度处凸起。该边缘封条20沿空气通路14的长度平行于空气通路16延伸。
类似地，封条24由薄板材料12的凸起边缘26形成，所述凸起边缘在与气流通路16的中心相交并垂直封条20的边缘上，换句话说，在通路16的一半宽度处凸起。该边缘封条24沿空气通路16的长度平行于空气通路14延伸。
尽管在此没有显示，平行于封条20的边缘和平行于封条24的边缘同样被粘结。因此，垂直通路14，16被形成在热交换器部件中。
凸起边缘26离开所形成的薄片沿薄片的正向延伸，另一边缘22向下或沿负向延伸。在这种布置中，单一薄片部件能作为形成全部热交换器部件的基础。通过在每个薄片的顶部堆积薄片12以及翻转每个其他的薄片并将其定位在以前的薄片上来装配部件时，完成上述布置。尽管仅说明了三个通路，应当很容易地理解，在运用热交换器部件中能有一些垂直的通路，并且在使用所说明的薄片12时能够形成任意数量的通路。
为了维持气流路径的开启，在薄片材料中形成间隔旋钮或按钮。这些按钮与边缘封条同样间隔，并以从形成薄片的正向28(positively)或从形成薄片的负向30(negatively)延伸出气流通路开口宽度一半的距离。在优选实施例中，当气流通过通路16的方向观看时，沿正向延伸的按钮28具有平顶表面的圆锥形。当放置在一起时，一个薄片的按钮的平坦表面被设置得与临近薄片上按钮的平面相对。每个正向凸起按钮28沿薄片的长度平行于气流的方向延伸。在优选实施例中，负向凸起的按钮30与正向凸起的按钮28具有相同的形状，但二者方向垂直。此外，薄片的负向凸起的按钮30被设置得与临近薄片的负向凸起按钮相对。定位及联结薄片的间隔器可选的实施例可以在Kinney‘094中找到。
当在两个通路之间施加不同的压力时，前述特征的设计使其维持气流通路的恒定宽度以及阻止通路的破裂。按钮的构造也被设计成用于对气流提供最小阻力，同时对于通路的破裂提供足够的抵抗力。对于冷却气流或充满蒸汽的气流的每个通路的宽度，可根据具体任务的设计条件予以改变。同样，冷气流通路16和充满蒸汽的气流通路14不必具有相同的宽度。实际上，对于本发明的特定目的，通路宽度可以最小为0.5英寸宽以及最大3.0英寸宽，优选宽度在1.0英寸和1.5英寸之间。
薄片全部部件的所有尺寸也依赖于本发明的特定设计目的。因此，设计所预想的部件最小尺寸为2英尺乘2英尺，并且最大尺寸为6英尺乘24英尺。
进入到热交换器部件表面的空气，其特征在于气团(mass)流过总表面区域。典型地，这表示为每平方英尺每分钟的干燥气流磅(pda/ft2/min)。在优选实施例中，每组空气通路具有在大约10pda/ft2/min至大约60pda/ft2/min之间的气团流速。
对于三种处理，即水保持、水净化以及消除烟流的优选实施例，暖湿气流的温度典型为冷却塔和其他排废热设备所经受的温度。这些温度应当在大约150F的最大值至40F的最小值范围内变化。蒸发型冷却塔排出饱和或近乎饱和(大约100％相对湿度)的空气。相似的蒸发设备提供具有90％相对湿度或更高的空气，也适用于本发明。具有相对湿度低于90％的气流需要非常敏感的热传导器，来冷却气流到各自的露点。仅能在气流达到饱和曲线露点处之后发生冷凝。
对于优选实施例，用于热交换器部件的实际压力与标准冷却塔实际压力几乎相同，即在+/-6毫巴范围内。在常规的冷却塔中，处在或接近大气压下运作。冷却塔具有轴向风扇和/或吹风机，如已知的离心式风扇，其使大气压产生微小的改变以产生气流通过部件介质、喷头和漂浮物清除器。这些不同的部件由于摩擦力和速度的差异引起对于气流的一种约束，因此要求大气压的变化迫使气流通过冷却塔。这些压力对于轴向风扇典型地处于+/-3毫巴范围内，对于具有吹风机的系统典型地处于+/-6毫巴范围内。通常认为在相对小的压力下运作的冷却塔系统不同于在大气压下运作的冷却塔系统。
一般冷凝处理
如上所述，蒸发冷凝型热交换器被设置在具有两个不同气流通路的部件中。在通路16中，从外部供应源或从周围气团传送冷空气。获得冷空气的方法依赖于设备的特定应用。冷空气的温度通常地明显低于相反通路14中气流的气团温度。在相反通路14中，暖湿空气被传送到路径里。所述暖湿空气典型地具有水饱和蒸汽或具有干球温度计温度，即处于或接近产生湿球温度计温度的温度。该气团类似于冷却塔所产生的在工序中排除废热的气团。可是，产生类似暖湿气流的其他处理和方法能用于输入该设备，如蒸发型冷凝器。
