專利名稱：一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用間接蒸發(fā)方式的流體冷卻/冷凝裝置，屬于制冷、空調(diào)與化工領(lǐng)域， 特別適用于蒸發(fā)式冷凝器和閉式冷卻塔。
背景技術(shù)：
冷卻塔是制冷、空調(diào)與化工領(lǐng)域的常用冷卻設(shè)備，可以將制冷機排出的高溫冷卻水冷卻， 制取略高于空氣濕球溫度的冷卻水，但是常規(guī)開式冷卻塔由于與外界直接接觸，在系統(tǒng)長期 運行時，容易出現(xiàn)水質(zhì)惡化、鹽分濃縮、飄水量大等問題，對制冷機組的壽命和效率都造成 一定程度的影響，同時在低溫季節(jié)難以實現(xiàn)提供零費用冷凍水(free cooling)的功能。
閉式冷卻塔的出現(xiàn)很好的解決了上述弊端，其采用間壁換熱器實現(xiàn)了蒸發(fā)冷卻介質(zhì)與制 冷系統(tǒng)被冷卻介質(zhì)的隔離，既保證了制冷系統(tǒng)被冷卻介質(zhì)的品質(zhì)，又避免了冷卻水等冷卻介 質(zhì)的飄出，同時還可以在外界低氣溫條件下，停止冷卻介質(zhì)的噴淋，僅開啟冷卻塔的風機， 即可轉(zhuǎn)化為風冷冷卻塔制取零費用冷凍水，使冬季需要供冷的空調(diào)系統(tǒng)不用開冷水機組就能 提供空調(diào)用冷凍水。但目前的閉式冷卻塔，釆用循環(huán)水噴淋，冷卻水等被冷卻介質(zhì)的溫度只 能降至外界氣溫濕球溫度以上，導(dǎo)致夏季運行的冷水機組等設(shè)備的效率降低。
為提供溫度更低的冷卻水，我國專利ZL02202739. 4公開了一種采用間接蒸發(fā)方式降低噴 淋水溫的技術(shù)方案，實現(xiàn)了低成本制取高溫冷水之目的，為干燥地區(qū)應(yīng)用溫濕度獨立控制空 調(diào)系統(tǒng)方式提供了廉價的冷源。但該技術(shù)方案中，空氣與被冷卻介質(zhì)水直接接觸，存在普通 開式冷卻塔的弊端，特別是在低氣溫條件下不能提供零費用冷凍水。
另一方面，蒸發(fā)式冷凝器在高溫制冷劑、化工流體的冷卻、冷凝過程中得到廣泛應(yīng)用。 蒸發(fā)式冷凝器雖然在低氣溫條件下，通過停止冷卻介質(zhì)水的噴淋，即可轉(zhuǎn)化為風冷式冷凝器， 但在夏季運行時，蒸發(fā)式冷凝器的冷卻/冷凝效率受環(huán)境空氣濕球溫度的制約，不能將被冷卻 介質(zhì)的溫度進一步降低。
鑒于上述原因，迫切需要提供一種在夏季比閉式冷卻塔和蒸發(fā)冷凝器的冷卻效果更好、 被冷卻介質(zhì)溫度更低、且冬季仍可實現(xiàn)被冷卻介質(zhì)降溫功能的水、制冷劑、化工流體等液相 流體的冷卻和/或氣相流體的冷凝裝置，彌補目前閉式冷卻塔和蒸發(fā)式冷凝器存在的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于目前閉式冷卻塔和蒸發(fā)式冷凝器存在的上述缺陷，本發(fā)明的發(fā)明目的就是要提供一 種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，在夏季使水等被冷卻單相流體的出液溫度進一步降低，延長零 費用冷凍水功能的使用時間，進一步降低制冷系統(tǒng)和化工流體系統(tǒng)的冷凝溫度，實現(xiàn)空調(diào)、 制冷和化工系統(tǒng)的節(jié)能運行。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，該裝置包括風機l、殼體2、噴淋器3、間壁式換熱器4、 水泵6和集水盤8;所述的風機設(shè)置在殼體的頂端，所述的噴淋器設(shè)置在殼體內(nèi)的上部，間
壁式換熱器設(shè)置在噴淋器3的下部，在間壁式換熱器下面的殼體壁面上設(shè)有進風口 10，所述 的集水盤設(shè)置在殼體的底部，集水盤8上設(shè)置有補水口 9，集水盤通過管道與集水盤下部的 水泵6入口連接，水泵6出口通過管路與噴淋器3連接，其特征在于在所述的進風口10處 設(shè)置空氣—水換熱器5，空氣一水換熱器水側(cè)接入水泵6與噴淋器3的管路中。 本發(fā)明中，所述的空氣一水換熱器宜采用對稱布置。
