CN105283729A - 具有间接热交换器的冷却塔 - Google Patents

Abstract

一种热交换装置带有间接蒸发热交换部分。间接蒸发热交换部分包括一系列蛇形管，并且蒸发液体向下传到间接热交换部分上。蒸发液体收集在集液槽中并且然后向上泵送以再次分配越过间接热交换部分。改进的热交换装置带有包括一系列蛇形管的间接蒸发热交换部分，所述射线管包括管程，在管程之间具有正常和增加高度。直接热交换部分可以设在管程之间的增加竖向间隔中。次级喷射分配也可以设在管程之间的增加竖向间隔中。

Description

具有间接热交换器的冷却塔

技术领域

本发明总体上涉及改进的热交换器装置，如闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，储热系统，空气冷却器或空气加热器。更具体地，本发明涉及布置成获得改善的能力和性能的独立间接和直接蒸发热交换部分或部件的一种组合或多种组合。

背景技术

本发明包括使用盘管式热交换器作为间接热交换部分。这样的间接热交换部分可以与直接热交换部分组合，所述直接热交换部分通常包括诸如水的蒸发液体通常在向下流动操作中转移到其上的填充物部分。这样组合的间接热交换部分和直接热交换部分一起作为总热交换装置(如闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，空气冷却器或空气加热器)提供改善的性能。

包括盘管式热交换器的间接热交换部分的改善性能的一部分是间接热交换部分能够提供与向下串流或以另外方式输送到间接热交换部分上并且通过间接热交换部分的蒸发液体的显热和潜热交换。这样的间接热交换器通常包括一系列蛇形管程，每个管程提供盘管的回路。通过打开一个或多个蛇形盘管回转弯头中的大体水平管程之间的间隔获得这样的间接热交换器的改善性能。蛇形盘管回转弯头中的这样的打开间隔产生在蛇形盘管上向下流动的蒸发液体的更有效冷却区域。

根据本发明热交换装置的各种组合是可能的。这样的装置可以包括具有间接热交换部分的装置，具有由增加高度的回转弯头形成的一系列蛇形管程中的增加竖向间隔。在这样的装置中，蒸发液体向下流动到间接热交换部分上并且通过间接热交换部分，通常是水的这样的蒸发液体然后离开间接部分以收集在集液槽中并且然后向上泵送以再次向下分配到间接热交换部分上。在该逆流装置中，实施例以大约2-4GPM/sq.ft的一般较低喷射流速更有效地工作。在提出的其它装置中，设计喷射流速可以更高。

在另一装置中，组合热交换装置带有包括蛇形管程的间接热交换部分，在所述蛇形管程上蒸发液体向下分配到间接热交换部分上并且通过间接热交换部分。这样的间接热交换部分包括具有增加高度的一个或多个回转弯头之间的增加间隔的蛇形管程。此外，包括填充物的直接热交换部分可以位于由蛇形盘管的回转弯头形成的增加竖向间隔的区域中的一个或多个中。在该装置中，实施例以大约2-4GPM/sq.ft的一般较低喷射流速更有效地工作。因此提出的实施例不仅更有效地提供增加的排热，而且它们也以喷射水泵的更低能量要求做到。在提出的其它装置中，设计喷射流速可以更高。

此外，在间接热交换部分的顶部之下的点处，提供第二、中间喷射水分配装置也是本发明的一部分，由此蒸发液体向下分配到间接和直接(如果有的话)热交换部分上。对于该装置，有进一步改善热交换能力和客户利益的若干不同的操作模式。在一个操作模式下，顶部和中间喷射部分都活动并且将水喷射到间接部分和直接部分(如果有的话)上。在另一操作模式下，中间喷射部分不活动并且顶部喷射装置将蒸发液体提供给整个组件。在又一操作模式下，顶部喷射部分不活动并且中间喷射部分活动，其可以提供下部盘管部分的蒸发冷却，同时提供干上部盘管部分的干显热冷却。在又一操作模式下，顶部喷射部分不活动，中间喷射部分活动，选择性地没有从中间喷射部分之下的下部盘管部分的热传递，允许向上流动空气在与中间喷射部分之上的盘管的顶部分传递显热之前通过直接部分(如果有的话)变为绝热饱和。该最后操作模式进一步减小用水量，同时提供较低温度空气以为中间喷射装置之上的盘管的顶部分提供显热冷却。

本发明的热交换器装置或流体冷却器将操作，其中空气和诸如水的蒸发液体被抽吸或供应越过间接和直接(如果有的话)热交换部分。可能期望操作热交换器而不供应蒸发液体，其中仅仅空气被抽吸越过间接热交换部分和直接部分(如果有的话)。也能够操作根据本发明的组合热交换器，其中仅仅蒸发液体将被供应越过或向下通过间接热交换部分和直接热交换部分(如果有的话)，并且其中将不通过诸如风扇的典型装置抽吸空气。