如图3的湿度计算图中所示，暖湿空气位于所示饱和曲线上点32处。饱和曲线上点32的位置，即暖湿空气所处的位置说明了暖湿空气由于具有高温水蒸汽而处于100％饱和。进入其他通路的冷空气位于饱和曲线34下面的点处。在湿度计算图上的冷空气的位置表明，该处的温度比进入的暖空气的温度要低。与该气流相关的湿气含量通常与设备的功能相关。可是在烟流消除的情况中，进入空气的湿气含量不仅影响“混合气体”的湿气含量，而且也影响混合线(mix line)的接触。
由于两股气流通过热交换器，暖气流被冷却而所述冷气流增加了温度。因为两股气流相互没有物理性接触，冷气流以一种不添加湿气或从气流中移出湿气的方式被加热。这就是熟知的气流显热。注意到湿度计算图上，在离开热交换器处，冷空气具有增加的温度但湿气含量被保持在常数36。
暖湿空气从其饱和曲线32上的初始点被冷却到一更低的温度。由于暖湿气团被冷却，所以必须减少气流的湿气含量。因为气流为100％饱和，在气流的外部冷凝水，并且导致温度的降低将沿100％饱和曲线到新的更低温度38。在暖饱和气流中损失的热量一定与冷干气流中所获得的热量相等。
脱盐研究引出这种偶然发现，即空对空型热交换器的排出于空气比预期的要高。该发现使得运用先前设想的不适当的设备来消除烟流成为可能。常规知识说明，用于消除烟流的空对空型热交换器比水对空气型热交换器，如Kinney在‘094中所说明的盘管或塑料热交换器的效率低，其从冷却塔的外部提取冷的外界空气并被加热。因为空气具有更大的质量，用于加热该空气的热源似乎有助于在空气上面的水。例如，‘094中的塑料热交换器典型地具有20gpm/sf或更大的流速。因此，气团的流速典型地为20gpm/sf×8.33lbm/gallon＝167lbm/sf/min或更大。上述空对空型热交换器在10至80pad/sf/min范围内运作。总气团流通过乘以干空气速度倍数(1+ws)予以确定，其中ws为湿气比例。假定100°F的饱和空气，湿气比例ws为0.0432。该气流的气团从10.4变化到83.5lbm/sf/min。因此，‘094塑料热交换器的水流量一般要比本发明的空气流量要大好几倍。比较空气交换器的干热空气量，需要改变在‘094热交换器中水流温度的两股气流几倍的温度。除非表面增加为水对空气型热交换器的表面面积的几倍来完成同样的热交换，否则这被认为是不可能的。因此，空对空型热交换器的尺寸似乎增加了难以处理或不经济的比例。可是，使用图1中热交换器10，使上述的暖湿气流承受冷凝处理。在冷凝处理中，暖空气与冷表面接触并冷凝空气外部的水。在该过程中，释放了显热和潜热，绝对湿度降低了。由于潜热和显热在设备中被传递，所以比以前的可能性要更加有效。
在暖湿空气14的通路中，当蒸汽与冷通路的冷表面接触时，在暖湿气流的通路的表面上形成冷凝滴。这些水滴是暖湿空气被冷却的结果并导致气流中湿气的减少。这些水滴凝结在薄片的表面上并沿薄片的暖湿气流通路表面向下流淌。冷凝在薄片上的湿气能在薄片的底部收集或返回到初始水源。这种水的利用将在下文进一步说明。
热交换器的过程
A.冷却塔的水保持
如前面部分所述，流过热交换器通路的暖湿空气被冷却并减少了湿气含量。暖空气的湿气含量的减少引起在薄片的暖空气通路上形成水滴。水滴聚合并从薄片的底部落下。从湿气流中回收利用的水能减少冷却塔装置中水消耗。
冷却塔通过蒸发处理降低处理水的温度，并因此提供移除系统热量的场所。移除的热量通常不能用于其他处理和称为“低级废热”，并被释放到周围空气中。通过冷却塔处理一定比例的工艺用水，其中的水通过系统循环并由于蒸发而减少。由于蒸发过程而减少的水量典型地占整个流量比率的0.5％到3％。通常地，这对于每个10°F的冷工艺用水大体为0.8％。这种水的损耗对于冷却塔装置的操作员来讲是浪费的。
