CN106288850A - 用于湿式冷却塔设备的空气对空气的热交换旁路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于湿式冷却塔设备的空气对空气的热交换旁路和方法。一种具有蒸发媒质与液体分配系统的冷却塔，所述液体分配系统将热的液体分配到所述蒸发媒质之上。所述冷却塔包括一对热交换器模块，所述一对热交换器模块各自具有与第一流动导管流体连通的第一组通道和与第二流动导管流体连通的第二组通道。所述热交换器模块将热量从第一空气流传递到第二空气流中。所述冷却塔进一步包括在所述第一热交换器模块和所述第二热交换器模块之间延伸的第一旁路流动路径，并凭借旁路门调节穿过第一旁路流动路径的空气流。

Description

用于湿式冷却塔设备的空气对空气的热交换旁路和方法

技术领域

本发明通常涉及使冷却塔或其它排热装置和类似物的羽流减少。更具体地，本发明涉及用于冷却塔中的节省成本且有效率地使羽流减少的方法和设备。

背景技术

在使用蒸汽驱动涡轮机的发电生产中，水被燃烧炉加热而产生蒸汽，蒸汽对涡轮机进行驱动而产生电力。为了使这个过程所需的洁净水的量减少到最小，蒸汽必须通过除热而再次转化成水，以便水能够在这个过程中可被重复利用。在用于大型建筑物的空气调节系统中，建筑物内部的空气被迫使经过包含有经冷却的制冷剂气体的盘管(coil)，由此将热量从建筑物内部转移到气体制冷剂中。然后，升温后的制冷剂通过管道被输送到建筑物外部，此时必须将多余的热量从制冷剂中除去，使得制冷剂气体能够被重新冷却并且冷却过程能够持续。

在前述两种过程中，以及在需要消除多余热量的步骤的其它的多种过程中，使用了冷却塔。在湿式冷却塔中，水被泵送经过包含有受热蒸汽、制冷剂或其它被加热的液体或气体的冷凝器盘管，由此将热量转移到水中。然后，水被泵送至冷却塔的热交换段并且喷洒到冷却塔媒质(包括薄板材料或飞溅杆)上。当水从冷却塔媒质流下时，外界空气被迫使经过受加热的水并且热量通过显著的热传导和蒸发性热传导从水中转移到空气中。然后所述空气被迫使从冷却塔离开并且消散到周围空气中。

冷却塔是消散这种多余热量的高效并且节省成本的装置，并因而被广泛地用于此目的。然而，冷却塔的被公认的缺点在于，在一定大气条件下，由于来自被加热水源的被蒸发成空气流的水气被携带到冷却塔的顶部外而产生羽流。在冷却塔非常大的情况下(如在发电厂的情况下)，羽流会在冷却塔的附近产生低位雾气。当较低的温度能够使羽流中的水气冻结时，羽流还会在冷却塔的附近引起道路结冰。

因此，已经采取了措施来限制或消除由冷却塔产生的羽流。这些措施包括例如抑制羽流冷却塔，在所述抑制羽流冷却塔中，外界空气除了在冷却塔的底部被引入并且随着热水被洒下到填料单元上而被迫使向上行进穿过填料单元之外，还通过热水喷洒头下方的独立的导热通道被引入到冷却塔中。这些由诸如铝、铜等导热材料制成的通道允许外界空气在水气不蒸发到空气中的情况下吸收一些热量。在冷却塔的顶部处，含湿气的被加热空气和干燥的被加热空气混合，由此减少羽流。

另一示例为羽流防止系统，其中，热水在被提供到冷却塔之前被部分地冷却。热水的部分冷却使用单独的热交换器(运行有诸如空气或水的单独的冷却媒质)来进行。单独的热交换器降低了冷却塔的效率，因而应当仅在会使冷却塔产生羽流的大气条件存在时使用。