在间接热交换部分的操作中，通过将诸如水的蒸发液体和空气一起在间接热交换部分的蛇形盘管上经过在显热交换操作和潜热交换操作之一或两者中冷却、加热、冷凝或蒸发穿过蛇形盘管的流体流。这样的组合热交换导致间接热交换部分的更有效操作，形成于间接热交换部分的蛇形管程的一个或多个回转弯头中的增加间隔的存在同样如此。也可以通过提供用于提供蒸发液体向下流动到间接热交换部分的蛇形盘管上并且通过其中的第二或中间喷射分配系统提供进一步的操作效率。再次通常是水的蒸发液体大体上向下穿过间接热交换部分并且大体上向下穿过典型地是填充物组件的直接热交换部分，如果这样的间接热交换部分设在间接热交换部分的蛇形盘管的一个或多个增加高度回转弯头中的增加竖向间隔中的话。蒸发液体中的热传到空气，所述空气由诸如风扇的空气移动系统抽吸，大体上向下或向上穿过间接热交换部分并且从闭合回路流体冷却器或热交换器组件向外。从间接或直接热交换部分引流的蒸发液体典型地收集在集液槽中并且然后向上泵送以便再次分配越过间接或直接蒸发热交换部分。

无论是诱导或强制通风、带驱动、齿轮驱动还是直接驱动的风扇系统的类型都可以与提出的所有实施例一起使用。无论是轴流、离心还是其它风扇的类型都可以与提出的所有实施例一起使用。管的类型、管的材料、管直径、管形状(无论有翅还是无翅)、管程的数量、回转弯头的数量、增加竖向间隔的数量都可以与提出的所有实施例一起使用。此外，盘管可以由管组成或者可以是板翅类型或任何材料的板的任何类型，其可以与提出的所有实施例一起使用。无论是有效逆流填充物、污染水应用填充物还是任何材料填充物的填充物的类型都可以与提出的所有实施例一起使用。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的热交换装置，其可以是闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，空气冷却器或空气加热器，其包括间接热交换部分，具有在形成间接热交换部分的蛇形管的一个或多个回转弯头中形成的增加间隔。

本发明的另一目的是提供一种改进的热交换装置，如闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，空气冷却器或空气加热器，其包括间接热交换部分，所述间接热交换部分包括一系列蛇形管程，具有在管程中的一个或多个之间的增加竖向间隔并且具有位于增加竖向间隔的一个或多个区域中的直接热交换部分。

本发明的另一目的是提供一种改进的热交换装置，其包括间接热交换部分，所述间接热交换部分包括蛇形盘管，具有在蛇形盘管的顶部处或附近的初级蒸发液体分配系统和位于蛇形盘管的顶部之下的次级蒸发液体分配系统。进一步地可以选择性地操作初级和次级蒸发液体分配系统使得可以保存水。

本发明的另一目的是提供一种改进的蒸发热交换装置，如闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，空气冷却器或空气加热器，其包括至少两个间接热交换部分，所述至少两个间接热交换部分包括一系列蛇形管程，具有在一个或多个管程之间的增加竖向间隔并且具有位于管程之间的增加竖向间隔的一个或多个区域中的直接热交换部分。

本发明的另一目的是提供一种改进的蒸发热交换装置，如闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，空气冷却器或空气加热器，其包括至少两个间接热交换部分，所述至少两个间接热交换部分由间接热交换部分之间的增加竖向间隔分离，可选的直接热交换部分位于增加竖向间隔中。

本发明的另一目的是提供一种改进的蒸发热交换装置，如闭合回路流体冷却器，流体加热器，冷凝器，蒸发器，空气冷却器或空气加热器，其中位于管程之间的增加竖向间隔的一个或多个区域中或者替代地位于间接热交换部分之间的增加竖向间隔之间的直接热交换部分容易地可接近和可替换以便维修。

发明内容

本发明提供一种改进的热交换装置，其典型地包括间接热交换部分。间接热交换部分通过使用蛇形盘管装置提供改善的性能，所述蛇形盘管装置包括管程部分和回转弯头，具有增加蛇形盘管的一个或多个管程之间的距离的装置。实现大体水平或倾斜管程之间的该竖向分离的一种方式是通过增加蛇形盘管中的蛇形管程的回转弯头中的一个或多个回转弯头半径。实现大体水平或倾斜管程之间的该竖向分离的另一方式是安装两个或更多个蛇形盘管或诸如板状热交换器的其它间接热交换部分之间的有目的竖向间隔。蛇形盘管装置的管程部分可以是大体水平的并且可以从盘管的入口端朝着盘管的出口端向下倾斜以改善通过其中的流体流的流动。这样的蛇形盘管设计成允许流体流穿过其中，将流体流间接地暴露于空气或诸如水的蒸发液体，或空气和蒸发液体的组合，从而提供从间接热交换器的蛇形盘管的外表面的显热和潜热交换。闭合回路流体冷却器、流体加热器、冷凝器、蒸发器、空气冷却器或空气加热器中的间接热交换器的这样的使用提供改善的性能并且也允许组合操作或替代操作，其中仅仅空气或仅仅蒸发液体或两者的组合可以穿过或越过间接热交换器的蛇形盘管的外部。

一个或多个直接热交换部分可以大体上在间接热交换部分内位于蛇形盘管的大体水平管程的增加高度回转弯头之间的竖向间隔中。因此，允许蒸发液体越过和穿过包括热交换部分的间接和直接部分。通过由诸如风扇的空气移动装置使空气越过或穿过间接和直接热交换部分从这样的蒸发液体吸热。这样的蒸发液体收集在闭合回路流体冷却器、流体加热器、冷凝器、蒸发器、空气冷却器或空气加热器的底部中的集液槽中并且往回泵送以便分配，通常向下，越过或通过间接热交换部分。进一步地次级蒸发液体分配系统可以位于间接热交换部分内的间接蛇形盘管的顶部之下或在两个间接部分之间位于竖向间隔中，并且选择性地与初级蒸发液体分配系统操作使得可以保存水。

