相變強化復合空冷系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種相變強化復合空冷系統，其包括置于介質管路上的空冷散熱器，向空冷散熱器引風的風機，以及向所述空冷散熱器送風的霧化腔，所述霧化腔設有進氣口和朝向所述空冷散熱器進口的出氣口，霧化腔內還設有與水管相連的霧化器，所述霧化器位于所述進氣口的后方。本發明利用蒸發冷卻和噴霧相變冷卻相結合的冷卻方式，降低空冷散熱器的進口空氣溫度，使空氣降至其濕球溫度附近，可以在夏季高溫時達到需求的降溫效果。
【專利說明】相變強化復合空冷系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種空冷系統，特別是涉及一種相變強化復合空冷系統。
【背景技術】
[0002]水是人類社會生存和發展不可替代的資源，是經濟社會可持續發展的基礎。當代人類生活水準同能量和淡水的消耗是息息相關的。全球人口的劇增使能源和淡水消耗量難以估算。我國將進入嚴重缺水期，水資源的嚴重短缺，將嚴重制約著經濟發展。為保證國民經濟的可持續發展，合理使用淡水資源和有效節約淡水、保護現存珍貴的淡水資源，就是保護我們人類生存的必要條件。
[0003]根據循環水與空氣的接觸方式，冷卻系統可以分為濕式冷卻系統和干式冷卻系統(簡稱空冷)。
[0004]源于水資源的緊迫性，缺水地區空冷技術已得到應用?？绽湟云滹@著的節水效果被人們所關注，空冷機組冷卻系統本身可節水97%以上，全廠性節水約65%。一般ImVs的水可建設100萬千瓦濕冷機組，而建設100萬千瓦空冷機組只需0.35m3/s的水。因此相同數量的水可建設的空冷機組規模比濕冷機組可建設的規模大三倍，這充分顯示了空冷技術節水的優越性。
[0005]但是在夏季高溫時，對于低溫工藝介質的冷卻，特別是要求工藝介質出口溫度冷卻到接近環境濕球溫度時，普通干空冷系統卻難以做到。
[0006]中國實用新型專利CN 202274764U，名稱為立式全蒸發空冷器，包括支架噴水管、介質管路、擋水板和風機，噴水管上設有噴水口，介質管路由介質入口、介質出口和翅片管管束組成。介質管路設于噴淋口的下方擋水板貼在介質管路的側面，風機固定在支架的上方，且風機的出風口對著介質管路的上方。其相對單純的空冷，可以提高冷卻速度，相對單純的濕冷，可以節水，同時對環境污染??；但是噴水直接噴在換熱器外表面上，在換熱器表面形成一層水膜，空氣勢必要穿越這層水膜，這極大地增加了風機的功耗；另一方面水霧直接噴在換熱器表面上，容易在換熱器表面附著水垢、水銹等，因此有時發生換熱器的熱交換效率降低或散熱片腐蝕等不利情況；另外勢必會有一定量的水分蒸發損失。
【發明內容】
[0007]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種相變強化復合空冷系統，用于解決現有技術中存在的問題。
[0008]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種相變強化復合空冷系統，其包括置于介質管路上的空冷散熱器，向空冷散熱器引風或送風的風機，以及向所述空冷散熱器送風的霧化腔，所述霧化腔設有進氣口和朝向所述空冷散熱器進口的出氣口，霧化腔內還設有與水管相連的霧化器，所述霧化器位于所述進氣口的后方。
[0009]優選的，還包括控制系統，所述控制系統包括控制器、置于所述介質管路且置于空冷散熱器后方的溫度傳感器，以及與所述水管相連的給水泵，設于水管上的調節閥，所述溫度傳感器、給水泵和調節閥均與所述控制器相連。
[0010]優選的，所述介質管路上設有兩個所述空冷散熱器，兩個空冷散熱器并聯設置，且每個空冷散熱器對應一個所述霧化腔，兩個空冷散熱器以及兩個霧化腔處于一個相同氣道內。
[0011]優選的，位于所述氣道進氣底部的霧化腔上設有集水箱。
[0012]優選的，所述霧化器設有多個噴頭，噴頭噴霧方向可調節。
[0013]優選的，所述霧化器的噴頭可為HJP型噴頭、旋流式噴頭、碰撞式噴頭或組合式噴頭。
[0014]優選的，所述霧化腔底部設有集水箱。