被设计为减少湿式冷却塔中的羽流的系统的另一示例可在Paul A.Lindahl，Jr.等人在冷却塔学会1993年的年会中的“技术论文编号TP9301”《PlumeAbatement and Water Conservation with the Wet/Dry Cooling Tower》中找到。在该论文中描述的系统中，热水首先被泵送经过干燥空气冷却区段，空气在该区段被迫使穿过与水流相连接的散热片。然后，已经被部分冷却的水被喷洒到设置在干燥空气冷却区段下方的填料单元上，并且空气被迫使穿过填料单元以进一步对水进行冷却。然后，湿空气被迫使在冷却塔内向上行进并且与来自干燥冷却过程的被加热的干燥空气混合，并且被迫使从冷却塔的顶部离开。

尽管上述系统针对湿式冷却塔的羽流问题提供了有效的解决方案，但它们需要构造出复杂并且费用高昂的湿式和干式空气传热机构。此外，当这种塔在“非羽流”减少模式下运行时，推动空气穿过热交换单元需要花费更多的风机能量，从而导致塔的运行成本显著地增加。因此，需要廉价的羽流减少方法和设备，在廉价的羽流减少方法中，塔可在“非减少”模式下运行而不会显著地增加成本。

冷却塔的另一已意识到的问题是，用于冷却的水会变得浓缩有污染物。随着水从冷却塔中蒸发出，另外的水被添加，但应当容易意识到的是，水中的污染物将变得更为浓缩化，因为污染物并不随着蒸发而被除去。如果将化学物质添加到冷却水中以对水进行处理，这些化学物质会变得高度浓缩化，如果被释放到环境中将是非常不利的。如果用海水或废水来替换所蒸发的水(在淡水无法获得或费用高昂的情况下的常规做法)，水中的盐类和固体颗粒也会在冷却水回路中聚集。随着这些污染物变得更为浓缩化，它们会粘结在薄蒸发片材之间，从而逐渐降低冷却塔的冷却效率。

为了防止上述问题，习惯做法是对含有浓缩污染物的水的一部分进行“排放”并且使用来自水源的淡水对其进行替换。尽管这防止了冷却塔的水中的污染物变得过分浓缩化，但在排放过程期间排出水对环境存在影响。因此，已经采取了措施来减少冷却塔中的水消耗量。

Houx等人的美国专利No.4,076,771描述了减少冷却塔中的耗水量的现有技术。在该专利描述的系统中，冷却塔蒸发性传热媒质和显著地传递热量的盘管段都被设置在同一系统中。盘管的显著地热传递实现了对生产用水(processwater)的冷却，但不会消耗任何水。

虽然上述专利表现出超过现有技术的冷却塔的重大进展，但是所期望的是，开发出一种机构用来从羽流中回收水并以便再次归还到冷却塔蓄液器中，这将使得不再需要用于显著地传递热量的盘管段。

已经注意到的需单独考虑的问题是：对海水进行淡化以及对其它水源进行净化，以产生可饮用的饮用水。已经开发了大量的方法来从湿空气流中提取净化水。主要的工业化生产过程包括多级闪急蒸馏(Flash Distillation)、多效蒸馏、蒸汽压缩蒸馏和反渗透(Reverse Osmosis)。参见由国际海水淡化协会的O.KBuros编制、由研究部门海水淡化公司在1990年修改和重编的《The DesaltingABC’s》。使用用于淡化的低温水或废热的系统的示例包括以下文献：

Lu等人于2000年8月记录于ADA North American Biennial Conference andExposition的《Zero Discharge Desalination》。该论文提供了关于下述装置的信息，所述装置由冷空气流产生淡水并且由低级废热源产生暖湿空气流。淡水沿将两个空气流分隔开的壁被冷凝。另外，冷水被喷射到暖湿空气上，以提高冷凝。

Baumgartner等人发表论文：《Open Multiple Effect Desalination with LowTemperature Process Heat》，International Symposium on Desalination and WaterRe-Use，Vol.4,1991。该论文提供了有关用于淡化的塑料管热交换器的信息，塑料管热交换器在塑料管的内部使用了冷却运行水(cold running water)而在管的外部上流动有暖湿空气。冷凝物在冷却导管的外部形成。

目前使用中的其它冷却塔具体被设计为仅用于节约用水。对于节约用水，在这种冷却塔中，干燥空气始终流动穿过冷却塔冷凝器的干燥路径，从而由废气冷凝蒸汽。尽管这些塔节约用水，但是随着冷却相对于热传导变的低效，冷却塔的热性能通常被影响。