附图说明

在附图中，

图1是包括一系列蛇形管程的现有技术的间接热交换器的侧视图；

图2是现有技术的间接热交换器蛇形盘管的侧视图；

图3是根据本发明的具有一系列蛇形倾斜管程的间接热交换器的第一实施例的侧视图；

图4是根据本发明的具有一系列蛇形管程的间接热交换器的第二实施例的侧视图；

图5是根据本发明的具有次级蒸发液体分配的间接热交换器的第三实施例的侧视图；

图6是根据本发明的具有直接热交换部分的间接热交换器的第四实施例的侧视图；

图7是根据本发明的具有带有直接热交换部分的间接热交换部分的闭合回路冷却塔的第四实施例的侧视图；

图8是根据本发明的具有五个直接热交换部分的两个间接热交换部分的第五实施例的侧视图；

图9是根据本发明的具有一个直接热交换部分的两个间接热交换器的第六实施例的侧视图；

图10是根据本发明的具有直接热交换部分的两个间接热交换器的第七实施例的端视图；

图11是根据本发明的具有直接热交换部分并且具有次级蒸发液体分配的两个间接热交换器的第八实施例的侧视图；

图12是根据本发明的具有两个直接热交换部分的两个板式间接热交换器的第九实施例的侧视图；

图13是根据本发明构造的热交换器的性能图。

图14是根据本发明的具有直接热交换部分的间接热交换器的实施例的端视图；

图15是根据本发明的具有直接热交换部分的板式间接热交换器的实施例的端视图。

具体实施方式

现在参考图1，现有技术的蒸发冷却盘管产品10可以是闭合回路冷却塔或蒸发冷凝器。这两种产品都是公知的并且可以在蒸发模式下湿操作或者可以干操作，当环境条件或低负荷允许时喷射泵12关闭。泵12从冷水槽11接收最冷冷却蒸发喷射流体(通常是水)并且将它泵送到喷射水总管19，在该处水从喷嘴或孔口17出来以将水分配到盘管14上。喷射水总管19和喷嘴17用于将水均匀地分配到(一个或多个)盘管14的顶部上。当最冷水分配到盘管14的顶部上时，马达21旋转风扇22，其通过入口百叶窗13引入或吸入环境空气，向上通过盘管14，然后通过用于防止漂浮物离开单元的漂浮物清除器20，并且然后将变热空气吹送到环境。空气大体上在下落喷射水的逆流方向上流动。尽管图1和所有后续图显示为具有引导或吸引空气通过单元的轴流式风扇22，但是实际风扇系统可以是将空气移动通过单元而不限于诱导和强制通风的任何类型的风扇系统。另外，马达21可以是如图所示的带驱动，齿轮驱动或直接连接到风扇。应当理解在提出的所有实施例中，有许多回路与管程并联，但是为了清楚起见仅仅显示外部回路。盘管14显示为具有入口总管15和出口总管16，其连接到具有正常高度回转弯头部分18的所有蛇形管。还应当理解蛇形盘管内的回路的数量不限于提出的实施例。

现在参考图2，现有技术的盘管30具有相应的入口和出口总管37和31，由盘管夹子32和38用中心支持件41支撑。有两个回路从入口总管出来，大体上显示为水平管程39和40。盘管30构造成具有短半径或具有小坡度的正常回转弯头36以允许适当引流。在一些现有技术的盘管中，大体水平管程的该坡度可以变化，在底部的最后一组管程具有更大坡度。在左侧的管程之间的间隔35可以被看作几乎为零并且因此在喷射水击中下一组管程之前允许下落喷射水和大体反向流动空气之间的很小相互作用。类似地，大体水平管程之间的大空间33和34被看作有点大，但是相比于其中提出的实施例在喷射水击中下一组管程之前仍然存在下落喷射水和大体反向流动空气之间的不足相互作用。另外，在空隙33、34或35中没有足够的空间安装诸如逆流填充物的直接热交换部分或安装中间喷射系统以进一步增加喷射水冷却，如其中提出的实施例。

