CN101464103A - 逆流间接蒸发冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于间接蒸发冷却器的改进，特别是逆流间接蒸发冷却器，包括间接蒸发冷却器，在其上侧设置着一次风进风口，在其下部设置着二次风进风口，间接蒸发冷却器具有均布间隔竖直排列、并且相互平行的干通道和湿通道，在其内上部设置的进风通道与干通道的进风口相连接，进风通道与干通道呈夹角，在间接蒸发冷却器内的下部设置的出风通道与干通道的出风口相连接，出风通道与干通道呈夹角，在竖直排列的干通道和湿通道构成冷却器的主体段形成一次风与二次风完全逆流换热。本发明的干通道和湿通道在冷却器内主体垂直方向实现逆流换热，能够降低压降，提高传热传质驱动势，提高冷却器的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源技术领域，属于间接蒸发冷却器的改进，特别是逆流间接蒸发冷却器。
背景技术
间接蒸发冷却器是由均布相互间隔排列的干通道和湿通道构成，在湿通道中，二次空气与水直接接触、掺混，传递热量和湿量，再各自分开，属于典型的混合式热湿交换过程。二次空气在湿通道中与循环水发生热湿交换，冷却间壁的一次空气，吸收热量后，排到室外环境。从能量平衡的角度来讲，二次空气承担系统排除热量的任务。在这个过程中，二次空气的状态是不断耦合变换的，因此，一次空气和二次空气的流动方向，对二次风能够排除热量的多少起主要作用，也决定了一次空气降温的程度。
湿通道内冷流体(二次空气、循环水)和干通道内热流体(一次空气)分别在各自的流道中连续流动完成热量传递的任务，热量通过间壁从一次空气传递到二次空气，冷热流体彼此不接触，不相互混合，是典型的间壁式换热方式。
因此，间接蒸发冷却器是一种特殊的热质交换设备的组合形式。
干热地区蕴含着丰富的干空气能，蒸发冷却技术由于其使用清洁无污染的可再生能源——干空气能制冷，是一种绿色、健康、安全的空调方式，其中，间接蒸发冷却由于其独特的等湿降温功能，使得蒸发冷却摆脱了直接蒸发冷却应用受限的问题，极大的扩展了蒸发冷却的应用区域和范围，是关系蒸发冷却技术发展的核心问题。
在干热气象条件地区，通常情况下室外空气焓值低于室内设计状态点的焓值，因此首先应最大化的利用新风中的冷量，然而，由于间接蒸发冷却器结构的特殊性，考虑到布水流体的流动方向，二次气流和一次气流实现换热效率较高的逆流换热结构有一定的困难，因此在以往的工程实践中，应用最多的为交叉流间接蒸发冷却器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种逆流间接蒸发冷却器，可以使干通道和湿通道在冷却器内主体垂直方向实现逆流换热，能够降低压降，提高传热传质驱动势，提高冷却器的换热效率。
本发明的目的是这样实现的：一种逆流间接蒸发冷却器，包括间接蒸发冷却器，在间接蒸发冷却器的上侧设置着一次风进风口，在间接蒸发冷却器的下部设置着二次风进风口，间接蒸发冷却器具有均布间隔竖直排列、并且相互平行的干通道和湿通道，在间接蒸发冷却器内上部设置的进风通道与干通道的进风口相连接，进风通道与干通道呈夹角，在间接蒸发冷却器内的下部设置的出风通道与干通道的出风口相连接，出风通道与干通道呈夹角，在竖直排列的干通道和湿通道构成冷却器的主体段形成一次风与二次风逆流换热。
本发明的冷却器中，一次空气从冷却器内上部进风通道分别进入竖直间隔排列的干通道向下运行，从冷却器下部出风通道排出；二次空气从冷却器下部的湿通道进口进入湿通道向上运行，湿通道内向上运行的二次空气与重力流冷却水发生热湿交换，湿通道内自下而上的二次空气的湿球温度与间壁一侧干通道内自上而下的一次空气存在温度差，发生逆流换热，使一次空气干球温度和湿球温度降低，含湿量不变。二次空气温度和含湿量增加后，排至室外。由于本发明的冷却器的干通道和湿通道是竖直间隔，相互平行排列，在冷却器主体垂直方向上实现逆流换热，其一次空气流动的风压损失很小，提高了传热传质驱动势，进而提高了冷却器的换热效率。使冷却器的出风温度低于室外湿球温度，可达到室外露点温度和湿球温度的平均值左右。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1为板式逆流间接蒸发冷却器实施例1的结构示意图；
图2为板式逆流间接蒸发冷却器实施例2的结构示意图；
图3为板式逆流间接蒸发冷却器实施例3的结构示意图；