由于蒸发而离开冷却塔的水处于纯净蒸汽状态，因此如固体，溶解的固体，盐分等污染物被留在了工艺用水中。随着时间的过去，由于纯净水被移走而析出了工艺用水中的这些污染物。为了减少污染物，连续移除一定比例的工艺用水。系统中移除的水称为排水(blowdown)。因此，为了运转冷却塔，必须添加水来补偿水的蒸发和所需的排水。在一些实例中，由于水中含有化学成份以及增加的排水规则，这样的水很难直接排放到环境中。因此，减少排水量有很明显的经济优势。
根据图1中空对空型热交换器，上述从暖湿气流中回收的水能被放回到系统中。这将有效减少了冷却塔的蒸发和系统所需的排水。结合这种热交换器的冷却塔构造将在下文中予以说明。因为冷却塔系统回收的水接近纯净水，在许多示例中，其比初始添加的水有更好的质量。这种改善的水质量也能潜在地减少冷却塔处理中所需的化学制品含量。
为了使热交换器有效地运行以及将水返回到系统中，进入冷空气通路的空气温度必须比进入相反通路的暖空气的温度要低。对于水保持装置，当两个温度接近到相同数值时，蓄水池中返回的水量将减少。如果热交换器的冷却壁被施以外界空气的温度而不用其他设备予以冷却，在温度变得更低或在冬季运行时，热交换器将回收更多的水。在夏季运行过程中，热交换器将回收到较少的水。回收到蓄水池中水的通用值，处于冬季月份中蒸发水的40％到夏季运行中蒸发水的3％的范围内。回收的水在年度基准方面根据地理位置因素应当在10％到30％左右。下表1示出了夏季和冬季中各地所回收的蒸发水的百分比。所提供的数字为冷却塔流出物中所回收水的最大量，其以局部条件和25华氏温度范围内的发电站的工作状态为基础。
  怀俄明州   内华达州   佛罗里达 纽约   沙特阿拉伯
  夏季   15％   3％   11％   16％   3％
  冬季   40％   23％   21％   32％   14％
B.水净化和脱盐
冷却塔在蒸发/排热过程中产生暖湿空气。该暖湿空气包含几乎纯净的蒸汽并没有如固体、溶解固体、盐分和化学成份的污染物。在使用这种类型的热交换器时能够重新获得该纯净蒸汽的主要部分。除循环水返回到冷却塔蓄水池中外，纯净蒸汽在转变回水态时能用于需要洁净水源的其他应用。由于为冷却塔提供工艺用水的费用，所以常用补给水是来自海洋的盐水和工业加工的废水。当被用作水回收设备时，该热交换器具有转变水的能力，其中所述水是用别的方法获得，因为水的质量不符合要求。
虽然不纯净，但所获得的水没有大量的杂质。在蒸汽中可产生病毒菌素，生物杂质和少量溶解固体。同样，少量工艺冷水也能进入湿气流并污染冷凝水。这种类型的带出在冷却塔工业中称作“飘流”。第二净化处理可以用来进一步获得所需程度的水质量。本发明方法所提供的优势能在海水脱盐产生饮用水的情况下看出。在海水脱盐的情况中，加工中花费最高的步骤之一是移除盐分。前述冷却塔回收处理能用于相当大地减少盐分，使得更少花费的处理能用于最后水的净化。一种用于最后净化处理的加工实例是反渗透处理。
除了从热交换器部件中再回收的水能在分开的水槽中收集以外，其他用途的再回收水的处理主要与前述水保持部分中所说明的相同。具有蓄水池的冷却塔应用的细节将在下文中说明。
由于具有水保持塔，如果周围空气被用作冷边温度源，同样由于在夏季月份中增加的空气温度，使得洁净水的产量将下降。从该系统再回收的水为年度基准上总蒸发水的20％至25％。如果能得到冷空气源或水源，从系统中能回收更多的水。例如，如果可以得到冷海水源，其能用于冷却热交换器的冷通路中进入的空气。因为在热交换器薄片的暖边和冷边的温度差异增加，所以将增加冷凝并因此产生更多的洁净水。在可以得到冷海水源时，将于下文中说明一种改善洁净水产生比例的结构。
因为暖湿空气的产生，水净化设备也适用于冷却塔，可是其他产生暖湿空气的设备也可以用来与该设备连接。
C.冷却塔的烟流消除
本发明的热交换器也可用于减少冷却塔的可见烟流。这种处理和水保持处理基本相同。唯一的区别是在冷边通路中加热的冷空气与含有暖湿气的空气流相混合。通过不同于典型烟流消除塔的方法，这两股气流的混合体能有效地减少可见烟流的存在。