参考图3，根据本发明的第一实施例的冷却塔显示为70，最冷喷射水从冷水槽71通过泵72泵送到具有喷嘴或孔口78的喷射总管装置79以将水均匀地分配到盘管75上。马达81操作风扇82以首先通过入口百叶窗73引入空气，大体向上通过盘管75，然后通过清除器80，然后将它排出到环境。第一实施例的盘管75具有蛇形盘管75中的紧回转弯头76和宽半径回转弯头83的交替组合。明显宽回转弯头83形成喷射水冷却区域74，在该处在喷射水接触具有紧或正常回转弯头76的下一组管程之前喷射水由向上流动空气附加地冷却。在该实施例中，盘管75具有由三个有意大回转弯头83分离的四组三个紧或正常回转弯头半径排76，形成盘管组件75内的三个大喷射水冷却区域74。盘管75显示为具有入口总管77和出口总管84，其连接到所有蛇形管。应当注意在该实施例和所有其它实施例中入口总管77和出口总管84可以取决于特定应用被颠倒并且不是本发明的限制。第一实施例显示为大体水平管程具有从一端到另一端的微小俯仰或坡度以允许盘管更好地引流并且帮助冷凝器使得液体冷凝物可以容易地引流。应当注意为了简化起见，所有另外实施例显示为没有管俯仰，但是必须理解管可以倾斜或不倾斜。第一实施例显示十二个大体水平管程或通常称为管段，然而其它实施例可以使用任何数量的管程或管段并且不是本发明的限制。一旦喷射水离开盘管75的底部，在喷射水跌落到冷水槽71之前存在附加喷射水冷却。紧回转弯头管排76之间的显著空间74允许喷射水滴在从下一组管程吸取更多的热之前由反向流动空气冷却。喷射水冷却区域74的高度应当为至少一英寸。本领域的用户将认识到管程或管段的数量、喷射水冷却区域74的数量和喷射水冷却区域74的高度可以优化以获得实施例70的期望性能和总高度。进一步地管可以具有任何直径或形状并且不是本发明的限制。

现在参考图4，显示根据第二实施例130的冷却塔。包括冷水槽131、泵132、入口百叶窗133、喷射装置140、喷嘴或孔口139、入口总管138、出口总管144、漂浮物清除器141、马达142和风扇143的第二实施例130中的部件显示为与第一实施例中提出的功能相同。第二实施例中的盘管134已改变以示出本领域的用户为了优化性能和高度可以进行的变型。在盘管134中，与第一实施例中一样仍然有十二个大体水平管程，但是盘管134现在具有六组两个紧或正常回转弯头137，管程由通过大回转弯头135形成的五个大喷射水冷却区域136分离。应当为了清楚起见注意盘管134中的管程显示为水平，但是可以有坡度或倾斜，如第一实施例中所示。在该实施例和所有未来实施例中，为了清楚起见大体水平管程显示为水平，但是它们可以倾斜或有坡度。第二实施例显示第一实施例的变型并且应当注意大喷射水冷却区域之间的管程的数量、大喷射水冷却区域的数量、总管程的数量、大喷射水冷却区域的高度全部可以变化以优化性能和单元高度。

参考图5，根据第三实施例的冷却塔显示为180。包括冷水槽181、泵182、入口百叶窗183、初级喷射装置194、喷嘴或孔口192、入口总管191、出口总管198、漂浮物清除器195、马达196和风扇197的第三实施例180中的部件全部与第一实施例中提出的功能相同。盘管189具有正常高度回转弯头190和增加高度回转弯头184A。在大喷射水冷却区域184内，第三实施例180也包含具有用附加喷射水均匀地喷射盘管189的喷嘴或孔口185的次级或中间喷射总管187，漂浮物清除器188，和选择性操作阀193和186。应当注意代替阀193和186，两个喷射泵可以用于实现相同的期望操作模式。也应当注意由大回转弯头184A形成的两个所示的大喷射水冷却区域184也可以具有直接部分，如果需要的话。实施例3有四个主要操作模式。第一操作模式是喷射泵182开启，阀186和193打开，水喷射到盘管189的顶部上并且也在盘管189内。盘管189的底部分上的喷射流动变化和更大总喷射流动导致单元180更有效地操作。在第一模式期间，风扇可以以任何期望的速度操作或者可以关闭。对于第二操作模式，阀193可以闭合，仅仅允许喷射水在盘管189的底部分上流动。在该混合模式下，盘管189的底部分在蒸发冷却模式下操作，同时在漂浮物清除器188之上的盘管189的顶部分干操作。该操作模式可以用于节约水并且也减小羽流，如果需要的话。在第二模式期间，风扇可以以任何期望的速度操作或者可以关闭。第三操作模式可以通过关闭喷射泵182使得仅仅实现盘管189的显热冷却。

现在参考图6，根据第四实施例的冷却塔显示为210。包括冷水槽211、泵212、入口百叶窗213、喷射装置221、喷嘴或孔口220、入口总管219、出口总管225、漂浮物清除器222、马达223和风扇224的第四实施例210中的部件与第一实施例中提出的功能相同。注意有交替的紧或正常回转弯头218和然后更大的回转弯头217，形成盘管216中的大喷射水冷却区域214。在该优选实施例中，有至少一个直接热交换部分。直接热交换部分215可以是安装在大喷射水冷却区域214的内部的逆流填充物。直接部分215增加大喷射水冷却区域214内的喷射水的冷却的效率。在该实施例中，存在具有小半径或正常回转弯头218的四个管程或管段的重复组，每个后面接着三个大半径弯头217，形成存在于盘管的范围内的三个大喷射水冷却区域214。在该情况下，可以使用高达三个直接部分，如果需要的话并且如图所示。进一步冷却管214之间的喷射水获得的效率远远超过从加入装置210的直接部分或填充物层板215的空气流的损失。直接部分的类型可以是逆流填充物、污染水填充物或增加大喷射水冷却区域内的喷射水的表面面积的任何基质。在盘管216中，与第一实施例中一样仍然有十二个大体水平管程，但是盘管216现在具有四组三个紧回转弯头218管程，其由三个大喷射水冷却区域214分离。应当注意为了清楚起见盘管216中的管程显示为水平，但是可以有坡度或倾斜，如第一实施例中所示。应当注意大喷射水冷却区域之间的管程的数量、大喷射水冷却区域的数量、总管程的数量、大喷射水冷却区域的高度全部可以变化以优化性能和单元高度。进一步地应当注意可以使用任何手段以便将大喷射水冷却区域内的直接部分支撑在喷射水冷却区域214内的间接盘管216中。一种这样的支撑手段将是使直接部分215靠置在盘管216中的间接管程上。另一种这样的方法将是使直接部分直接放置在安装于间接部分216的管程上的小杆的顶部上使得直接部分不与间接部分直接接触。另一种这样的方法将是从框架结构支撑直接部分使得直接部分不与间接部分直接接触。

