專利名稱：干濕式冷卻塔和冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用暖流體與周圍冷空氣的相互作用來冷卻暖流體的冷卻塔領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷卻塔廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。這些冷卻塔通常用于接收暖的或相對暖的流體，例如， 工業(yè)生產(chǎn)中的暖水。暖水經(jīng)過冷卻塔并通過與比暖水冷的周圍空氣的相互熱交換作用而被 冷卻，然后排出或返回到工業(yè)生產(chǎn)中。冷卻塔包括多種結(jié)構(gòu)，例如橫流冷卻塔，在橫流冷卻 塔中，空氣從塔的側(cè)面進入并橫向水平地穿過填充介質(zhì)，還包括逆流冷卻塔，在逆流冷卻塔 中，空氣從填充材料的下方進入，并被抽向上方穿過填充材料。至少有兩種通常類型的這樣的冷卻塔。第一類包括蒸發(fā)式系統(tǒng)，其中，水進入冷卻 塔的頂部，并在落經(jīng)冷卻塔時與攪棒和/或薄片填充包相互作用，也稱為濕介質(zhì)。水本身與 周圍空氣接觸，并通過與周圍空氣的接觸而被冷卻，然后收集到一較低的集水池中。蒸發(fā)冷 卻塔可以采用多種配置，通常使用風(fēng)機來使空氣流經(jīng)冷卻塔并經(jīng)過被冷卻的流體，沒有風(fēng) 機的自然通風(fēng)冷卻塔也是公知的。在蒸發(fā)冷卻塔中，根據(jù)運行條件和環(huán)境條件，有些水將趨向于蒸發(fā)并與現(xiàn)有的空 氣一起離開冷卻塔。在某些情況下，水蒸汽可能會以可見的水蒸汽形式或羽流形式離開冷 卻塔，根據(jù)位置和其他條件，這種狀況有時被認為是不良狀況。另一種一般類別的冷卻塔是閉合回路冷卻塔或干式冷卻塔。干式冷卻塔將要被冷 卻的流體容納在管道中，空氣與管道材料相互作用，從而將流體冷卻。這種干式冷卻具有以 下優(yōu)點，沒有水蒸汽進入冷空氣，因此也就沒有羽流。然而，根據(jù)運行和環(huán)境溫度，某些情況 下，在冷卻塔的能源消耗和/或建造費用方面，干式冷卻不如濕式冷卻效率高。此外，在某 些情況下干冷卻更多依賴于環(huán)境溫度，因而不太適合于天氣和環(huán)境溫度在一個較寬范圍內(nèi) 變化的氣候。干式冷卻塔也可以使用一個或多個風(fēng)機或者也可以采用自然通風(fēng)。還有一種公知的所謂的混合冷卻塔，該冷卻塔使流體經(jīng)過蒸發(fā)式和干式熱交換器 的組合件?，F(xiàn)有技術(shù)中，這些組合件或混合冷卻塔在單一模式下運行，水連續(xù)地通過一種類 型的熱交換器介質(zhì)(濕式或干式)，然后重新收集并通過第二種不同的熱交換器介質(zhì)(濕式 或干式)。水連續(xù)地流經(jīng)這兩種熱交換器。關(guān)于空氣流通，通過排列介質(zhì)使每個熱交換器與 自身的空氣通道相接觸已為公眾所知。也就是說，穿過兩種類型熱交換器的空氣通道在至 少某種程度上彼此獨立，因此，空氣本身以平行方式流經(jīng)一種或另一種介質(zhì)部分。在空氣流 通的平行方式中，一部分氣流流經(jīng)一種介質(zhì)，第二部分不同的氣流流經(jīng)另一種介質(zhì)。隨后混 合這兩部分氣流使之從冷卻塔中釋放出去也為公眾所知。運行和設(shè)計這種混合系統(tǒng)的潛在 困難是減少羽流的最佳配置依賴于運行和環(huán)境溫度，當(dāng)溫度變化時，例如由于季節(jié)性的變 化，這種可能會產(chǎn)生很多的羽流或欠佳的效率。因此，期望有一種既能提供預(yù)期效率同時又能減少羽流的冷卻塔。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例提供了一種既能獲得預(yù)期效率同時又能減少羽流物的 冷卻塔和冷卻方法。干濕式冷卻塔裝置包括具有進風(fēng)口和出風(fēng)口的殼體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在殼體中的第一蒸 發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，設(shè)置在殼體中的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)，設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)上方 的第一配水裝置，該配水裝置設(shè)置成將水分配到第一蒸發(fā)填充熱傳導(dǎo)填充介質(zhì)中，設(shè)置在 第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)下方的第一集水池，該集水池設(shè)置成收集流經(jīng)第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)的 水，第一控制閥，該控制閥通過控制水的流入量來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱 傳導(dǎo)介質(zhì)中兩者或兩者之一供水，其中，第一控制閥有一個位置，在該位置上全部水都供給 第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，和另一個位置，在該位置上，全部水都供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)， 其中閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)和第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)設(shè)置成橫向相鄰，第一空氣通道限定在 第一配水裝置和第一集水池之間，穿過第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)。