图4为板式两级逆流间接蒸发冷却器的结构示意图；
图5为板式多级逆流间接蒸发冷却器的结构示意图；
图6为管式逆流间接蒸发冷却器的结构示意图；
图7为管式两级逆流间接蒸发冷却器的结构示意图；
图8为管式多级逆流间接蒸发冷却器的结构示意图。
具体实施方式
一种逆流间接蒸发冷却器，如图1和图3所示的板式逆流间接蒸发冷却器实施例1和实施例3，由均布相互间隔排列的干通道5和湿通道构成的板式间接蒸发冷却器，在机壳1的上部设置着装有排风机3的排风口，湿通道的出风口与排风口连通。在板式逆流间接蒸发冷却器的上方设置着布水器2，在其下方设置的循环水箱8内通过水泵9给布水器2供水，在板式逆流间接蒸发冷却器的上侧设置着一次进风口，在其下部设置着二次风进风口，板式逆流间接蒸发冷却器由均布间隔竖直排列、并且相互平行的干通道5和湿通道构成，在板式间接蒸发冷却器内上部设置的进风通道4与干通道5的进风口相连接，进风通道4与干通道5呈夹角，其中进风通道4的上壁面与干通道5呈夹角，在间接蒸发冷却器内的下部设置的出风通道7与干通道5的进风口相连接，出风通道7与干通道5呈夹角，其中出风通道7的下壁面与干通道5呈夹角，出风通道7出口与引风机室6的进风口相通。进风通道4的上壁面与干通道5的夹角为90°—135°，出风通道7的下壁面与干通道5的夹角为90°—135°，在竖直排列的干通道5和湿通道构成冷却器的主体段形成一次风与二次风逆流换热。间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，水泵9的供水管道连接着表冷器13的进水口，表冷器13的出水口通过管道连接着布水器2。在机壳1的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，表冷器13中通入循环水箱8水的冷水对于二次空气或一次空气进行等湿冷却后，其干球温度和湿球温度降低，进入湿通道可获得较低温度的水温，干通道和湿通道传热温差温加大，单位面积上热流密度增加。相对于不设置表冷器的间接蒸发冷却器，可以使原有结构损失的冷量有效的转化为一次空气获得的增加冷量，表现为一次空气的出风温度更低。避免了循环水冷量的浪费，减少了传热的不可逆损失，有效地提高了间接蒸发冷却器的换热效率。
由竖直排列的干通道5和湿通道构成冷却器主体段的形状为有两条对边的直立的平行四边形。如图2所示的实施例2，由竖直排列的干通道5和湿通道构成冷却器主体段的形状为矩形。
如图4所示的板式两级逆流间接蒸发冷却器实施例4，逆流板式间接蒸发冷却器均布竖直排列的干通道5之间设置着由分隔条构成的竖直分隔面10将板式间接蒸发冷却器分隔成两级或两级以上的冷却器，竖直分隔面10的数量为1-10个。在进风通道4内顺风向设置着由分隔条构成的上分隔面11，在出风通道7内顺风向设置着由分隔条构成的下分隔面12，竖直分隔面10的上端和下端分别与相对应的上分隔面11和下分隔面12连为一体，下分隔面12将出风通道7分成上、下两部分，其上部通道与引风机室6的进风口相连通，其下部通道与湿通道连通，出风通道7下部通道排出的一次出风进入回风箱体，进入第二逆流间接蒸发冷却器与冷却水发生热湿交换，使温通道内温度降低，可获得较低的一次出风温度。在间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，水泵9的供水管道连接着表冷器13的进水口，表冷器13的出水口通过管道连接着布水器2。板式间接蒸发冷却器的进风通道4、干通道5和出风通道7的支撑物为波纹板，竖直分隔面10、上分隔面11和下分隔面12由波纹板构成。
如图5所示板式多级逆流间接蒸发冷却器，逆流板式间接蒸发冷却器均布竖直排列的干通道5之间设置着由分隔条构成的竖直分隔面10，将板式间接蒸发冷却器分隔成两级或两级以上的板式间接蒸发冷却器，竖直分隔面10为1-10个，使板式间接蒸发冷却器分隔成2级以上冷却器，竖直分隔面10的上端和下端分别与相对应的上分隔面11和下分隔面12为一体。其中之一的下分隔面12其另一端封闭连接着引风机室6进风口的下端，使该下分隔面12上方的出风通道7与引风机室6的进风口相连通，该分割面12下方的出风通道7口外露，外露的出风通道7出口与湿通道进口相连通。使一部分干通道5出口排出的一次空气作为二次空气进入湿通道中，由于一次空气在等湿降温后，其干球温度和湿球温度得以降低，在较低的风阻系数下，作为二次空气进入湿通道内，进行热湿交换，继续冷却进入干通道5内的下一级的一次空气，使下一级的一次空气得到进一步等温降温，提高了换热效率，使得等湿降温后的最终一次空气获得较低的出风温度。