图7是根据第四实施例的冷却塔280的透视图。更具体地，剖视图显示直接部分285可以通过打开或去除面板284容易地被去除以便清洁和替换。面板284的去除也允许接近以清洁间接热交换器283。应当注意面板284可以被连接以在操作期间选择性地部分打开以用作新鲜空气入口。在实施例280中，为了清楚起见间接盘管283显示为在大喷射水冷却区域所处的位置处面板284被去除。用于将大喷射水冷却区域内的直接部分支撑在间接盘管283中的手段可以是直接部分285靠置在间接部分上，或者就座在安装于间接部分283的顶部上的小杆上，或悬吊直接部分而使它不接触间接部分的任何手段，如果需要的话。将直接部分安装在大喷射冷却区域内的手段不是限制。喷射水入口287用于将喷射水均匀地分配到盘管283的顶部。空气入口282显示为没有安装入口百叶窗，因此可以看到冷水槽281的内部。盘管入口286和出口289显示为用于连接以便冷却或冷凝引入流体。风扇轴288连接到风扇和马达(被显示)并且风扇系统通过空气入口282吸入空气，通过间接盘管283和直接部分285，通过漂浮物清除器(未显示)并且然后大体向上到达环境。

现在参考图8，根据第五实施例的冷却塔显示为250。包括冷水槽251、泵252、入口百叶窗253、喷射装置265、喷嘴或孔口264、入口总管263、出口总管275、漂浮物清除器266、马达267和风扇268的第五实施例250中的部件与第一实施例中提出的功能相同。第五实施例250使用至少两个独立盘管261和256。盘管261具有相应的入口和出口总管263和275，而盘管256具有相应的入口和出口总管258和276。盘管261和盘管256可以根据需要以串联或并联布置接管。盘管261和盘管256显示为具有三组两个管程，具有紧回转弯头262和257并且两者具有分别由大回转弯头260A和255A形成的两个大喷射水冷却区域260和255。应当注意盘管261和盘管256由大喷射水冷却区域272分离并且该区域可选地具有安装在其内的直接热交换器270。应当理解在大喷射水冷却区域260、272和255中，本领域的用户具有空余空间以便安装相应的中间喷射装置或直接热交换部分259、270和254，如图所示。应当理解实施例250中的主要特征在于相比于现有技术它使用一个以上盘管，这可以用于进一步优化和制造目的。

现在参考图9，根据第六实施例的冷却塔显示为300。包括冷水槽301、泵302、入口百叶窗303、喷射装置312、喷嘴或孔口311、清除器313、马达314和风扇315的第六实施例中的部件与第一实施例中提出的功能相同。第六实施例300也使用显示为308和304的至少两个独立的间接热交换盘管，其具有相应的入口总管310和306，以及相应的出口总管317和318。盘管308和盘管304可以以串联或并联布置或者甚至用不同流体接管，这在本领域中是公知的。盘管308和盘管304显示为具有六组两个管程，其具有相应的紧或正常回转弯头309和305，并且两个盘管不在其内具有大喷射水冷却区域。然而盘管308和盘管304由大喷射水冷却区域316分离并且该区域可选地具有安装在其内的直接热交换器307。应当理解在所有大喷射水冷却区域316中可以具有安装用于显示为307的额外喷射水冷却、中间喷射装置或直接热交换的空余空间。实施例250和300都具有至少两个间接热交换器。应当理解实施例250使用一个以上间接热交换器或盘管并且每个盘管具有在盘管内的大喷射水冷却区域，而实施例300具有至少两个间接热交换器，其没有在盘管内的大喷射水区域，但是盘管之间的竖向分离形成大喷射水冷却区域。应当注意可以使用管程部分的任何数量、可以使用间接盘管部分的任何数量和可以使用间接部分盘管之间的喷射水冷却区域的任何高度不是本发明的限制。也可以使实施例300中所示的盘管中的一个具有在盘管内的大喷射水冷却区域。

