[发明专利]一种间接蒸发流体冷却装置

说明书

本发明涉及一种间接蒸发流体冷却装置，包含外壳、入风口、出风口、风机、流体入口、收水模块、喷淋模块、蒸发冷却换热器、流体出口、湿膜、空气冷却表冷器、集水池、循环水泵、补水阀等。通过在湿膜之前增加空气冷却表冷器，降低了进入湿膜空气的湿球温度，使得进入蒸发冷却换热器的空气温度和出湿膜喷淋水的温度低于外部空气湿球温度；同时被空气冷却表冷器加热后的喷淋水均匀喷在蒸发冷却换热器的上表面，使得沿空气流动方向的喷淋水以温度递降方式呈梯度分布，蒸发冷却换热器整体层间热交换呈现逆流方式，下落的水还原成为低于外部空气湿球温度的冷水，使得蒸发冷却换热器的水蒸发量和整体蒸发冷却效率相比没有预冷的方案有较大的提升。

技术领域

本发明涉及中央空调系统所在的应用场合，尤其是空调节能和自然冷却领域，特别涉及一种利用间接蒸发的流体冷却装置。

背景技术

目前常规的冷却塔以开式塔为主，耗水量大，且出水温度相对外部空气湿球温度偏高，一般比湿球温度高2-5℃。常规闭式冷却塔具有清洁、省水、节能、可向末端直接供冷等诸多优点，但同时也有成本高、体积大、笨重等缺点。这些缺点是因为常规闭式冷却塔所用列管式换热器效率偏低，表面积不够大，水喷淋粗放不均匀，所用填料吸水性差，造成液膜在填料和换热器表面分布不均且表面积小，因而常规闭式冷却塔在填料和换热器表面的水蒸发效率不高。本发明采用翅片管换热器翅片表面积大，表面做亲水处理，采用高效蒸发湿膜代替常规填料，可根本性的解决这些问题。

发明内容

本发明通过用空气冷却表冷器对空气进行预冷，降温后的空气再通过湿膜高效蒸发制得低于外部空气湿球温度的冷空气和冷水，由此制得的冷水再循环对进入空气冷却表冷器对空气进行冷却；在此过程中制得的低于外部空气湿球温度的湿空气进入上部设置有水喷淋装置的蒸发冷却换热器，通过蒸发冷却过程中生成的冷水和冷空气对蒸发冷却换热器管内的被冷却流体进行冷却；被空气冷却表冷器加热的喷淋水通过蒸发冷却换热器流下时也逐步被冷却然后流入湿膜，制得低于外部空气湿球温度的冷水，该冷水进入集水池中再被输送到空气表冷器中，如此循环形成动态平衡；被空气冷却表冷器加热后的喷淋水，均匀喷在蒸发冷却换热器上表面，在蒸发冷却换热器内部沿空气流动方向上喷淋水温度形成梯度分布，被冷却流体和空气的热交换在蒸发冷却换热器整体层间呈现逆流方式，这样热交换充分进行后，从蒸发冷却换热器上落下的喷淋水又被还原成为低于外部空气湿球温度的冷水，然后流入湿膜再进入集水池。相比空气没有预冷或冷水直接喷淋在蒸发冷却换热器上的方式，本发明的蒸发冷却换热器的水蒸发量和整体蒸发冷却效率均有较大的提升。

本发明用到的蒸发冷却换热器和流体预冷表冷器都为翅片管换热器，该翅片管换热器的翅片均匀分布，呈方形，且均匀分割换热器的空气流通空间，从而使得流过换热器的气流均匀分布，且同时各翅片表面设置有亲水涂层，增大了液膜面积；喷淋模块的喷头均匀分布，且喷淋出的液珠粒径较小，从而提高了喷淋水流分布的均匀性；采用高效亲水性的湿膜，水在湿膜表面吸附力增大，增大液膜面积，提高蒸发效率；利用过滤后的系统温度最低的喷淋水对空气进行冷却，再均匀喷淋到蒸发冷却换热器上进行蒸发换热而后还原成为冷水，整个设计系统形成闭环，这是该设备效率远高于常规闭式冷却塔的根本原因。设备实际应用中显示了强大的冷却能力，在额定负荷下环境空气相对湿度不高于50%时，出水温度不高于外部空气湿球温度。

本发明的空气预冷表冷器、喷淋模块、蒸发冷却换热器、湿膜均呈倾斜放置，用来增加相应的迎风面积和换热面积。喷淋模块的喷头均匀排列并对准蒸发冷却换热器，喷出的水珠粒径较小，可大幅提高蒸发冷却效率；换热器翅片上涂有添加辐射散热材料的亲水涂层，用来强化换热的散热效果。本发明匹配水冷空调主机设备使用时，能够降低制冷系统冷凝压力，提高制冷系统能效；过渡季节还可对冷冻水进行预冷，或者直接向末端空调供冷水，可大幅提高自然冷源利用率。本发明具备闭式冷却塔节水的特点，可大幅降低水耗。

本发明实施案例的技术方案如下：

一种间接蒸发流体冷却装置，其特征在于：