每级板式间接蒸发冷却器的上方和下方分别设置着相对应的喷淋室和循环水箱8。每个循环水箱8内安装的水泵9分别为相对应喷淋室的喷淋装置2供应冷却水。这样可使每个循环水箱8中的冷却水与相对应段的冷却器分别进行热质交换的温度各不相同，实现了多段分隔水箱相对应段冷却器的位置各自水箱中的水温按温度梯度分布，使多段水箱各自独立的水箱中的水温由高到低依次排列。由于实现了喷淋水的水温按梯度分布，与进风进行热质交换时，充分提高了热湿交换的效率，有效获得最大化的制冷量，出风的温度更低。在间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，水泵9的供水管道连接着表冷器13的进水口，表冷器13的出水口通过管道连接着布水器2。板式间接蒸发冷却器的进风通道4、干通道5和出风通道7的支撑物为波纹板，竖直分隔面10、上分隔面11和下分隔面12由波纹板构成。
如图6所示的管式逆流间接蒸发冷却器，由均布相互间隔竖直排列并且相互平行的管式干通道5和湿通道构成管式间接蒸发冷却器，在管式间接蒸发冷却器内上部设置的进风通道4与干通道5的进风口相连接，进风通道4与干通道5呈夹角，夹角为90°—135°，在管式间接蒸发冷却器内下部设置的的出风通道7与干通道5的出风口相连接，出风通道7与干通道5呈夹角，夹角为90°—135°，管式出风通道7出风口与引风机室6的进风口相通。管式逆流间接蒸发冷却器的一次风、二次风气流阻力小，冷却水分布比较均匀。在间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，水泵9的供水管道连接着表冷器13的进水口，表冷器13的出水口通过管道连接着布水器2。
如图7所示的管式两级逆流间接蒸发冷却器，在均布竖直排列的管式干通道5之间设置着竖直隔板14，进风通道4的上隔板和出风通道7的下隔板与竖直隔板14连为一体，构成竖直的分隔面，将管式间接蒸发冷却器分隔成2级或2级以上的管式间接蒸发冷却器，在每级冷却器的上方和下方分别设置着相对应的喷淋室和循环水箱8，管式出风通道7分为上、下两部分，其上部通道与引风机室6的进风口相连通，其下部通道与湿通道连通。出风通道7将一部分一次出风进入回风箱体，进入管式二级的湿通道内，变成二次风与冷却水发生热湿交换，冷却管壁内的一次风。在间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，水泵9的供水管道连接着表冷器13的进水口，表冷器13的出水口通过管道连接着布水器2。
如图8所示的管式多级逆流间接蒸发冷却器，在均布竖直排列的管式干通道5之间设置着竖直隔板14，进风通道4的上隔板和出风通道7的下隔板与竖直隔板14连为一体，构成竖直的分隔面，将管式间接蒸发冷却器分隔成2级或2级以上的管式间接蒸发冷却器，管式出风通道7分为上、下两部分，其上部通道与引风机室6的进风口相通，其下部通道由上而下依次缩短，并且与湿通道连通。缩短的出风通道7出口排出的一次风进入湿通道中，进行热湿交换。在每级管式逆流蒸发冷却器中，管式出风通道下部通道的出口长度依次递减，出口气流无180°转向，因此气流阻力较小。在管式多级逆流间接蒸发冷却器中建立温度梯度，形成逐级制冷的逆流间接冷却结构。在间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器13，水泵9的供水管道连接着表冷器13的进水口，表冷器13的出水口通过管道连接着布水器2。
Claims (14)
1、一种逆流间接蒸发冷却器，包括间接蒸发冷却器，其特征是：在间接蒸发冷却器的上侧设置着一次风进风口，在间接蒸发冷却器的下部设置着二次风进风口，间接蒸发冷却器具有均布间隔竖直排列、并且相互平行的干通道(5)和湿通道，在间接蒸发冷却器内上部设置的进风通道(4)与干通道(5)的进风口相连接，进风通道(4)与干通道(5)呈夹角，在间接蒸发冷却器内的下部设置的出风通道(7)与干通道(5)的出风口相连接，出风通道(7)与干通道(5)呈夹角，在竖直排列的干通道(5)和湿通道构成冷却器的主体段形成一次风与二次风逆流换热。
2、据权利要求1所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：由竖直排列的干通道(5)和湿通道构成冷却器主体段的形状为有两条对边直立的平行四边形或矩形。