用于增加热性能的典型的方法是增加风机功率(这增加了了运行成本)，以及增加塔的平面区域，这增加了资金成本或使资金成本和运行成本都增加。非常期望的是，有限地增加风机功率或平面区域而适度增加成本的设计。上文表现出对下述冷却塔或类似物的需要：所述冷却塔或类似物可在羽流减少模式和非羽流减少模式中有效地运行，并且在不显著增加运行成本的情况下在所有天气状况下提供所需的热交换。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种具有竖直轴线的冷却塔，所述冷却塔包括：沿所述竖直轴线位于第一位置处的蒸发媒质；液体分配系统，所述液体分配系统将热的液体分配到所述蒸发媒质之上；第一热交换器模块，所述第一热交换器模块具有与第一流动导管流体连通的第一组通道和与第二流动导管流体连通的第二组通道；第二热交换器模块，所述第二热交换器模块具有与第三流动导管流体连通的第三组通道和与第四流动导管流体连通的第四组通道；第一旁路流动路径，所述第一旁路流动路径在所述第一热交换器模块和所述第二热交换器模块之间延伸；以及空气流发生器，所述空气流发生器引导空气通过所述第一组通道、所述第二组通道、所述第三组通道、所述第四组通道以及旁路流动路径穿过所述冷却塔。

在本发明的另一方面中，提供了一种用与减少冷却塔中的空气流中的热含量的方法，所述方法包括下述步骤：引导第一空气流穿过第一热交换器模块的第一组通道；引导第二空气流穿过所述第一热交换器模块的独立的第二组通道；引导第三空气流穿过所述第二热交换器模块的第三组通道并且穿过第一旁路路径；引导第四空气流穿过所述第二热交换器模块的独立的第四组通道并且穿过第二旁路路径；以及将热量从所述第一空气流传递到所述第二空气流中。

在本发明的另一方面中提供了一种冷却塔，所述冷却塔包括：用于引导第一空气流穿过第一热交换器模块的第一组通道的机构；用于引导第二空气流穿过所述第一热交换器模块的独立的第二组通道的机构；用于引导第三空气流穿过所述第二热交换器模块的第三组通道的机构；用于引导第四空气流穿过所述第二热交换器模块的独立的第四组通道并且穿过旁路路径的机构；以及用于将热量从所述第一空气流传递到所述第二空气流中的机构。

在本发明的又一实施例中，提供了一种具有竖直轴线的冷却塔，所述冷却塔包括：沿所述竖直轴线位于第一位置处的蒸发媒质；液体分配系统，所述液体分配系统将热的液体分配到所述蒸发媒质之上；第一热交换器模块，所述第一热交换器模块具有与第一流动导管流体连通的第一组通道和与所述第一流动导管流体连通的第二组通道；第二热交换器模块，所述第二热交换器模块具有与第二流动导管流体连通的第三组通道和与所述第二流动导管流体连通的第四组通道；提升装置，所述提升装置将所述第二热交换模块平移至第一位置和第二位置；以及空气流发生器，所述空气流发生器引导空气通过所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道、所述第四通道以及旁路流动路径穿过所述冷却塔。

依然在本发明的又一实施例中，提供了一种具有竖直轴线的冷却塔，所述冷却塔包括：沿所述竖直轴线位于第一位置处的蒸发媒质；液体分配系统，所述液体分配系统将热的液体分配到所述蒸发媒质之上；第一热交换器模块，所述第一热交换器模块具有与第一流动导管流体连通的第一组通道和与第二流动导管流体连通的第二组通道；第二热交换器模块，所述第二热交换器模块具有与第三流动导管流体连通的第三组通道和与第四流动导管流体连通的第四组通道；布置在所述第一流动导管中的潮湿路径挡板，所述潮湿路径挡板对穿过所述第一导管的流动进行调节；以及空气流发生器，所述空气流发生器引导空气穿过所述流动导管和所述通道。