在图4的湿度计算图的基础上说明用于减少冷却塔中可见烟流的具体方法。如图中所示，从冷却塔的蒸发部分所排出的气体为暖热100％饱和的空气40。来自热源的暖水也通过盘管或位于冷却塔一侧的其他热交换器。暖水被用来加热外界空气42。空气进而经过蒸发加热部分和水/空气热交换器。流经水/空气热交换器的外界空气42在湿气成份(也就是说，显热传递装置)44没有任何改变的情况下被加热。随后暖干空气44离开水/空气热交换器。
离开水/空气热交换器的暖干气流44进而和离开冷却塔蒸发部分的湿气流40相混合。两股气流的混合体产生一气流46，其具有一种特性，即在离开冷却塔时，气流46的温度和外界空气温度42通过湿度计算图上的直线相连接，所述连接线48没有跨过100％饱和曲线。如果外界空气与离开空气相混合时，连接线48跨过100饱和曲线，出现蒸发部分气流的水蒸汽的冷凝，产生可见烟流或水雾。在100％饱和曲线上方的区域是过分饱和区域，也称作水雾区域。因此，系统被设计得当离开冷却塔的气团的特性和外界气团的特性相混合时，对给定的设计条件不产生可见烟流。
使用图1中所示本发明的空对空型热交换器，通过减少蒸发部分的气流中湿气含量并提供暖干加热源来改变典型的处理工序以减少烟流。暖湿气流中湿气的减少是气流绝对湿度的减少。来自冷却塔蒸发部分的空气中的水分通过使用上述空对空型热交换器被减少。暖干空气源是外界空气，其在热交换器中由冷空气通路被加热。
在图5的湿度计算图中说明使用本发明的空对空型热交换器的烟流消除处理。当来自冷却塔蒸发部分40的离开空气通过热交换器时，温度和湿气含量降低50。在相反通路中加热的外界空气42产生更热的干气流52。两股气流混合在一起形成饱和曲线下方的合成气团54。当外界空气团42与两股气流的混合气团54在冷却塔中相混合时，特性曲线没有跨过曲线的过分饱和区域或水雾区域。这通过连接湿度计算图上外界气团42和混合气团54的线56予以说明。
上述烟流消除方法对于减少烟流是非常有效的，因为能引起烟流形成的湿气在进入周围外界环境之前部分地从塔中移除。因为在热交换系统中没有使用水，所述方法也不复杂。因为在热交换器中没有使用水，所以消除了设置冷却塔的其他导管系统的复杂性。
冷却塔结构
使用上述热交换器的冷却塔58的第一优选实施例在图6中说明。在此结构中，热交换器10以逆流方向设置在蒸发介质60的上面。热交换器的这种安排对于水保持和烟流消除构造是最适合的。该冷却塔所使用的方法在下文中说明。
通过具有喷头62的管道抽取来自加热源的热水，并喷洒在蒸发介质60上。一轴向风扇(或多个风扇)64辅助外界冷空气66的气流通过蒸发介质。在蒸发介质60中，所述空气被加热并且湿气被蒸发进入气流中。含水的热空气直接通过热交换器10的气流通路14。外界空气68随后垂直于含水的热空气的流向而直接通过热交换器10的分开的通路16。外界冷空气68在热交换器10上产生冷的表面，以使蒸汽能冷凝在其上。冷凝液15从热交换器落回到冷却塔的主要的水集中区域。冷凝水滴尺寸在图中为了表述清晰而被放大。从热交换器中离开的两股气流70、72在风扇进气口附近混合。
空对空型热交换器10在连接冷却塔中时，将对风扇64产生阻力。增加的阻力则需要增加风扇64的功率，以便借助附加的热交换器来维持相同流速通过冷却部分。如图7A和7B中所示，在运作时间过程中需要更多冷却塔性能时，可以打开位于冷却塔中的排气孔门74。当打开这些门74时，大量空气将旁通热交换器10并直接到达风扇64。这将减少由热交换器10所产生的空气阻力并增加流过冷却塔介质60的空气量。通过增加流过介质60的气流，将增加冷却塔的性能。可是，当旁通热交换器10时，停止水保持、水净化和烟流消除的处理。
图8A和8B示出了门的一个可选实施例。在该结构中，门76不仅提供一种允许暖湿空气旁通热交换器10的方法，也提供一种隔离热交换器冷壁的方法。实际上，成为节气阀门。
减少热交换器10中阻力的另一种方法是增加热交换器部件的流动区域。如图9中所示，为了使两股不同气流(暖湿空气和外界冷空气)流过冷却塔的单一风扇64，冷却塔介质的流动区域的一部分被阻断。因为流动区域的一部分被阻断，气流的速度必须相应地增加。增加的流速在通过热交换器10时产生更多的阻力。为了减少阻力，热交换器的流动区域可由于阻断量而被扩展。在此结构中，热交换器部件10处于超出冷却塔介质60的有效悬臂中。这减少通过热交换器的暖湿空气的速度并减少系统中压力下降量。