本發(fā)明所述間壁式換熱器采用由光管和/或翅片管構(gòu)成的盤管式換熱器。在所述間壁式換 熱器周圍空隙中設(shè)置填料7。該間壁式換熱器可采用水或溶液作為冷卻介質(zhì)；間壁式換熱器 內(nèi)的被冷卻/冷凝介質(zhì)可為液體、氣體或兩相流體。
本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，在夏季使水等被冷卻單相流體的出液溫度進一步降低， 延長零費用冷凍水功能的使用時間，進一步降低制冷系統(tǒng)和化工流體系統(tǒng)的冷凝溫度和制冷 劑、化工流體的出液溫度，實現(xiàn)空調(diào)、制冷和化工系統(tǒng)的節(jié)能運行。
具體表現(xiàn)在①相比于常規(guī)的閉式冷卻塔，本發(fā)明在略微增加成本的前提下，能夠在夏 季提高冷卻效率，使水等被冷卻單相流體的出液溫度降低；在低外溫環(huán)境下，停止水泵運轉(zhuǎn) 和噴淋器噴淋，只運行風機即可實現(xiàn)被冷卻單相流體的降溫目的。由此可知，在夏季通過間 接蒸發(fā)冷卻進一步降低被冷卻單相流體的出液溫度，在過渡季和冬季通過間接蒸發(fā)冷卻或風 冷方式提供低溫的單相流體，減少了制冷機的運行時間，對于空調(diào)、化工等系統(tǒng)的節(jié)能運行 具有實用價值；②相對于蒸發(fā)式冷凝器而言，釆用本發(fā)明的技術(shù)方案使高溫氣體或氣液兩相 流體冷凝時，在夏季可使制冷系統(tǒng)和化工冷卻系統(tǒng)的冷凝溫度進一步降低，以降低系統(tǒng)的能 源消耗；在低溫環(huán)境溫度下，停止水泵運轉(zhuǎn)和噴淋器噴淋，只運行風機即可實現(xiàn)高溫氣體或 氣液兩相流體的冷凝、過冷之目的。
本發(fā)明提出的間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置在夏季使用時的冷卻/冷凝效果與環(huán)境空氣的相 對濕度有關(guān)，濕度越低，冷卻效果越好，所以特別適合于相對干燥地區(qū)的單相或氣液兩相流 體的冷卻/冷凝之用。


圖1為本發(fā)明提供的間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。 圖1中各部件的名稱如下
1—風機；2 —殼體；3 —噴淋器；4—間壁式換熱器；5 —空氣一水換熱器；6 —水泵；7— 填料；8 —集水盤；9一補水口； IO —進風口； 11—排風；12 _被冷卻/冷凝流體入口 ； 13 —被 冷卻/冷凝流體出口。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置可作為閉式冷卻塔和蒸發(fā)式冷凝器使用。下面將 結(jié)合附圖1對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和工作過程作進一步的說明。 實施例1:
如圖1所示，本發(fā)明提供的一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，該裝置包括風機l、殼體2、 噴淋器3、間壁式換熱器4、水泵6和集水盤8;所述的風機設(shè)置在殼體的頂端，所述的噴淋 器設(shè)置在殼體內(nèi)的上部，間壁式換熱器設(shè)置在噴淋器3的下部，在間壁式換熱器下面的殼體 壁面上設(shè)有進風口 10，所述的集水盤設(shè)置在殼體的底部，集水盤8上設(shè)置有補水口 9，集水 盤通過管道與集水盤下部的水泵6入口連接，水泵6出口通過管路與噴淋器3連接；在所述 的進風口 10處設(shè)置空氣一水換熱器5，空氣一水換熱器水側(cè)接入水泵6與噴淋器3的管路中。 本發(fā)明中，空氣一水換熱器可采用兩個或多個，宜采用對稱布置。