由此已经相当概括地略述了本发明的更为重要的特征，以便下文中的本发明的详细描述能够得到更好的理解，并且能够更好地领会对本领域的贡献。当然，本发明存在附加特征，附加特征将在下文描述并且将形成本发明的从属权利要求的主题。

在这方面，在详细地说明本发明的至少一个实施例之前，应明白，本发明在本发明的应用中并不限于以下说明中陈述的或附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明能够通过其它实施例实现并且能够以各种方式实施和执行。另外，应明白，在此采用的词组和术语以及摘要是为了说明的目的并且不应当被认为是限制性的。

照此，本领域技术人员应理解，本公开内容所基于的设想可容易地被用作用于设计执行本发明的数个目的其它结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被认为包括这种等价构造，只要其不超出本发明的精神和范围。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的处于最大热性能模式的冷却塔的示意图；

图2为根据本发明的实施例的处于羽流减少模式的图1中所描绘的冷却塔的示意图；

图3为根据本发明的实施例的处于部分羽流减少模式的图1中所描绘的冷却塔的示意图；

图4为根据本发明的替代性实施例的冷却塔的示意图；

图5为根据本发明的替代性实施例的冷却塔的示意图，其中，热交换模块被机械地升高；

图6为根据本发明的替代性实施例的图5中描绘的冷却塔的示意图，其中热交换模块被机械地降低；

图7为根据本发明的替代性实施例的冷却塔的示意图，其中，热交换模块被机械地旋转；

图8为根据本发明的替代性实施例的图7中描绘的冷却塔的示意图，其中，热交换模块被机械地旋转。

图9为根据本发明的替代性实施例的具有潮湿导管挡板的冷却塔的示意图；

图10为根据本发明的另一替代性实施例的具有布置在热交换模块处的潮湿导管挡板的冷却塔的示意图。

具体实施方式

现在参考附图，其中，相同的附图标记表示相同的元件，图1-图3描绘了冷却塔设备，冷却塔设备总体上以10指示，冷却塔设备10具有支撑框架组件12和护罩14，空气流发生器16(轴流式风扇)在护罩14内运行。冷却塔10通常包括潮湿的直接冷却段11和干燥的间接冷却段13，潮湿的直接冷却段11和干燥的间接冷却段13由挡水器(eliminator)15分隔。冷却塔10包括被一连串地布置和定向的多个热交换模块18，每个热交换模块18与干燥空气导管20和潮湿空气导管22流体连通。优选地，单个交换器模块18通常呈菱形形状或菱形构造，然而，替代性地，单个交换器模块18可以为任何功能性几何形状(functional geometry)。如之前讨论的，冷却塔10还包括各自具有进气口或挡板(damper)38的一系列外界空气导管20或干燥空气导管20，以及一系列温热空气导管或潮湿空气导管22，温热的潮湿空气或废气穿过所述温热空气导管或潮湿空气导管22行进。外界空气导管20连接到单个交换器单元模块18(如图示)，使得空气导管20与穿过交换器模块的路径17连通，如箭头所示。温热空气导管22也被连接到单个交换器模块(如图示)，然而，温热空气导管22与单独的路径19连通。通道17，19的路径可使废气的潮湿空气流动穿过单个热交换模块。外界空气导管20和温热空气导管22被布置在热交换器模块18的下方。为了方便起见，导管被限定成向一个模块提供空气路径，即，冷却塔隔腔(bays)可被壁隔开或间隔。两个相邻的模块可由一个公共的导管供给。但是，这些模块还可被布置成使潮湿空气路径和干燥空气路径以每半个隔腔交替一次。例如在图1中，导管从左到右被标记为22、20、20、22、22、20、20、22、20、20和22。替代性地，这些导管被可间隔成：标记从左到右读为22、20、22、20、22、20、22、20、22、20、22和20。

现在具体参考热交换模块18，在本发明的一个实施例中，每个模块为蒸汽冷凝热交换器单元。每个热交换器模块18由薄板构造而成，所述薄板被粘合到一起，以形成具有用于两种不同空气流的第一路径17和第二路径19的单元。在优选的实施例中，所述两个空气流以相互成直角的方式进入每个热交换器模块18并且由薄板保持分隔开。