3、根据权利要求1所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：间接蒸发冷却器为板式间接蒸发冷却器，在其均布竖直排列的干通道(5)之间设置着由分隔条构成的竖直分隔面(10)，将板式间接蒸发冷却器分隔成两级或两级以上的冷却器，在进风通道(4)内顺风向设置着由分隔条构成的上分隔面(11)，在出风通道(7)内顺风向设置着由分隔条构成的下分隔面(12)，竖直分隔面(10)的上端和下端分别与相对应的上分隔面(11)和下分隔面(12)连为一体，其中之一的下分隔面(12)其另一端封闭连接着引风机室(6)进风口的下端，使该下分隔面(12)下方的出风通道(7)的出口外露，其出口与湿通道进口相连通。
4、根据权利要求3所述的逆流间接蒸发冷却器，板式间接蒸发冷却器的进风通道(4)、干通道(5)和出风通道(7)的支撑物为波纹板，竖直分隔面(10)、上分隔面(11)和下分隔面(12)由波纹板构成。
5、根据权利要求1或3所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：进风通道(4)的上壁面与干通道(5)的夹角为90°—135°。
6、根据权利要求1或3所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：出风通道(7)的下壁面与干通道(5)的夹角为90°—135°。
7、根据权利要求1所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：间接蒸发冷却器为管式间接蒸发冷却器，由均布相互间隔竖直排列并且相互平行的管式干通道(5)和湿通道构成，在管式间接蒸发冷却器内上部设置的进风通道(4)与干通道(5)的进风口相连接，进风通道(4)与干通道(5)呈夹角，在间接蒸发冷却器内的下部设置的出风通道(7)与干通道(5)的出风口相连接，出风通道(7)与干通道(5)呈夹角。
8、根据权利要求1或7所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：进风通道(4)与干通道(5)的夹角为90°-135°。
9、根据权利要求1或7所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：出风通道(7)与干通道(5)的夹角为90°-135°。
10、根据权利要求1或7所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：间接蒸发冷却器为管式间接蒸发冷却器，在均布竖直排列的管式干通道(5)之间设置着竖直隔板(14)，进风通道(4)的上隔板和出风通道(7)的下隔板与竖直隔板(14)连为一体，构成竖直的分隔面，将管式间接蒸发冷却器分隔成两级或两级以上的管式间接蒸发冷却器，管式出风通道(7)分为上、下两部分，其上部通道与引风机室(6)的进风口相连通，其下部通道与湿通道相连通。
11、根据权利要求3或10所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：每级板式或管式间接蒸发冷却器的上方和下方分别设置着相对应的喷淋室和循环水箱(8)。
12、根据权利要求3或10所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：竖直分隔面(10)或竖直隔板(14)的数量为1-10个。
13、根据权利要求7或10所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：管式间接蒸发冷却器的管式出风通道(7)分为上、下两部分，其上部通道与引风机室(6)的进风口相连通，其下部通道由上而下依次缩短，并且与湿通道连通。
14、根据权利要求1或3或7或10或13所述的逆流间接蒸发冷却器，其特征是：在板式或管式间接蒸发冷却器的二次风进风口或一次风进风口上安装着表冷器(13)，水泵(9)的供水管道连接着表冷器(13)的进水口，表冷器(13)的出水口通过管道连接着布水器(2)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110928 Termination date: 20211219 |