[发明专利]两级冷却器

说明书

一种两级蒸发冷却装置具有中心室，该中心室由分隔器分隔成上室和下室；包围中心室的一个或多个热交换单元；布置在上室上方的上风扇和布置在下室下方的下风扇；以及水回路；其中，每个热交换单元包括蒸发冷却元件和空气对水预冷却器，该预冷却器放置在冷却元件的下部之前，并且水回路布置成灌注冷却元件并在冷却元件下方收集灌注水，用于输送到预冷却器，由此预冷却的空气可被下风扇向内吸入通过预冷却器和冷却元件的下部，且环境空气可被上风扇向内吸入通过冷却元件的上部。

技术领域

本发明涉及一种蒸发冷却装置，更具体地说，涉及一种设置有预冷却的紧凑型直接蒸发冷却器。本发明还涉及这种装置用于提供冷却空气的供应。

背景技术

众所周知，蒸发冷却是一种提供冷却空气流的方法。对于高于其露点的空气，可以通过引入水分来降低空气的绝对温度。当这直接发生在空气流中时，空气的温度可以降低到湿球温度。这种直接蒸发冷却器(有时称为沼泽冷却器)在炎热干燥的气候中非常有效。它们也非常高效，因为它们比风扇运转所需的能量更少。

在空气的湿球温度高于可居住空间的期望温度的情况下，这种冷却器可能是不够的。在这种情况下，可能需要传统的空调装置或混合动力系统。与蒸发系统相比，空调装置需要大量能量来操作其压缩机。

已经尝试通过在蒸发冷却器的至少一部分的前面提供预冷却级来改善直接蒸发冷却器的性能。预冷却级可以使用来自空气-水冷却单元中的蒸发冷却级的冷却水。通过预冷却空气，可以实现较低的湿球温度。在这种情况下，仅使用离开蒸发冷却器的空气的最冷部分，其余部分排放到环境中。这降低了冷却的总效率，并且为了让足够的空气用于输送，需要蒸发冷却器的相当大的正面区域。扩大此类设备并不总是实用的。

发明内容

根据本发明，提供了一种蒸发冷却装置，包括：中心室，该中心室限定由分隔器隔开的上室和下室；包围中心室的一个或多个热交换单元；布置在上室上方的上风扇和布置在下室下方的下风扇；以及水回路；其中，每个热交换单元包括蒸发冷却元件和空气对水预冷却器，该预冷却器放置在冷却元件的下部之前，并且水回路布置成灌注冷却元件并在冷却元件下方收集灌注水，用于输送到预冷却器，由此预冷却的空气可被下风扇向内吸入通过预冷却器和冷却元件的下部，且环境空气可被上风扇向内吸入通过冷却元件的上部。通过用热交换单元包围中心室，可以实现紧凑的配置，其中下风扇向下输送最冷的空气例如用于可居住空间且上风扇向上输送加湿空气，在那里它可以排放到环境中。

在该上下文中，应注意，尽管优选的配置是采用由下风扇向下输送的空气供应，但是冷却装置可以以其他方式定向，例如它可以倒置并向上输送最冷的空气。此外，尽管空气通常会被输送到可居住的空间，但这也意味着包括外部公共区域，例如人们聚集在一起需要冷却的地方。

在一实施例中，水回路可以包括用于收集灌注水的贮槽，其中该贮槽包括包围下风扇的环形通道。这确保了可以从所有热交换单元收集水，并且单个泵可以将其供应到相应的预冷却器。在替代方案中，单独的贮槽可以设置在每个热交换单元下方，对于每个预冷却器设置有泵。

本发明的重要特征是一个或多个热交换单元包围中心室。这可以通过具有例如圆周或环形形状的单个单元来实现。在一优选的配置中，四个热交换单元可以围绕中心室布置成方形。这在生产方面具有相当大的优点，因为热交换器可以是标准化的并且所得到的装置是紧凑的。然而，应该理解的是，也可以采用其他形状，比如六边形、多边形、矩形、椭圆形等，并且热交换单元不需要以不间断的方式完全包围中心室，因为它们可以彼此间隔开，例如由框架构件间隔开。

另外，尽管蒸发冷却元件和预冷却器可以以相同的量布置在一起，但是不排除其他情况。四个蒸发冷却元件可以由单个预冷却器包围，或者单个蒸发冷却元件可以由多个单独的预冷却器包围。

蒸发冷却装置可以包括壳体，其限定来自下室的下出口和来自上室的上出口，并且具有设置有入口开口的外周边。上风扇和下风扇可以与相应的上出口和下出口接合。还可以提供位于入口开口上的可移除筛网，以便于接近和组装。