[发明专利]间接蒸发换热器及其冷却塔

说明书

一种间接蒸发换热流程及其换热器和在冷却塔塔上的应用，该冷却塔包括：设置于顶部的排风机构以及由上而下依次设置于塔内的排风静压部分、蒸发喷淋部分、热交换部分以及水循环部分，其中：水循环部分与蒸发喷淋部分相连并提供喷淋用水，排风静压部分的输出端与排风机构相连，输入端与热交换部分相连，热交换部分的输入端接收新风；本发明的出水温度接近室外空气露点，且具有耗水量低、模块化设计的优点。可以以更低的水消耗量获取更低的出水温度。

技术领域

本发明涉及的是一种蒸发冷却领域的技术，具体是一种基于间接蒸发与直接蒸发降温原理的换热流程以及其在冷却塔上的运用方法。

背景技术

目前蒸发式冷却技术主要有两种模式，分别是直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。直接式蒸发冷却已经得到了广泛的应用，包括在新风机组、冷却塔和其他蒸发式冷却器上。从技术角度而言，直接蒸发冷却的极限出风/水温度是室外湿球温度。为了实现尽量高的湿球效率(出风/水温度接近湿球温度)，国内外科研院所对此进行了大量的研究，尤其是针对换热器热质交换的增强方面；间接蒸发制冷技术是近些年提出的一种新的蒸发冷却流程，其理论上的最低出水/风温度是室外露点温度。相比较直接蒸发冷却技术而言，由于其最低出风/水温度更低的优势，其应用前景十分广泛。影响其被广泛应用的主要原因是高效换热器设计困难、制造复杂，需要的技术水平及成本较高。

目前现有的冷却塔工作运行过程中，通常是由电机驱动风机吸入室外空气，室外空气流经多孔填料与淋水发生热质交换，使水温降低至合理范围内后，由循环水泵将冷却后的水输送至用户端。这种直接蒸发技术被广泛运用于冷却塔设计中。虽然大量的研究提出了不同的设计方法来改进设计，但是其理论的最低温度为湿球温度的极限却无法被突破。从能效的角度而言，如果能使出风/水温度接近室外露点温度，首先会提高被冷却设备的效率、其次低的出风/水温度会部分或全部取代制冷负荷，从而极大的降低设备的综合能耗。

然而，虽然目前被广泛应用的基于直接蒸发循环冷却塔能够满足基本工作需要，但由于能效偏低、耗水量大的固有缺陷，无法满足未来对冷却设备高能效的要求。

发明内容

本发明针对现有的采用直接蒸发冷却传统冷却塔，其极限的出水/风温度为室外湿球温度，且耗水量较大；而新型改进结构则采用至少两个换热器，虽然出水/风温度可以低于室外湿球温度，但是由于被冷却后的低温高湿空气被直接排出，会导致首先气流中的水珠无法被有效分离而被带走、而且具有双叉流换热器结构较为臃肿、同时能量转化率较低等缺陷。提出一种间接蒸发换热器及其冷却塔，其出水温度接近室外空气露点，且具有耗水量低、模块化设计的优点。可以以更低的水消耗量获取更低的出水温度。

本发明是基于以下热力学流程实现的：

本发明涉及一种换热器，由若干层换热单元叠加构成，每层换热单元为互为镜像设置的两个换热膜片，每个换热单元中的第一换热膜片和第二换热膜片的内侧沿进风方向依次包括：位于首端的排风通道、间接蒸发湿通道和位于末端的直接蒸发通道，相邻两个换热单元的第一换热膜片和第二换热膜片的外侧沿进风方向依次对应构成：新风通道、间接蒸发干通道以及直接蒸发通道，间接蒸发干通道和直接蒸发通道之间的换热膜片连接部分构成空气静压腔。