如图10中所示，构造热交换器10的第三种方法是将热交换器部件10朝风扇64向上80倾斜。这种结构为热交换器提供一个增加的流动区域，并和以上所述相同而减少压力下降。因为路径的出口的设置更加朝向风扇64，所以这种结构为热交换器10面向内的部分68上流动的空气也提供一种改进的空气路径(冷路径)。改进的空气路径对于热交换器冷壁将产生更少的阻力和压力下降。倾斜的热交换器10也在悬臂式的热交换器10没有超出冷却塔介质60的情况下完成。
在图11的结构中，热交换器部件10的长度在上部分82被缩短。在这种结构中，由于更少的热交换器介质用于暖湿空气通过，所以系统的压力下降被减少。该结构也提供湿气流和干气流更好的混合。为了确保暖湿空气不和外界冷空气混合而产生水雾，两股气流的混合在烟流消除处理中是非常重要的。类似地，如图12所示，热交换器部件10的下部能被缩短84以减少压力下降。
在冷却塔的一个可选实施例中，如图13所示用横流介质86替换逆流蒸发介质。所述热交换器介质10位于横流冷却塔的通风区域中的湿气流离开的路径中。热交换器10和蒸发介质86在此结构中的设置，对于水净化和烟流消除处理是最好的。下面说明冷却塔的运作。
来自热源的热水被抽取到配水系统88中并分布在横流蒸发介质86上。轴向风扇64辅助外界空气90的气流通过蒸发介质86以及热交换器10的面向内的板16。离开蒸发介质86的空气流向上直接通过蒸汽冷凝介质(热交换器)10的面向外的板14。外部冷空气90使蒸汽凝结在面向外的板上。凝结水滴从热交换器上落回蓄水池92中，在此凝结水滴能被收集用于其他用途或返回到主要循环水系统中。来自朝向内的板和朝向外的板的气流94、96在风扇出口附近组合。
如图7A、7B、8A和8B中所示，能进一步理解用于逆流冷却塔的门74和76可以很容易地与横流冷却塔结构相结合。而且，如图10、11和12中所示，用于逆流冷却塔的热交换器部件10的倾斜和热交换器部件的阶梯，可以很容易地与横流冷却塔结构相结合。
在作为水净化系统或脱盐系统的系统运作过程中，外部温度可以足够的冷以便从冷凝过程中提供所需的洁净水量。为了增加热交换器10的洁净水产量，需要第二系统来降低进入到热交换器10的冷壁上的温度。如图14所示，在热交换器10的冷壁入口前设置另一排的冷却塔热传递介质98。冷却塔介质98被喷溅有冷水以冷却进入的空气。冷水的一个可能水源为海水源或其他比外界干球温度计冷的大体积水源。如果湿球温度低，冷水源不必比外界干球温度冷很多。空气随后进入到冷却塔介质中，并且空气的温度在进入到热交换器冷壁中之前已被降低。
在图15所示的可选实施例中，管状热交换器100被用来替换薄人造树脂薄片部件10。该管状热交换器提供了与薄人造树脂薄片部件相同的热力学性能。管状热交换器的管102可由与前述热交换器相同的薄人造材料，或者如电镀烟囱管的耐腐蚀金属制成。这些管102通过孔洞附在薄片104上，使得管106内部的外界冷空气与管108上的暖湿气流相分离。在优选实施例中，管102的直径为6英寸。使用这种类型的热交换器100的冷却塔结构与前所述的结构相同。
在图16中所示的逆流冷却塔以及图17中所示的横流系统的一个可选实施例中，外界空气可通过一个或多个输送管110被管送到位于通风区域中的热交换器部件10。所述部件通常处于交错对角倾斜的模式。在该模式中，部件没有直接堆积在彼此的上面，因此减少了系统中总的压力下降。本实施例通过施加外界冷空气到每个热交换器部分进而在每个热交换器部分产生最大量的热传递，减少了所需热交换器10的总量。在这种结构中，几何形状给混合两股气流提供更好的混合，这将有助于烟流的减少。
在两种不同气流之间传递热量的气体对气体型热交换器常被用于工业和发电作业中。一种类型的气体对气体型热交换器称作散热片热交换器。这些热交换器通常由金属制成并由一系列波纹形薄片所分开的平板组成。所述波纹形薄片用来提供热交换器的结构支撑，并通过改变边界层中流动结构提供增加的热传递以及分离板(散热片)的增加的传导性能。分离板，熟知为隔板，分离两股气流和在两股气流之间通过热传导性传递热量。参见，CRCPress，Inc.1994，Hewitt、Shires和Bott的《Process Heat Transfer》。