现在参考图10，根据第七实施例的冷却塔显示为330。该实施例具有与前面的图描述的全部相同的特征，但是应当注意该实施例已旋转以更清楚地显示分隔壁332和泵333和343。在该实施例中，有形成喷射水冷却区域347的明显宽回转弯头346，在该处在喷射水接触具有紧或正常回转弯头345的下一组管程之前喷射水由大体向上流动空气附加地冷却。在该实施例中有四组三个紧回转弯头半径排345，其由三个有意大回转弯头346分离，形成盘管组件336和345内的三个大喷射水冷却区域338。在该节水实施例中，左盘管335和右盘管344可以是任何管直径或任何管形状的裸管、螺旋翅盘管、板翅盘管或板盘管。盘管335和344可以都湿操作，泵333和343都开启，或者一个盘管湿操作并且一个干操作，例如泵333开启并且泵343关闭，或者两个盘管335和344可以干操作，泵333和343关闭。注意壁332防止水和空气在操作期间侧向迁移。应当注意紧弯头半径排和形成喷射水冷却区域的大半径弯头的组的数量不是本发明的限制。

现在参考图11，根据第八实施例的冷却塔显示为390。包括冷水槽391、泵392、入口百叶窗393、顶部喷射装置410、喷嘴或孔口408、入口总管407、出口总管416、漂浮物清除器411、马达412和风扇413的第八实施例中的部件与第一实施例中提出的功能相同。第八实施例390包含两个间接热交换部分。顶部间接部分405具有相应的入口和出口总管407和416，延伸表面区域翅片415，并且可以看到具有紧或正常回转弯头406以及形成大喷射水冷却区域404的大半径回转弯头403。应当注意顶部盘管405中的两个所示的大喷射水冷却区域404也可以具有安装的直接部分，例如394，如果需要的话。底部间接部分396具有相应的入口和出口总管398和417，并且也具有紧或正常回转弯头397和形成大喷射水冷却区域395的大回转弯头。第八实施例390也包含具有用喷射水均匀地喷射盘管396的喷嘴或孔口399的次级或中间喷射总管401，漂浮物清除器402，和选择性操作阀409和400。应当注意代替阀409和400，两个喷射泵可以用于实现相同的期望操作模式。在该第八混合实施例中，有五个主要操作模式。第一操作模式是喷射泵392开启，阀409和400都打开，水喷射到盘管405的顶部上并且也喷射到盘管396上。在第一模式期间，风扇可以以任何期望的速度操作或者可以关闭。对于第二操作模式，泵392开启并且阀409打开且阀400闭合。当需要时这允许消耗较少的喷射泵能量和略小的单元能力。在第二模式期间，风扇可以以任何期望的速度操作或者可以关闭。对于第三操作模式，阀409闭合并且阀400打开，仅仅允许喷射水在底部间接盘管396上流动。在该混合模式下，底部盘管396在蒸发冷却模式下操作，同时在漂浮物清除器402之上的顶部盘管405干操作。该操作模式可以用于节约水、减小羽流或者用于减温，如果需要的话。在第三模式期间，风扇可以以任何期望的速度操作或者可以关闭。在第四操作模式下，阀409闭合并且阀400再次打开，仅仅允许喷射水在底部盘管396上流动，但是这次切断到盘管396的热传递使得在盘管396中的管程和喷射水之间没有热传递。现在喷射水和直接部分394一起用于绝热地冷却进入入口百叶窗393的空气以使空气的干球温度接近空气的湿球温度。以该方式，操作顶部盘管部分405可以在显热干冷却模式下操作，同时消耗少得多的水。在第四模式期间，风扇可以以任何期望的速度操作或者可以关闭。第五操作模式是喷射泵392关闭并且单元在干模式下操作以显热冷却间接热交换器405和396。

现在参考图12，根据第九实施例的闭合回路冷却塔或冷凝器显示为470。包括冷水槽471、泵472、入口百叶窗473、入口总管477、出口总管476、顶部喷射装置482、喷嘴或孔口481、漂浮物清除器483、马达484和风扇485的第九实施例中的部件与第一实施例中提出的功能相同。第九实施例470使用显示为487和488的至少两个独立的间接热交换板式热交换器。板盘管487和板盘管488可以以串联或并联布置接管，这在本领域中是公知的。板盘管487具有相应的入口和出口总管477和476，而板盘管488具有相应的入口和出口总管490和491。板盘管487和488均显示为具有大约四十八组平行板480或盒，其中有待冷却或冷凝的热传递流体在其中行进的内部通道并且也有在密封板之间的外部敞开沟道，其中蒸发流体(通常是水)大体上向下流动并且空气大体上在逆流向上运动中流动。板盘管热交换器487和488由大喷射水冷却区域479分离并且该区域可选地具有安装在其内的直接热交换器478。在板盘管488之下存在另一大喷射水冷却区域475并且可选地具有在其内的直接热交换部分474。应当理解在所有大喷射水冷却区域479和475中可以具有用于安装额外喷射水冷却、中间喷射装置或直接热交换的空余空间。应当理解板盘管487和488不具有在其内的大喷射水冷却区域，但是板盘管由大喷射水冷却区域分离。应当注意板的任何数量、板的类型、板的材料、板的尺寸、板的型式和板的高度可以被使用并且不是本发明的限制。也应当注意大于一英寸的喷射水冷却区域的任何高度可以存在并且不是本发明的限制。