另一個實施例包括具有殼體裝置的干濕式冷卻塔裝置 ，殼體裝置具有進風(fēng)口和出 風(fēng)口，設(shè)置在殼體中的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置，設(shè)置在殼體中的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置，設(shè)置 在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置上方的第一配水裝置，該配水裝置設(shè)置成將水分配到第一蒸發(fā)填充 熱傳導(dǎo)填充裝置中，設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置下方的第一集水裝置，該集水裝置設(shè)置成 收集流經(jīng)第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置的水，第一控制閥裝置，該控制閥裝置通過控制水的流入量 來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置兩者或兩者之一供水，其中，第一控制 閥裝置有一個位置，在該位置上全部水都供給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置，和另一個位置，在該位 置上，全部水都供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置，其中閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置和第一蒸發(fā)熱傳 導(dǎo)裝置設(shè)置成橫向相鄰，第一空氣通道限定在第一配水裝置和第一集水裝置之間，穿過第 一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置。設(shè)置有具有進風(fēng)口和出風(fēng)口的殼體結(jié)構(gòu)的冷卻塔的干濕式冷卻方法的另一個實 施例，包括利用設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)上方的第一配水裝置將水分配給設(shè)置在殼體中 的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，配水裝置設(shè)置成將水分配到第一蒸發(fā)填充熱傳導(dǎo)填充介質(zhì)上，將 水分配給設(shè)置在殼體中的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)，利用設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)下方的 第一集水池收集水，該集水池設(shè)置成收集流經(jīng)第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)的水，利用第一控制閥 控制水的流入量來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩者或兩者之一供水， 其中，第一控制閥有一個位置，在該位置上全部水都供給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，和另一個位 置，在該位置上，全部水都供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)，其中閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)和第一 蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)設(shè)置成橫向相鄰，第一空氣通道限定在第一配水裝置和第一集水池之間， 穿過第一蒸發(fā)熱交換介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)。這里非常寬泛地列出了本發(fā)明的一些具體實施例，目的是為了更好的理解其詳細 描述，更好的認識到本發(fā)明的技術(shù)貢獻。當(dāng)然，這里還有一些將在下文描述的本發(fā)明的附加 實施例，這些實施例將成為附加的權(quán)利要求的主題。在這方面，在詳細說明本發(fā)明的至少一個實施例之前，應(yīng)該明確，本發(fā)明并不限定 所申請的具體結(jié)構(gòu)以及說明書或附圖中所表述或圖示的構(gòu)件的布置。本發(fā)明可以有所述實 施例之外的其它實施例，并且可以通過多種方式進行實踐和實現(xiàn)。同樣，這里使用的措詞和 術(shù)語以及摘要僅是為了描述需要，不能看作是對發(fā)明的限定。
因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本公開基于的這個概念可以很容易地作為實現(xiàn) 本發(fā)明的多個目的的其它結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，應(yīng)該認為權(quán)利要求包括了所有不 脫離本發(fā)明的精神和范圍的等同物。