本发明的热交换器的一个优点是热交换器具有更轻的重量。根据图16中所示的优选实施例，具有6隔间(bays)的冷却塔的运作重量大约为1100lbs。等效运行的塑料热交换器的运作重量，如Kinney‘094专利中所述，大约为2200lbs。而且，‘094的发明将重量集中在外部柱体，反之图16中热交换器的重量分布在三个隔间。这减少附加到单独柱体上的负荷量。较少的重量或质量也适于地震设计。
本发明在传统烟流消除和水保持的基础上提供一种经济优势。如上所述，空气对空气热交换器避免了管送热水到冷却塔的干燥部分的费用。不仅免除了管送的费用，也避免了抽取水到干燥部分上的附加费用。可是，由于推进湿气流通过空对空型热交换器，使风扇受到静压的增加。本发明在比较传统的2个具有虹吸管环的流通盘管以最小水头(head)时，要求近似相同的功率量，或在比较单一流通盘管或Kinney在‘094的发明时，本发明要求较少的功率。在后者情况中，节省的总功率量累计大约为15’水头，即200,000gpm塔流大约为900马力。在$0.03/kw-hr时，每年能节省大约$175,000
比功率节省更重要的是保持和所需水质的费用节省。盘管典型地具有1”到1.25”直径的管。更大的管一般对于所需热传递是不合适的。水质必须足以阻止管的污垢和堵漏。在使用海水或盐水的情况中，传统有散热片的管必须由优良材料制成。这可通过使用如Kinney在‘094中所述的塑料热交换器予以避免，其所披露的内容在此引作参考。可是，Kinney‘094中的热交换器水通路比盘管更受限制。如果水质不合适，必须使用过滤和或化学处理来改善和维持水质。这就非常昂贵。本发明免去了改善和维持水质的费用。湿气流中的湿气接近纯净而不会堵塞空对空型热交换器。水质比适合于本发明所使用的烟流处理或水保持所已经可能想到的水质要差。
同样，一些冷却塔的应用可以存在含有比热交换器通路大的碎片的水，所述碎片将堵塞通路。一个实例是“直流”的发电站应用，其中从河流或其他贮水池中析出的水，通过冷凝器被加热并随后在排放回贮水池之前送到冷却塔。冷却塔的潮湿部分具有溅射填料和大管口配水喷头，如发给本代理人的美国专利U.S.4700893中所披露的。具有1.875”和2.5”直径管口的‘893发明已经被商业化，并且所述直径在理论上能够更大。因此，能使用具有比之前为烟流处理所可能考虑到的尺寸大的碎片的水。
冷却塔的潮湿部分具有如Bugler的美国专利U.S.4700893中所披露的溅射填料和大管口配水喷头，其所披露的内容在此引作参考。因此免去污垢修护和水质改善的费用。这在大的发电塔具有每年$1,000,000或更多的经济效果。
最后，本发明的初始资金花费比现有技术的要少。烟流消除塔具体花费为传统潮湿型单塔费用的2至3倍。对于建立大发电站，烟流消除塔花费$6,000,000或更多。本发明在传统盘管技术上能节省$1,000,000或更多。
对于脱盐，每1000加仑水的花费大约为$1.50，相比较，具有多级快速脱盐的花费为$4以及反渗透的花费为$3。本发明需要二次处理来产生饮用水。这添加大约$0.50/1000加仑。对于工厂每天生产5百万加仑水，这种处理每天能节省$5,000到$7,500或每年节省大约$2,000,000。
本发明在没有任何花费的情况下提供用于脱盐而设计的塔的副产品——烟流消除。另外，对于需要烟流消除的冷却塔应用，通过使用本发明具有非常小的收集费用而使得脱盐成为副产品。本发明的一些特征和优点从详细说明中变得清晰，因此，通过附加权利要求来覆盖落于本发明的精神和范围内的本发明的所有这些技术特征和优点。此外，虽然对于本领域技术人员来说，很容易想到许多修改和改变，但不希望将本发明限定到已说明的和已描述的具体结构和具体操作中，相应地，在本发明范围内所有适当的修改和等价物都落入本发明范围内。

Claims (45)

1、一种冷却塔，包括：
一逆流蒸发介质；
一在逆流蒸发介质上分配热水的配水系统；
一用于吸收第一气流的热量进入第二气流中的热交换器，所述热交换器具有第一组通路和第二组通路；