薄板为较薄的合成树脂材料，形状被设置为有助于从穿过通道19的被加热含水空气流中冷凝蒸汽并且将热量传递给穿过通道17的冷却空气流。在优选的实施例中，材料的厚度为0.005-0.040英寸，但是优选的厚度为0.015-0.020英寸。表面可设置有纹理(textured)，以提供对每一个空气流具有最小的空气流流动阻力的扩展的表面区域。其它的纹理图案可包含，但是不限于，例如与高尔夫球纹理类似的凹痕纹理和与压纹在塑料板中的网孔图案类似的格子纹理。这种增加的表面区域增强了薄板的热传导能力并且增大了板表面附近的速度波动，这提高了单个空气流的局部混合。增大的波动及其所导致的空气流的局部混合还提高了板的热传导能力。

如图所示，每个热交换模块18凭借使相邻的模块18在高度上变化而相互偏置，使得所述模块的相邻点大致被分隔开。如图1-图3所示，冷却塔10还包括一系列布置在相邻的热交换模块之间的空气旁路门24。虽然描绘了五个空气旁路门，但是可根据塔10的尺寸来采用更多的或更少的旁路门24。另外如图1所示，一系列的干燥导管通气门(总体上以26表示)位于每个相应的干燥导管20的底部处，运行干燥导管通气门26以对温热废气进入所述导管20的流动进行控制。

如图1-图3所示，并且如之前所述，间接热交换模块18位于直接冷却段11的上方的间接冷却段13中，直接冷却段11包括诸如填料板之类的蒸发媒质30或任何热交换媒质或逆流(counterflow)布置中的类似物(如图所示)。直接蒸发段11进一步包括热水分配系统32，热水分配系统32包括一系列的管道和喷嘴33，热水穿过所述管道和喷嘴33流动。在运行期间，冷却干燥空气如冷却空气矢量34表示的那样在蒸发媒质30下方进入冷却塔。

现在具体参考图1，示出的冷却塔10处于最大热性能操作模式或位置。对于最大热性能，应理解为热交换模块18凭借相邻的模块在高度上的变化而相互偏置，使得所述模块的相邻点大致被分隔开(如之前所述)。在所述最大热性能位置中，每个旁路门24被打开，并且类似地，每个通气门26被打开，同时干燥挡板38被关闭。

因此，以所述最大热性能模式运行期间，来自热源的热水通过管道被泵送，并且被泵送到喷嘴33并且被喷洒在蒸发媒质30上。同时，轴流式风扇(或风扇)16如矢量和箭头34所示的那样对冷的外界空气的气流进行抽吸，使其穿过蒸发媒质30。在蒸发媒质30中，空气被加热并且水气被蒸发到空气流中。被加热的含水空气随后被引导穿过干燥空气流动导管20和潮湿空气流动导管22(如箭头36所示)。在这一模式中，因为干燥挡板38被关闭，将对外界空气经由干燥导管20进入塔10进行限制。

如箭头36所示，被加热的含水空气进入并流动穿过干燥空气导管20和潮湿空气导管22。打开的旁路门24允许来自导管20和22的被加热的含水空气36的一部分免于横穿热交换模块18。更具体地，绕过热交换模块18的空气或废气减小了必须通过热交换器模块18的空气的量，并且因此，穿过每个模块18的空气速度更小并且其所导致的压降更小。此外，由于穿过旁路门24和热交换模块18的空气进入到公共集气室(common plenum)40中，穿过门24的速度和穿过模块18的速度将被调节，以提供公共压降(common pressure drop)。