图13是显示来自图1中所示的现有技术的单元和使用间接和直接部分的第四实施例中的改进热交换器的数据的图。具体地，过程流体在现有技术和第四实施例中都由顶部实线(曲线PFTempTest)表示，显示闭合回路冷却塔将间接盘管流体(在该情况下为水)从100F冷却到88F。应当注意在现有技术的盘管测试中，顶部虚线显示在盘管的顶部和底部处的喷射水温度为大约86F，而达到的最大喷射水温度为大约91F。然而，注意使用由弯曲实线表示的喷射水温度的第四实施例测试数据，在间接盘管部分的顶部和底部处的喷射水温度为84F并且最大喷射水温度为93F。大喷射水冷却区域的改进可以被看作喷射水温度都更冷，显示从间接管程吸收更多热的能力，然而总喷射温度更冷，如弯曲线所示。底部两条线是进入和离开湿球温度。底部虚线来自现有技术的盘管测试，显示湿球在78F进入并且在89F离开。底部实线显示来自第四实施例的测试数据的湿球进入和离开温度。注意再次地湿球进入温度为78F，然而离开湿球高于现有技术的数据，在94F离开。离开湿球温度的该增加显示在单位消耗功率的相同操作测试下的增加性能(两个测试的马达都处于30HP)。在第四实施例测试数据中，由于喷射水温度分布提高并且空气湿球线(WB_Coil&Fill)也提高，因此这允许空气具有更大的焓增加。因此通过将直接部分加入现有技术的仅有间接盘管的产品，可以看到从具有管程之间的大喷射水冷却区域获得的效率收益远远更有益于通过加入直接部分导致的空气流的微小损失。使用夹在盘管之间的填充物层板，排热的效率增加，原因是喷射水吸取更多的显热并且以潜热和显热两种方式将它传递到空气。

现在参考图14，根据第十实施例的冷却塔显示为500。在该实施例中风扇马达510操作风扇514以通过空气入口503吸入空气，然后通过用于进一步冷却离开直接部分508的喷射水的直接热交换器502。喷射水从冷水槽501向上泵送(未显示泵)通过喷射总管513，使它通过喷射总管从喷嘴或孔口512均匀地喷射到间接热交换器508上。经加热的喷射水然后从具有安装在大喷射水冷却区域中的可选直接填充物的间接盘管部分一路前进到再喷射塔盘505，所述再喷射塔盘捕获所有喷射水并且从喷嘴或孔口504将它再分配到直接填充物部分502。风扇马达516运转风扇517以引导空气大体向上通过空气开口506，向上通过间接部分508，通过漂浮物清除器515，并且然后吹送到环境。到间接部分508的空气入口可以具有任何高度，可以是一侧、两侧或三侧并且可以大体向下吹送空气并且不是本发明的限制。间接盘管508构造有紧或正常回转弯头509，然后具有更大回转弯头以产生大喷射水冷却区域，与其它实施例中一样。在该情况下，直接填充物部分507安装在大喷射水冷却区域中从而在喷射水离开间接部分以在其下方的直接部分502中进一步冷却之前增加间接盘管部分内的热传递的效率。间接热交换器盘管总管511可以取决于待使用的流体是入口或出口并且不是本发明的限制。重要的是注意第十实施例确切地将来自第四实施例的间接盘管和该盘管内的直接填充物部分安装到不同类型的单元中以显示本领域的用户可以如何使用该技术的变型。

现在参考图15，根据第十一实施例的冷却塔显示为530。在该实施例中风扇马达540操作风扇542以通过空气入口百叶窗533吸入空气，然后通过用于进一步冷却离开直接部分548的喷射水的直接热交换器532。空气也在549进入间接部分548的顶部，大体上向下行进通过间接部分548，然后通过漂浮物清除器536并且离开风扇542。喷射水从冷水槽531向上泵送(未显示泵)通过喷射总管543进入喷射总管547以从喷嘴或孔口541均匀地喷射到间接热交换器548上。间接热交换器548构造有如第九实施例中提出的板盘管535，但是也可以具有第十实施例中提出的形式，并且不是本发明的限制。在该实施例中，有通过大喷射水冷却区域538分离的至少两个间接热交换器并且直接填充物部分539安装在大喷射水冷却区域中从而在喷射水离开间接部分以在其下方的直接部分532中进一步冷却之前增加间接盘管部分内的热传递的效率。间接热交换器盘管总管537和534和间接热交换器盘管总管545和546可以串联或并联接管并且入口和出口可以处于适合应用的任何位置并且不是本发明的限制。重要的是注意第十一实施例将来自第九实施例的间接板盘管和直接填充物部分(没有安装在底部间接板盘管部分之下的可选直接部分)安装到不同类型的单元中以显示本领域的用户可以如何使用该技术的变型。

Claims (20)

1.一种热交换的方法，其包括以下步骤：

提供间接蒸发热交换部分，

所述间接热交换部分在多个路径内引导流体流，

所述间接热交换部分包括顶部和底部，

将蒸发液体大体向下分配到所述间接热交换部分上并且通过所述间接热交换部分，使得在所述多个路径内的流体流和蒸发液体之间发生间接热交换，

将空气移动通过所述间接部分，

移动通过所述间接热交换部分的空气与移动通过所述间接热交换部分的蒸发液体热交换并且因此与所述间接部分中的所述多个路径内的流体流间接地热交换，

其中所述间接热交换部分包括一系列蛇形管，所述蛇形管包括管程部分和正常和增加高度回转弯头部分，

所述一系列蛇形管包括具有所述蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔的至少一个区域，这样的增加竖向间隔由具有大于正常回转弯头部分的高度的增加高度回转弯头部分形成。