一风扇，其引导空气通过逆流蒸发介质以产生所述的第一气流，并引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间以及相对湿度处在或大约90％的第一气流通过第一组通路，并且引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间且干球温度为至少5华氏温度的所述第二气流通过第二组通路，所述第一组通路的每个通路通过薄热传导材料与所述第二组通路的至少一个通路相分离；
一用于接收在第一气流外部冷凝的湿气的蓄水器，和
一个门，其中，
所述门在关闭时迫使全部蒸发介质的排出气流流过热交换器，在开启时允许部分蒸发介质的排出气流流过热交换器周围。
2、如权利要求1所述的冷却塔，其中第二组通路的一端开向外部空气而另一端开向冷却塔内部。
3、如权利要求2所述的冷却塔，其中热交换器从冷却塔内部的外边缘延伸少于横穿冷却塔内部最短距离的一半的距离，所述第二组通路从冷却塔的外边缘延伸到热交换器的最内部边缘，进而允许空气从冷却塔的外部通过第二组通路进入到冷却塔的中心。
4、如权利要求3所述的冷却塔，进一步包括设置在热交换器底部的覆盖层，以阻止蒸发介质的排出气流通过热交换器周围。
5、如权利要求3所述的冷却塔，其中在所述门关闭时允许冷却塔外部的空气进入，而在所述门开启时，所述门关闭所述第二组通路，以阻止空气从冷却塔的外部进入。
6、如权利要求3所述的冷却塔，其中冷却塔包含热交换器的部分比包含蒸发介质的部分具有更宽的内部空间。
7、如权利要求3所述的冷却塔，其中热交换器相对于蒸发介质倾斜。
8、如权利要求7所述的冷却塔，其中热交换器被倾斜使得朝向冷却塔中心处比冷却塔边缘处要高。
9、如权利要求3所述的冷却塔，其中热交换器呈阶梯型以提供多个具有不同截面宽度的部分。
10、如权利要求9所述的冷却塔，其中底端部分比顶端部分宽。
11、如权利要求9所述的冷却塔，其中顶端部分比底端部分宽。
12、如权利要求3所述的冷却塔，其中所述热交换器包括在冷却塔内以交错对角线布置方式堆积的热交换器部分，其中所述第二气流通过输送管流过至少一个所述热交换器部分的第二通路。
13、如权利要求1所述的冷却塔，进一步包括设置在冷却塔开口前面的热传递介质，所述第一气流通过该介质被吸入冷却塔中。
14、如权利要求13所述的冷却塔，其中在热传递介质上喷溅凉的液体，以便在第一气流进入热交换器之前冷却第一气流。
15、如权利要求1所述的冷却塔，其中第一组通路和第二组通路通过在二者中间夹入薄片而一起形成。
16、如权利要求15所述的冷却塔，进一步包括沿薄片材料的两个平行边缘正向凸起的边缘，以及沿薄片两个平行边缘垂直于具有正向凸起的边缘而负向凸起的边缘；
所述第一通路通过翻转两个薄片以及粘合一侧边上的正向凸起边缘和粘合另一侧边上的正向凸起边缘而一起形成；和
所述第二通路通过翻转两个薄片以及粘合一侧边上的负向凸起边缘和粘合另一侧边上的负向凸起边缘而一起形成。
17、如权利要求16所述的冷却塔，其中所述第一通路能够通过在一组薄片中交替粘结负向凸起边缘和正向凸起边缘，垂直于所述第二通路而取向。
18、如权利要求17所述的冷却塔，进一步包括在薄片中正向和负向形成的按钮，其用于在第一通路和第二通路之间存在压差情况下维持通路打开。
19、如权利要求18所述的冷却塔，其中第一薄片上正向形成的按钮压靠第一邻近薄片上正向形成的按钮，负向形成的按钮压靠第二邻近薄片上负向形成的按钮。
20、如权利要求19所述的冷却塔，其中正向形成的按钮的构成以减少第一气流在第一方向上流动的阻力，负向形成的按钮的构成以减少第二气流在第二方向上流动的阻力。
21、如权利要求20所述的冷却塔，其中所述薄片由人造树脂薄膜制成。
22、如权利要求21所述的冷却塔，其中所述薄片由PVC制成。
23、一种冷却塔，包括：
一横流蒸发介质；
一将热水分配到横流蒸发介质上的分配系统；
一用于吸收第一气流的热量进入第二气流中的热交换器，所述热交换器具有第一组通路和第二组通路；