现在具体参考图2，冷却塔10处于羽流减少模式或部分地处于图1中描述的最大性能模式。对于羽流减少模式，应理解为空气旁路门24连同干燥导管通气门26一起被关闭，同时干燥挡板38被局部地或完全地打开。在运行期间，直接热交换段11的运行与图1中示出的最大热模式相关讨论类似。随着被加热的含水空气或废气穿过挡水器15并且进入间接热交换段13，通气门被关闭，迫使废气气流穿过潮湿导管22并且进入热交换模块18中。如之前所述的，挡板被局部地或完全地打开，并且废气随后穿过潮湿导管22行进并且进入热交换模块18的之前描述的气流通道19中的一个。同时，如之前所述，外界干燥空气经由挡板38进入干燥空气导管20，以产生第二空气流。于是，外界干燥空气被引导穿过热交换器模块18的分隔开的空气流动通道17(优选地，垂直于废气的流动)。外界干燥空气起到在热交换器模块18上产生冷却表面的作用，从而使热量从第一空气流传递到第二空气流。外界干燥空气还在热交换模块18上提供了用以使来自废气或第一空气流的水蒸气冷凝在其上的冷却表面。来自废气的冷凝物随后可从冷却塔的热交换冷却段的交换器模块18下落。随着两个空气流被排出交换模块18，两个空气流在集气室40中结合并且经由护罩14排出。

在这一模式中，干燥空气导管20的入口处的干燥挡板38可被完全地打开以最大化地减少羽流，或者可被节流以减小干燥空气摄入并且增加潮湿段11气流。然而，随着外界温度升高，冷却可能不充分，但是减少一些羽流依然是可期待的。

现在参考图3，示出的冷却塔10处于部分羽流减少位置，其中，与图2中示出的位置相比，在所述位置提供了更潮湿的段11性能，同时仍提供了羽流减少。鉴于空气旁路门24和干燥导管通气门26在图2中所示的定向上被关闭，在图3中示出部分减少模式中，潮湿导管中的空气旁路门24被打开同时干燥导管中的干燥导管门26和空气旁路门24被关闭。干燥空气导管的入口处的干燥挡板38可被完全地打开以最大化地减少羽流，或者可被节流以减小干燥空气摄入并且增加潮湿段气流。然而，随着外界温度升高，冷却可能不充分，但是减少一些羽流依然是可期待的。具体地，在这一模式中，干燥外界空气流动穿过干燥导管20并且穿过热交换模块18的通道17，并且一部分的潮湿废气由于旁路门24被打开而绕过热交换模块18，而其余的潮湿废气流动穿过通道19。再次，废气从旁路通过能够使穿过不同的空气路径的总压降被减少。经过潮湿段的气流被增加，这提高了热性能。

现在参考图4，示出了本发明的替代性实施例。如图所示，冷却塔10在其运行和功能上与图1-图3中公开和描述的那些实施例非常类似，然而，在这一替代性的实施例中，模块18被布置在相同的高度处。如图4所示，并非由于交替的热交换器模块18的升高的高度而在所述模块18的相邻点之间产生间距，替代性地，模块18被旋转以便将相邻的模块18分隔开，从而产生旁路路径70，旁路路径70由旁路门24控制。替代性地，隔腔间距可被增加以在这些菱形之间产生间距而不需要旋转所述菱形。这些菱形之间的间距于是可被安装有旁路门。

现在参考图5和图6，示出了本发明的另一替代性的实施例，其中，热交换模块18经由机械线性提升装置(mechanical linear lifting device)50而被机械地升高和降低。提升装置50可以为驱动杆(driven rod)、螺旋千斤顶、滑轮组、液压缸或能够改变模块18的高度的任何其它设备。图5示出了处于最大热模式中的冷却塔10，其中，交替的模块18被升高，使得模块18被布置在不同的高度处，从而产生旁路路径52。在这一模式中，干燥空气挡板38被关闭，同时干燥导管通气门26被打开，从而允许废气绕过模块18并且因此提供最大热性能。

替代性地，图6示出了处于羽流减少模式中的冷却塔，其中，模块18被布置在相同的高度处，从而阻塞旁路路径。在这一模式中，干燥导管通气门26被关闭，同时外界空气挡板38被打开，从而允许冷却气流穿过干燥导管20并且流入模块的通道17中，同时潮湿废气通过另一个通道19流动穿过潮湿导管22。

现在参考图7和图8，示出了本发明的另一替代性实施例。这一实施例与图5和图6中示出的实施例类似，然而，并非使热交换器模块18移动或平移到不同的高度，而是使模块18被旋转以产生旁路路线54。如图7和图8所示，冷却塔10具有诸如线缆、滑车轮和线性提升装置之类的提升机械系统56。如图7所示，凭借使热交换器模块18向上旋转以提供旁路路径54，使得冷却塔10处于最大热性能模式。