本發(fā)明所述間壁式換熱器采用由光管和/或翅片管構(gòu)成的盤管式換熱器。在所述間壁式換 熱器周圍空隙中設(shè)置填料7。該間壁式換熱器可采用水或溶液作為冷卻介質(zhì)；間壁式換熱器
內(nèi)的被冷卻/冷凝介質(zhì)可為液體、氣體或兩相流體。
在上述間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置中，當進入間壁式換熱器4中的被冷卻介質(zhì)為水時，該 裝置即可作為空調(diào)系統(tǒng)冷水機組的間接蒸發(fā)閉式冷卻塔。根據(jù)室外氣溫和系統(tǒng)的實際需要有
以下三種運行模式
(1) 運行模式一夏季冷水機組制冷運行時，水泵6開啟，噴淋循環(huán)水，從冷水機組流 出的冷卻水經(jīng)被冷卻介質(zhì)入口 12進入間壁式換熱器4內(nèi)的水通道，將熱量散至噴淋水中達到
降溫效果，再經(jīng)被冷卻介質(zhì)出口 13返回冷水機組；環(huán)境空氣在風機l的驅(qū)動下先通過空氣一
水換熱器5預(yù)冷，隨后進入殼體2內(nèi)與吸收了熱量的噴淋水在間壁式換熱器4外部或/和填料 7內(nèi)直接進行熱濕交換，噴淋水被降溫，靠重力落入集水盤8內(nèi)循環(huán)利用，空氣以高溫高濕 的排風11狀態(tài)排出殼體2;集水盤8內(nèi)的水因部分蒸發(fā)逐漸減少，再由補水口9進行補水，
以保證集水盤8內(nèi)的水位恒定；
(2) 運行模式二在過渡季室外氣溫不高但空調(diào)系統(tǒng)仍需要供冷的工況下，將間壁式換
熱器4的水直接切換到空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水環(huán)路中，以夏季工況的模式運行閉式冷卻塔，從而
實現(xiàn)零費用冷卻供冷效果。
(3) 運行模式三當建筑在冬季仍需供冷時，如果室外氣溫足夠低，在上述運行模式二 基礎(chǔ)上，關(guān)閉水泵6，停止循環(huán)水噴淋，風機l仍然運行，此時閉式冷卻塔按照風冷換熱器 模式運行，壁式換熱器4內(nèi)的冷凍水與室外空氣換熱降溫，向空調(diào)系統(tǒng)提供冷水。這種風冷 方式避免了冬季空氣一水冷換熱外部的結(jié)冰現(xiàn)象，能保證安全穩(wěn)定的供冷效果。
當進入間壁式換熱器4中被冷卻介質(zhì)是水以外的其他液體時，該裝置仍為間接蒸發(fā)閉式 冷卻塔，可使被冷卻介質(zhì)得到有效地降溫，其運行模式與冷卻水的閉式冷卻塔完全相同。
由此可見，本發(fā)明技術(shù)方案應(yīng)用于閉式冷卻塔時，相比于常規(guī)閉式冷卻塔而言，在略微 增加成本的前提下，能夠在夏季提高閉式冷卻塔的冷卻效率，使水等被冷卻單相流體的出液
溫度降低；在低外溫環(huán)境下，停止水泵6運轉(zhuǎn)和噴淋器3噴淋，只運行風機l即可實現(xiàn)被冷 卻單相流體的降溫目的，減少了制冷機的運行時間，對于空調(diào)、化工等系統(tǒng)的節(jié)能運行具有 實用價值。 實施例2:
在本發(fā)明提供的上述間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置中，當間壁式換熱器4中的被冷凝介質(zhì)采 用制冷劑等高溫氣體或氣液兩相流體時，該裝置即可作為蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)或化工系統(tǒng)的 間接蒸發(fā)式冷凝器。由于制冷系統(tǒng)或化工冷卻系統(tǒng)一年四季都需要制冷，故一般有以下兩種
運行模式
(1) 運行模式一在夏季工況下，水泵6開啟，噴淋循環(huán)水，進入間壁式換熱器4內(nèi)的 制冷劑等高溫氣體或氣液兩相流體將熱量散至噴淋水中達到冷凝效果。室外空氣在風機l的
驅(qū)動下，先通過空氣一水換熱器5預(yù)冷，隨后進入殼體2內(nèi)與吸收了熱量的噴淋水在間壁式 換熱器4外部或/和填料7內(nèi)直接進行熱濕交換，噴淋水被降溫，靠重力落入集水盤8循環(huán)利 用，空氣以高溫高濕狀態(tài)的排風11排出殼體2。此過程裝置以蒸發(fā)式冷凝器狀態(tài)運行；