[0015]如上所述，本發明的相變強化復合空冷系統，具有以下有益效果:利用蒸發冷卻和噴霧相變冷卻相結合的冷卻方式，降低空冷散熱器的進口空氣溫度，使空氣降至其濕球溫度附近(相對濕度95% )，可以在夏季高溫時使介質降低到客戶所需的溫度，霧化器噴出的水霧(有一定比例的水蒸氣)在霧化腔內和空氣直接接觸，接觸面積大，無需填料，可以減小系統阻力，同時避免阻塞、老化、滋養細菌等缺陷；而且噴霧不直接噴在空冷散熱器的表面，防止空冷散熱器的表面結垢、腐蝕和由此引起的換熱效率低等問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1顯示為本發明的相變強化復合空冷系統的第一實施例示意圖。
[0017]圖2顯示為本發明相變強化復合空冷系統的第二實施例示意圖。
[0018]圖3顯示為本發明相變強化復合空冷系統的第三實施例示意圖。
[0019]元件標號說明
[0020]I 溫度傳感器
[0021]2 介質管路
[0022]3 霧化腔
[0023]31 進氣口
[0024]4 空冷散熱器
[0025]5 風機
[0026]6 霧化器
[0027]7 水管
[0028]8 給水泵
[0029]9 閥門
[0030]10 水箱
[0031]11 調節閥
[0032]12 控制器
【具體實施方式】
[0033]以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0034]請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。
[0035]如圖1所示，本發明提供一種相變強化復合空冷系統的第一實施例，其包括置于介質管路2上的空冷散熱器4，向空冷散熱器4引風的風機5，以及向空冷散熱器4送風的霧化腔3，霧化腔3設有進氣口 31和朝向空冷散熱器進口的出氣口，霧化腔3內還設有與水管7相連的霧化器6,霧化器6位于進氣口 31的后方。本發明米用蒸發冷卻和噴霧相變冷卻相結合的冷卻方式，降低空冷散熱器4的進口空氣溫度，使空氣降至其濕球溫度附近(相對濕度95% )，可以在夏季高溫時，使介質降低到客戶所需的溫度，霧化器6噴出的水霧(有一定比例的水蒸氣)在霧化腔3內和空氣直接接觸，接觸面積大，無需填料，可以減小系統阻力，同時避免阻塞、老化、滋養細菌等缺陷；而且噴霧不直接噴在空冷散熱器的表面，防止空冷散熱器表面結垢、腐蝕和由此引起的換熱效率低等問題。
[0036]為便于實施和控制，本發明還包括控制系統，控制系統包括控制器12、置于介質管路2且置于空冷散熱器4后方的溫度傳感器1，以及與水管7相連的給水泵8，設于水管7上的調節閥11，溫度傳感器1、給水泵8和調節閥11均與控制器12相連。
[0037]使用時，在控制系統中預先輸入介質管路2輸出的介質的用戶需求溫度Ttl,由溫度傳感器I實時監測介質管路出口處的實際溫度T，當T彡Ttl時，控制器12控制調節閥11 (該調節閥11可以為電磁閥)關閉，此時僅依靠外界環境空氣冷卻，空氣散熱器4處于純空冷運行模式。當T > Ttl時，控制器12控制調節閥11開啟，此時同時依靠風機5引風和水管7向霧化器6送水進而噴水冷卻，空氣散熱器4處于蒸發冷卻模式,冷卻水的流量由控制器12根據介質管路出口處的溫度和熱交換效率經計算決定，并由控制器12根據流量的計算值通過控制調節閥11的開啟角度而獲得，隨著環境空氣溫度的升高，控制噴水量，恰使空氣降至其濕球溫度附近(相對濕度95%)，(其中，濕球溫度是指同等焓值空氣狀態下，空氣中水蒸汽達到飽和時的空氣溫度，在空氣焓濕圖上是由空氣狀態點沿等焓線下降至100%相對濕度線上，對應點的干球溫度。)在正常情況下，噴淋而下的冷卻水和空氣熱交換后全部蒸發成水蒸氣，無余水排放。如果空氣溫度降至濕球溫度附近(相對濕度95% )后，介質管路出口處溫度還未達到用戶需求，此時繼續調大噴水量不再起作用，而需要通過控制器12調節給水泵8的電機頻率，通過調高噴霧壓力，使噴霧產生膨脹冷卻的效果，噴霧具有一定的汽化比，以進一步降低空氣溫度，本實施例處于蒸發冷卻和噴霧相變冷卻相結合的模式。
[0038]上述水管7通過閥門9與給水泵8相連，給水泵8與水箱10相連，水箱10中的水為自來水或地下水。霧化器6設有多個噴頭，噴頭噴霧方向可以自動調節，目的是增加噴出的水霧跟空氣的接觸時間和換熱系數。。霧化器6的噴頭可為HJP型噴頭、旋流式噴頭、碰撞式噴頭或組合式噴頭。，風機5選用引風式風機，設置在空冷散熱器4的上方，也可以根據需要選用送風機，安裝在空冷散熱器4的下方或霧化腔3內。