替代性地，图8示出了处于羽流减少模式的冷却塔，模块18向下旋转以使得相邻点紧密靠近、封闭旁路并且迫使潮湿废气穿过相应的模块，同时打开的挡板38允许干燥外界空气流动穿过干燥空气导管20并流入所述模块中。

一些用于冷却塔的应用在一年中的寒冷或冬季月份期间可具有减弱的热负荷。例如，与夏季月份相比，建筑的空调系统在冬季月份可具有显著降低的热负荷。此外，一些操作工序(processes)具有通常称为设置点的最小冷水温度限制。因此，冷水温度必须被保持在上述设置点或之上。

在空调系统的示例中，冷却机通常具有50°F的设置点。在结冰的气候下，不论操作工序如何，隐含的最小冷水温度略高于冰点(例如，40°F)以避免在冷却系统中结冰。在非常冷的时候，冷却必须被限制以维持最小设置点。这可通过采用诸如本发明的潮湿挡板之类的机械结构来完成，所述机械结构减少潮湿段空气流并且同时维持或理想地增加干燥空气流。

现在参考图9和图10，图中示出了本发明的替代性实施例，其中，示出的冷却塔具有潮湿段挡板门。应注意，将联系图9和图10中所示的实施例来详细的讨论该挡板，潮湿挡板可以根据需要或进行的应用而在图1-图8中的实施例中的每个中采用。如图1-图8所示，采用了限制潮湿段空气流的挡板门202。

现在参考图9，示出的冷却塔(通常用200标示)具有潮湿导管挡板门202，所述潮湿导管挡板门202对横穿潮湿导管22的空气流进行控制。除了潮湿导管挡板门202被部分地关闭之外，图9中示出的塔200与图2中所示的塔类似。

在正常运行期间，例如如图2中所示，潮湿导管挡板门202被操作成处于打开位置，使得并不显著限制空气流横穿潮湿导管22。在冷水温度存在下降到上述的设置点之下的风险的情况下，潮湿导管挡板门202可被部分地关闭，对潮湿空气路径添加阻力，并借此减少潮湿空气流。随着外界网络湿球温度(ambient web bulb temperature)的变冷，潮湿导管挡板门202可被逐渐地朝着关闭位置调节，借此进一步限制潮湿空气流并且维持冷水设置点温度。

正如图9中可见的，示出的潮湿导管挡板门202位于与干燥导管通气门相同的高度。尤其如果提供了沿着塔的侧部的维护走道的话，这是一种优选的布置。但是，可采用替代性的布置和定向，其中，潮湿导管挡板门202可被设置或安置在导管内的任何位置，或甚至在空气对空气热交换器(air-to-air heatexchanger)的潮湿路径排放(wet path discharge)的上方。同样地，潮湿导管挡板门202可被安置在潮湿导管22的下方。

现在参照图10，挡板门310被安置在空气对空气热交换器的顶部，它们可被用做流动方向导板(flow directional baffles)以有助于将潮湿空气流和干燥空气流混合。与图9中所示的实施例相似，潮湿导管挡板被部分地关闭，这一设想还被应用到图6和图8中所示的配置。通过部分地关闭潮湿挡板以对潮湿导管22中的气流进行阻碍，使得潮湿冷却被减少并且温度下降到最小冷水温度(设置点)之下的可能性被最小化。

在图10中，可使用与附图中的干燥空气导管挡板(被称为百叶窗式或叶片式挡板)相类似的挡板320。另一替代性实施例为：空气对空气热交换器的潮湿空气路径排出侧上的铰链门。

本发明的许多特征和优点通过详细的说明而变得更加清楚，并且因此，从属权利要求旨在覆盖落入本发明的实质精神和范围内的本发明的所有这种特征和优点。此外，因为本领域技术人员容易想到许多修改和变形，所以不希望将本发明限制在所示的和所述描述的精确构造和操作中，并且因此，所有适当的修改和等同形式都可被认为落入本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种具有竖直轴线的冷却塔，包括：