(2) 運行模式二在冬季如果到室外氣溫足夠低時，關(guān)閉水泵6，停止循環(huán)水噴淋，風
機1正常運行，通過風冷方式使間壁式換熱器4內(nèi)流動的制冷劑等高溫氣體或氣液兩相流體
冷凝成液體。此過程裝置以風冷式冷凝器狀態(tài)運行。 可見，本發(fā)明技術(shù)方案應(yīng)用于蒸發(fā)式冷凝器時，相對于現(xiàn)有蒸發(fā)式冷凝器而言，本發(fā)明
在夏季可使制冷系統(tǒng)和化工冷卻系統(tǒng)的冷凝溫度進一步降低；在低溫環(huán)境溫度下，停止水泵
6運轉(zhuǎn)和噴淋器3噴淋，只運行風機1即可將高溫氣體或氣液兩相流體冷凝成飽和或過冷液 體，可減少制冷系統(tǒng)和化工冷卻系統(tǒng)的能源消耗。
權(quán)利要求
1.一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，該裝置包括風機(1)、殼體(2)、噴淋器(3)、間壁式換熱器(4)、水泵(6)和集水盤(8)；所述的風機設(shè)置在殼體的頂端，所述的噴淋器設(shè)置在殼體內(nèi)的上部，間壁式換熱器設(shè)置在噴淋器(3)的下部，在間壁式換熱器下面的殼體壁面上設(shè)有進風口(10)，所述的集水盤設(shè)置在殼體的底部，集水盤(8)上設(shè)置有補水口(9)，集水盤通過管道與集水盤下部的水泵(6)入口連接，水泵(6)出口通過管路與噴淋器(3)連接，其特征在于在所述的進風口(10)處設(shè)置空氣-水換熱器(5)，空氣-水換熱器水側(cè)接入水泵(6)與噴淋器(3)的管路中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，其特征在于所述的空氣一水 換熱器對稱布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，其特征在于在所述間壁式換 熱器(4)的周圍空隙中設(shè)置填料(7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，其特征在于所述間壁式換熱器(4)采用由光管和/或翅片管構(gòu)成的盤管式換熱器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，其特征在于所述間壁式換熱 器(4)采用水或溶液作為冷卻介質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，其特征在于所述間壁式換熱 器(4)內(nèi)的被冷卻/冷凝介質(zhì)為液體、氣體或兩相流體。
全文摘要
一種間接蒸發(fā)式冷卻/冷凝裝置，包括風機、殼體、噴淋器、間壁式換熱器、進風口、水泵和集水盤，并在進風口處設(shè)有空氣-水換熱器；水泵從集水盤中抽水，送入空氣-水換熱器的水通道中，冷卻從進風口引入的環(huán)境空氣，再進入噴淋器中；水從噴淋器流出，噴灑在間壁式換熱器的外表面，水靠重力流回集水盤；被冷卻介質(zhì)從其進口進入間壁式換熱器內(nèi)部，被從噴淋器中噴灑出的水冷卻，再從被冷卻介質(zhì)出口流出。本發(fā)明既可作為閉式冷卻塔使用，又可用作蒸發(fā)式冷凝器使用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在夏季可使被冷卻單相流體的出液溫度更低，還可降低制冷和化工流體系統(tǒng)的冷凝溫度，在冬季以風冷方式運行，具有全年冷卻/冷凝功能，有利于空調(diào)、制冷和化工系統(tǒng)的節(jié)能運行。
文檔編號F25B39/04GK101169299SQ20071017848
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者李先庭, 嘉 王, 王寶龍, 石文星, 浩 蔡, 韓林俊 申請人:清華大學