2.根据权利要求1所述的热交换的方法，其还包括：

收集离开所述间接热交换部分的基本上所有蒸发液体，以及

向上泵送收集的蒸发液体使得它可以大体上向下分配到所述间接热交换部分上并且通过所述间接热交换部分。

3.根据权利要求1所述的热交换的方法，其中

移动通过所述间接热交换部分的空气与通过所述间接热交换部分的蒸发液体的流动方向大体上逆流地移动。

4.根据权利要求1所述的热交换的方法，其中

移动通过所述间接热交换部分的空气与通过所述间接热交换部分的蒸发液体的流动方向大体上横流地移动。

5.根据权利要求7所述的热交换的方法，

其中直接热交换部分设在所述间接热交换部分中的区域中的一个或多个中，所述区域具有在所述一系列蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

6.根据权利要求1所述的热交换的方法，其中

提供次级系统以从所述间接热交换部分的顶部之下的位置向下分配蒸发液体并且通过所述间接热交换部分。

7.根据权利要求1所述的热交换的方法，其中

提供直接热交换部分，这样的直接热交换部分包括位于所述间接热交换部分中的区域中的一个中的填充物组件，所述区域具有在所述一系列蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

8.根据权利要求7所述的热交换的方法，

其中直接热交换部分设在所述间接热交换部分中的区域中的一个或多个中，所述区域具有在所述一系列蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

9.一种热交换的方法，其包括以下步骤：

提供间接热交换部分，

所述间接热交换部分在多个路径内引导流体流，

所述间接热交换部分包括顶部和底部，所述间接热交换部分大体上放置在直接热交换部分之上，

将空气移动通过所述间接部分，

移动通过所述间接热交换部分的空气与所述间接部分中的所述多个路径内的流体流热交换，

其中所述间接热交换部分包括蛇形盘管组件，所述蛇形盘管组件包括一系列蛇形管，所述蛇形管包括管程部分和正常和增加高度回转弯头部分，

所述蛇形盘管组件包括具有竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔的至少一个区域，这样的增加竖向间隔由具有大于正常回转弯头部分的高度的增加高度回转弯头部分形成，

入口总管，以及

出口总管，所述出口总管可操作地连接到所述一系列蛇形管使得流体流可以进入所述一系列蛇形管和离开所述一系列蛇形管。

10.根据权利要求9所述的热交换的方法，

其中直接热交换部分设在所述间接热交换部分中的区域中的一个或多个中，所述区域具有所述一系列蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

11.根据权利要求9所述的热交换的方法，其中

提供次级系统以从所述间接热交换部分的顶部之下的位置向下分配蒸发液体并且通过所述间接热交换部分。

12.根据权利要求9所述的热交换的方法，其中

提供直接热交换部分，这样的直接热交换部分包括位于所述间接热交换部分中的区域中的一个中的填充物组件，所述区域具有所述一系列蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

13.根据权利要求9所述的热交换的方法，

其中直接热交换部分设在所述间接热交换部分中的区域中的一个或多个中，所述区域具有所述一系列蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

14.一种热交换的方法，其包括以下步骤：

提供间接热交换部分，

所述间接热交换部分在多个路径内引导流体流，

所述间接热交换部分包括顶部和底部，

将蒸发液体大体向下分配到所述间接热交换部分上并且通过所述间接热交换部分，使得在所述多个路径内的流体流和蒸发液体之间发生间接热交换，

将空气移动通过所述间接部分，

移动通过所述间接热交换部分的空气与移动通过所述间接热交换部分的蒸发液体热交换和质量交换并且因此与所述间接部分中的所述多个路径内的流体流间接地热交换，

其中所述间接热交换部分包括一系列蛇形盘管，所述蛇形盘管包括管程部分和正常高度回转弯头部分和至少一个增加高度回转弯头部分，

所述增加高度回转弯头部分提供所述蛇形管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔，

入口总管，以及

出口总管，所述出口总管可操作地连接到所述一系列蛇形盘管使得流体流可以进入和离开所述一系列蛇形盘管。

15.根据权利要求14所述的热交换的方法，其还包括：

收集离开所述间接热交换部分的基本上所有蒸发液体，以及

向上泵送收集的蒸发液体使得它可以大体上向下分配到所述间接热交换部分上并且通过所述间接热交换部分。

16.根据权利要求14所述的热交换的方法，

其中直接热交换部分设在所述间接热交换部分中的区域中的一个或多个中，所述区域具有所述一系列蛇形盘管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

17.根据权利要求14所述的热交换的方法，其中

提供次级系统以从所述间接热交换部分的顶部之下的位置向下分配蒸发液体并且通过所述间接热交换部分。

18.根据权利要求14所述的热交换的方法，其中

提供直接热交换部分，这样的直接热交换部分包括位于所述间接热交换部分中的区域中的一个中的填充物组件，所述区域具有所述一系列蛇形盘管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

19.根据权利要求14所述的热交换的方法，

其中直接热交换部分设在所述间接热交换部分中的区域中的一个或多个中，所述区域具有所述一系列蛇形盘管的竖向相邻管程部分之间的增加竖向间隔。

20.根据权利要求14所述的热交换的方法，

其中管程之间的增加高度为至少一英寸。