沿所述竖直轴线位于第一位置处的蒸发媒质；

液体分配系统，所述液体分配系统将热的液体分配到所述蒸发媒质之上；

第一热交换器模块，所述第一热交换器模块具有与第一流动导管流体连通的第一组通道和与第二流动导管流体连通的第二组通道；

第二热交换器模块，所述第二热交换器模块具有与第三流动导管流体连通的第三组通道和与第四流动导管流体连通的第四组通道；

提升装置，所述提升装置将所述第二热交换模块移动至第二位置和第三位置；以及

空气流发生器，所述空气流发生器引导空气通过所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道、所述第四通道以及旁路流动路径穿过所述冷却塔。

2.根据权利要求1所述的冷却塔，包括：第一旁路流动路径，所述第一旁路流动路径在所述第二热交换模块处于所述第二位置时于所述第一热交换器模块和所述第二热交换器模块之间延伸。

3.根据权利要求1所述的冷却塔，其中，所述第一旁路流动路径在所述第二热交换模块被平移至所述第三位置时被密封。

4.根据权利要求1所述的冷却塔，进一步包括布置在所述第二流动导管中的第一通气门，其中，所述第一门对所述第二空气流穿过所述第二流动导管的流动进行调节。

5.根据权利要求4所述的冷却塔，进一步包括布置在所述第三流动导管中的第二通气门，其中，所述第二门对所述第三空气流穿过所述第三流动导管的流动进行调节。

6.根据权利要求1所述的冷却塔，其中，所述第一热交换器模块具有菱形的几何形状，并且所述第二热交换器模块具有菱形的几何形状。

7.根据权利要求1所述的冷却塔，进一步包括位于所述第一流动导管上的第一挡板门。

8.根据权利要求7所述的冷却塔，进一步包括位于所述第四流动导管上的第二挡板门。

9.根据权利要求1所述的冷却塔，其中，所述空气流发生器引导所述第一空气流穿过所述第一组通道，并且其中，所述空气流发生器引导所述第二空气流穿过所述第二组通道。

10.根据权利要求1所述的冷却塔，其中，所述提升装置为线性提升装置。

11.根据权利要求1所述的冷却塔，其中，所述提升装置为液压缸。

12.根据权利要求1所述的冷却塔，其中，所述提升装置为驱动杆。

13.一种具有竖直轴线的冷却塔，包括：

沿所述竖直轴线位于第一位置处的蒸发媒质；

液体分配系统，所述液体分配系统将热的液体分配到所述蒸发媒质之上；

第一热交换器模块，所述第一热交换器模块具有与第一流动导管流体连通的第一组通道和与第二流动导管流体连通的第二组通道；

第二热交换器模块，所述第二热交换器模块具有与第三流动导管流体连通的第三组通道和与第四流动导管流体连通的第四组通道；

布置在所述第一流动导管中的潮湿路径挡板，所述潮湿路径挡板对穿过所述第一导管的流动进行调节；以及

空气流发生器，所述空气流发生器引导空气穿过所述流动导管和所述通道。

14.根据权利要求13所述的冷却塔，进一步包括：第一旁路流动路径，所述第一旁路流动路径在所述第一热交换器模块和所述第二热交换器模块之间延伸。

15.根据权利要求14所述的冷却塔，其中，所述第一热交换器模块具有菱形的几何形状，并且所述第二热交换器模块具有菱形的几何形状。

16.根据权利要求14所述的冷却塔，其中，所述第一热交换器模块沿所述竖直轴线位于第二位置处，并且其中，所述第二热交换器模块沿所述竖直轴线位于第三位置处，所述第三位置位于所述第二位置的上方。

17.根据权利要求16所述的冷却塔，其中，所述第二位置和所述第三位置沿所述竖直轴线竖直地位于的所述第一位置的上方。

18.根据权利要求14所述的冷却塔，进一步包括：

第二旁路流动路径，所述第二旁路流动路径在所述第二热交换器模块和所述冷却塔的壁之间延伸；以及

布置在所述第二旁路流动路径中的第二旁路门。

19.根据权利要求14所述的冷却塔，其中，所述蒸发媒质为逆流蒸发媒质。