一风扇，其引导空气通过横流蒸发介质以产生所述的第一气流，并引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间以及相对湿度处在或大约90％的第一气流通过第一组通路，并且引导具有流速在10和80pda/ft2/min之间且干球温度为至少5华氏温度的所述第二气流通过第二组通路，所述第一组通路的每个通路通过薄热传导材料与所述第二组通路的至少一个通路相分离；
用于接收在第一空气流外部冷凝的水的蓄水器，和
一个门，其中，
所述门在关闭时迫使全部蒸发介质的排出气流流过热交换器，在开启时允许部分蒸发介质的排出气流流过热交换器周围。
24、如权利要求23所述的冷却塔，其中冷却塔外部的所述第一气流在离开冷却塔之前和所述蒸发介质的排出气流相混合。
25、如权利要求24所述的冷却塔，其中热交换器从冷却塔内部的外边缘延伸少于横穿冷却塔内部最短距离的一半的距离，所述第一组通路从冷却塔的外边缘延伸到热交换器的最内部边缘，因此允许第一气流通过第一组通路进入到冷却塔的中心。
26、如权利要求25所述的冷却塔，进一步包括设置在热交换器底部的覆盖层以阻止蒸发介质的排出气流通过热交换器周围。
27、如权利要求25所述的冷却塔，其中在所述门关闭时允许冷却塔外部的空气进入，而在所述门开启时，所述门关闭所述第一组通路，以阻止空气从冷却塔的外部进入。
28、如权利要求25所述的冷却塔，其中热交换器相对于蒸发介质倾斜。
29、如权利要求28所述的冷却塔，其中热交换器被倾斜使得朝向冷却塔中心处比冷却塔边缘处要高。
30、如权利要求25所述的冷却塔，其中热交换器呈阶梯型以提供多个具有不同截面宽度的部分。
31、如权利要求30所述的冷却塔，其中底端部分比顶端部分宽。
32、如权利要求30所述的冷却塔，其中顶端部分比底端部分宽。
33、如权利要求25所述的冷却塔，进一步包括设置在冷却塔开口前面的热传递介质，所述第一气流通过该介质被吸入冷却塔中。
34、如权利要求33所述的冷却塔，其中在热传递介质上喷溅凉的液体以便在第一气流进入热交换器之前冷却第一气流。
35、如权利要求23所述的冷却塔，其中所述热交换器包括在冷却塔内以交错对角线布置方式堆积的热交换器部分，其中所述第二气流通过输送管流过至少一个所述热交换器部分的第二通路。
36、一种减少如权利要求1或23所述的冷却塔烟流的方法，包括以下步骤：
传递来自离开冷却塔蒸发介质的湿空气源的热量到外界空气源而不会改变外界空气的湿气含量；
混合外界热空气和离开冷却塔的蒸发介质的气流，使得所述外界热空气和离开冷却塔的蒸发介质的气流的混合体导致气流落于湿度计算图上100％饱和曲线的下方。
37、如权利要求36中所述的方法，其中热传递步骤通过采用具有离开冷却塔蒸发介质的湿空气的第一组通路的热交换器、以及和外界空气的第二组通路予以实现。
38、如权利要求37所述的方法，其中第一组通路和第二组通路通过在中间夹入薄片而一起形成。
39、如权利要求38所述的方法，进一步包括沿薄片材料的两个平行边缘正向凸起的边缘，以及沿薄片两个平行边缘垂直于具有正向凸起的边缘而负向凸起的边缘；
所述第一通路通过翻转两个薄片以及粘合一个侧边上的正向凸起边缘和粘合另一侧边上的正向凸起边缘而一起形成；和
所述第二通路通过翻转两个薄片以及粘合一侧边上的负向凸起边缘和粘合另一侧边上的负向凸起边缘一起而形成。
40、如权利要求39所述的方法，其中所述第一通路能够通过在一组薄片中交替粘结负向凸起边缘和正向凸起边缘，垂直于所述第二通路而取向。
41、如权利要求40所述的方法，进一步包括在薄片中正向和负向形成的按钮，其用于在在负压情况下维持通路打开。
42、如权利要求41所述的方法，其中第一薄片上正向形成的按钮压靠第一邻近薄片上正向形成的按钮，负向形成的按钮压靠第二邻近薄片上负向形成的按钮。
43、如权利要求42所述的方法，其中正向形成的按钮的构成以减少第一气流在第一方向上流动的阻力，负向形成的按钮的构成以减少第二气流在第二方向上流动的阻力。
44、如权利要求43所述的方法，其中所述薄片由人造树脂薄膜制成。
45、如权利要求44所述的方法，其中所述薄片由PVC制成。
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