[0039]如圖2所示，為本發明相變強化復合空冷系統的第二實施例，與第一實施例不同之處在于:介質管路2上設有兩個空冷散熱器4，兩個空冷散熱器4并聯設置，且每個空冷散熱器4對應一個霧化腔3，兩個空冷散熱器4以及兩個霧化腔3處于一個相同氣道內。上述風機5設在位于上方的空冷散熱器4的上方，即位于氣道的頂部，低溫介質分成兩路分別經過兩個空冷散熱器4降溫后匯合流出。同理，風機也可以安裝在下方空冷散熱器4的下方或下方的霧化腔3內。
[0040]如圖3所示，為本發明的第三實施例，其與第二實施例不同之處在于，位于氣道進氣底部的霧化腔3上設有集水箱，用于回收掉落的水滴，集水箱上設有補水管和補水閥，該集水箱可以作為上述水箱10使用。同樣的，也可以在第一實施例的霧化腔底部設置集水箱。
[0041]第二實施例和第三實施例運行時，空氣從位于氣道底部的進氣口進入第一霧化腔，與霧化器6噴出的水霧進行充分的熱質交換，空氣溫度降至對應的濕球溫度Ts附近(相對濕度95% )，經過第一空冷散熱器加熱后，空氣溫度提高為Ts+ Δ T1,而含濕量不變，相對濕度降低(【背景技術】對比專利水霧直接噴在換熱器表面，出口空氣溫度為Ts+ Δ T2，相對濕度都接近飽和，溫度高，因此帶走的水分也多)，變為不飽和狀態，可以繼續吸收水分，因此可以繼續進入第二霧化腔吸濕降溫。
[0042]綜上所述，本發明的相變強化復合空冷系統，采用蒸發冷卻和噴霧相變冷卻相結合的冷卻方式，降低空冷散熱器4的進口空氣溫度，使空氣降至其濕球溫度附近(相對濕度95% )，可以使原本溫度不高的介質降低到客戶所需的溫度，霧化器6噴出的水霧(有一定比例的水蒸氣)在霧化腔3內和空氣直接接觸，接觸面積大，無需填料，可以減小系統阻力，同時避免阻塞、老化、滋養細菌等缺陷；而且噴霧不直接噴在空冷散熱器的表面，防止空冷散熱器表面結垢、腐蝕和由此引起的換熱效率低等問題。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0043]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種相變強化復合空冷系統，其特征在于，包括置于介質管路(2)上的空冷散熱器(4)，向空冷散熱器(4)引風或送風的風機(5)，以及向所述空冷散熱器(4)送風的霧化腔(3)，所述霧化腔(3)設有進氣口(31)和朝向所述空冷散熱器進口的出氣口，霧化腔(3)內還設有與水管(7)相連的霧化器￠)，所述霧化器(6)位于所述進氣口(31)的后方。
2.根據權利要求1所述的相變強化復合空冷系統，其特征在于:還包括控制系統，所述控制系統包括控制器(12)、置于所述介質管路(2)上且置于空冷散熱器(4)后方的溫度傳感器(I)，以及與所述水管(7)相連的給水泵(8)，設于水管(7)上的調節閥(11)，所述溫度傳感器(I)、給水泵(7)和調節閥(11)均與所述控制器(12)相連。
3.根據權利要求1所述的相變強化復合空冷系統，其特征在于:所述介質管路(2)上設有兩個所述空冷散熱器(4)，兩個空冷散熱器(4)并聯設置，且每個空冷散熱器(4)對應一個所述霧化腔(3)，兩個空冷散熱器(4)以及兩個霧化腔(3)處于一個相同氣道內。
4.根據權利要求3所述的相變強化復合空冷系統，其特征在于:位于所述氣道進氣底部的霧化腔(4)上設有集水箱。
5.根據權利要求1所述的相變強化復合空冷系統，其特征在于:所述霧化器(6)設有多個噴頭，噴頭噴霧方向可調節。
6.根據權利要求1所述的相變強化復合空冷系統，其特征在于:所述霧化器(6)的噴頭可為HJP型噴頭、旋流式噴頭、碰撞式噴頭或組合式噴頭。
7.根據權利要求1所述的相變強化復合空冷系統，其特征在于:所述霧化腔底部設有集水箱。
【文檔編號】F28F27/00GK104132559SQ201410362739
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】孫文哲, 劉茂玲 申請人:上海伏波環保設備有限公司