[发明专利]冷却流体的蒸发冷却装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却流体的蒸发冷却装置及方法，尤其涉及一种无需现有的利用制冷剂的冷冻机而通过利用水的蒸发潜热来获得温度低于周围空气的湿球温度的水的冷却流体的蒸发冷却装置及方法。

背景技术

空调设备以及冷冻、冷藏装置等中，冷冻机或工业用热交换设备带来需要除去的废热，为了除去这种废热，需要利用制冷剂而将废热排放到大气中。作为用于供应这种制冷剂的装置，公知的有利用水的蒸发潜热而将水冷却的冷却塔。

冷却塔的冷却方式分为将温度低于被冷却流体的大气中的空气予以强行对流而进行显热冷却的气冷式冷却、以及利用冷却水与空气的接触带来的蒸发潜热来进行冷却的蒸发式冷却，而由于目前冷却塔比其他任何冷却装置都更为经济且冷却效果显著，因此被广泛使用。

普通的冷却塔可根据冷却水与空气的流动形态而分为对流型（counterflow type）冷却塔、正交流型（cross flow type）冷却塔、对流与正交流兼用型冷却塔。

图1为表示现有的冷却流体的蒸发冷却装置的一例的示意图，其表示韩国公开专利公报第2003-0032240号中公开的冷却塔1。

在冷却塔1中，主体2的上部设置有通风风扇5，中部设置有蒸发冷却部3，蒸发冷却部3的上侧设置有用于喷洒冷却流体的洒水器4。并且，主体2的下部设置有集水槽7，而集水槽7中设置有用于补充消耗的冷却流体的补水管8。

对于这样构成的冷却塔1，如果一边使外界空气经过蒸发冷却部3而一边用洒水器4喷洒冷却流体，则冷却流体将在通过蒸发冷却部3的过程中蒸发而冷却。通过上述过程蒸发冷却的冷却流体被输送到被冷却装置而将被冷却装置冷却之后重新循环，并重复执行以上过程。

然而由于所述冷却塔1被构成为通过使吸入的外界空气在经过蒸发冷却部3的过程中与洒水头4喷洒的冷却流体发生接触而引起冷却流体的蒸发来进行蒸发冷却，因此存在冷却流体的冷却效果必然受限于吸入空气的湿球温度（Twbi）的问题。

为了解决这种问题，在所述主体2的吸入孔6设置预冷器9而对吸入的外界空气进行一次冷却之后，使冷却的外界空气经过蒸发冷却部3，从而使冷却流体得到蒸发冷却。然而如果按照这种构成，则由于利用补充水来对吸入空气进行预冷，因此补充水的温度与冷却流体的温度之间没有差异，或者在蒸发量少于冷却流体全部循环量的情况下无法使冷却流体得到有效的冷却。

图2为表示现有的冷却流体的蒸发冷却装置的另一例的示意图，其表示韩国公开专利公报第2005-0120275号中公开的冷却塔1a。

在冷却塔1a的吸入口2a设置显热冷却部3a，并使冷却的水的一部分流经显热冷却部3a，从而对吸入的外界空气进行一次冷却，然后使其经过蒸发冷却部4a，从而利用冷却流体的蒸发潜热而将冷却流体的温度冷却到从外界吸入的空气的湿球温度以下。

然而如果按照如上所述的冷却塔1a的构成，则有可能出现即使流经显热冷却部3a的空气的绝对湿度恒定，空气的相对湿度反而会上升，从而发生蒸发冷却部4a中的蒸发不充分的情况。而且，经过蒸发冷却部4a之后的空气的湿度虽然饱和，然而由于任其处于低温状态，因此效率将会相应地降低，并可能造成能源的浪费。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决如上所述的现有技术中的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种如下的冷却流体的蒸发冷却装置及方法：在冷却塔之类的冷却流体冷却装置中通过适当组合显热热交换部和蒸发冷却部而降低流入蒸发冷却部的空气的湿球温度，从而降低冷却流体的冷却温度，同时只提高经过蒸发冷却部的低温饱和空气的温度，从而使相对湿度降低之后再对冷却流体进行蒸发冷却，通过重复执行以上方法能够实现冷却流体的冷却效率的最大化。

技术方案

为了实现如上所述的目的，本发明的一种冷却流体的蒸发冷却装置，其特征在于，包括：多个显热热交换部，用于实现冷却流体与空气之间的显热热交换；多个蒸发冷却部，利用所述冷却流体的蒸发潜热而降低所述冷却流体和流经空气的温度，其中，所述空气交替并依次地经过所述多个显热热交换部和所述多个蒸发冷却部，而所述冷却流体在以倒序经过所述空气流经的所述多个显热热交换部之后，以倒序经过所述空气流经的所述蒸发冷却部。