圖1是根據(jù)本 發(fā)明第一優(yōu)選實施例的冷卻塔的橫截面示意圖。圖2是相應(yīng)于圖1的視圖和實施例的圖解氣流圖。圖3是相應(yīng)于圖1的視圖和實施例的另一種圖解氣流圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的冷卻塔的橫截面示意圖。圖5是相應(yīng)于圖4的視圖和實施例的圖解氣流圖，示出了進一步的變化。圖6是相應(yīng)于圖4的視圖和實施例的圖解氣流圖，示出了進一步的變化。圖7是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的冷卻塔的橫截面示意圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一些實施例提供了一種即能獲得預(yù)期效率同時又能減少羽流的冷 卻塔和冷卻方法?，F(xiàn)在參照附圖來說明優(yōu)選實施例，其中相同的附圖標記始終表示相同的 部件。圖1是本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的示意圖。在此實施例中，提供了一種通常的、完 全對稱的結(jié)構(gòu)，如圖所示，空氣進入冷卻塔10的側(cè)部，穿過不同的介質(zhì)，并從冷卻塔10的 頂部排出。冷卻塔10包括風(fēng)機12，風(fēng)機12將空氣抽到出風(fēng)口結(jié)構(gòu)14外。冷卻塔10還具 有一內(nèi)部框架(未示出)，該框架支撐將要討論到的下述各種組件。冷卻塔10可以有形成冷 卻塔塔頂?shù)呐枭w16，或者只是一個開放式塔頂。關(guān)于水流，通過進水管道18將相對溫?zé)岬?水或其它要被冷卻的流體供給冷卻塔，如圖所示。冷卻塔10具有兩個基本呈鏡像設(shè)置的側(cè) 部。為方便起見，下面將討論其中一個側(cè)部，兩個側(cè)部都有附圖標記。供給進水管道18的水，在此稱為進水，在一些代表性的工業(yè)應(yīng)用中溫度范圍可能 是80° F至120° F。雖然下面的實施例描述的是水，但不同的實施例可以使用其它流體， 包括經(jīng)過處理的水或其它液體，它們中的任何一種或全部在這里都稱為水。進熱水傳遞到 三路換向閥，或控制閥20。下面將詳細討論該控制閥20的操作。一種配置，控制閥20通過 管道22導(dǎo)引全部或部分水進入上部的配水盆24。例如，上部的配水盆24可以采用具有噴 嘴穿過的托盤形式，以使水在配水盆24收集，并以分散形式從托盤的噴嘴落下。水下落時會接觸并通過上部的熱交換介質(zhì)26。本實施例的上部的熱交換介質(zhì)26 是蒸發(fā)填料，例如一系列的攪棒或薄片填充包。下落并穿過上部的熱交換介質(zhì)26后，水收集在中間的配水盤或重新配水盤28中。 重新配水盤28與上部的配水盤24的結(jié)構(gòu)相似。重新配水盤28中的水下落到下部熱傳導(dǎo) 介質(zhì)30上，本實施例中的下部熱傳導(dǎo)介質(zhì)30也是攪棒或薄片填充包。某些實施方式同時 具有上部和下部蒸發(fā)介質(zhì)。此外，在某些同時具有所述的上部和下部熱交換介質(zhì)的實施方 式中還優(yōu)選薄膜填充型介質(zhì)。然而，如圖5和6所示，描述了關(guān)于第二實施方式的例子，這 里會給出上部的熱交換介質(zhì)26和下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30可以是閉合干燥介質(zhì)的例子，例如 螺旋管型。上部的熱交換介質(zhì)26和下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30中的每一個都可以是復(fù)合介質(zhì)，其中要被冷卻的液體通過螺旋管，另一種液體噴灑在螺旋管上?；氐綀D1，下部的集水池31位于冷卻塔10的底部，以便將所收集的水從冷卻塔排 出。經(jīng)過冷卻后，水收集在下部的集水池31中。集水池31中的水可通過泵或重力流回到 處理位置或排放到外界?？刂崎y20也可以 將水導(dǎo)入管道34中，水從管道34進入閉路熱傳導(dǎo)螺旋管32。水 流經(jīng)螺旋管32，并被作為閉路熱交換器的螺旋管與周圍空氣的熱交換作用冷卻。水通過管 道35排出螺旋管32，并被重新配水盤28收集。在一個可選擇的實施例中，螺旋管32的排 水管道可以連接到第二控制閥36，第二控制閥可以轉(zhuǎn)移流出螺旋管32的水，從而導(dǎo)入一旁 路管道38，而不是進入重新配水盤28，所述旁路管道38將水導(dǎo)入下部集水池31，通過這種 方式，水繞開了中間集水池28。該特征與這里描述的許多其它特征一樣是可以選擇的，例如 下面進一步討論的純粹的封閉循環(huán)模式。繼續(xù)參考圖1，要認識到當(dāng)控制閥20是一個漸進轉(zhuǎn)向閥時，它可以逐步轉(zhuǎn)換冷卻 塔上部分結(jié)構(gòu)的操作，這樣水流可以在下述(1)和(2 )兩種狀況間轉(zhuǎn)換(1)完全蒸發(fā)條件 (全部水進入管道22、上部的配水盆24，并通過所述上部的熱交換介質(zhì)26然后收集到中間 重新配水盤28)和(2)當(dāng)控制閥在完全相反的方向運行時，冷卻塔的頂部結(jié)構(gòu)作為一個純 粹的閉路塔運行(全部水被導(dǎo)引穿過螺旋管32，排出螺旋管32，并位于螺旋管32的出口之上， 根據(jù)第二控制閥36的條件，水被導(dǎo)入中間配水盤，即重新配水盤28或送到下部集水池31)。冷卻塔10的頂部分也可以在進水供應(yīng)被控制閥20以很小百分比分離的條件下運 行，這樣一部分水通過上部的熱交換介質(zhì)26以蒸發(fā)條件運行，另一部分水通過螺旋管32以 封閉干燥形式運行。再次，水流過螺旋管32后，被送到下部介質(zhì)30或繞過下部介質(zhì)30直 接進入下部集水池31。螺旋管32位于上部的熱交換介質(zhì)26的外部，但如果需要，螺旋管 32可以位于上部的熱交換介質(zhì)26的內(nèi)部，這樣可以具有例如保護螺旋管32不被其它構(gòu)件 和/或外部碎片破壞等優(yōu)點。圖2和3進一步描述了通過圖1所示系統(tǒng)的氣流，也描述了一種裝置，其中冷卻塔 的底部進風(fēng)口包含可以開啟或關(guān)閉的風(fēng)門40。在圖2和3中，虛線表示沒有使用的熱交換 介質(zhì)，箭頭表示活動的氣流路徑。圖2示出了一種運行模式，其中，水噴在上部填料26的上 方，被重新收集并通過下部填料30。在圖3中，左側(cè)部示出了一種例如純粹的封閉干燥結(jié) 構(gòu)運行模式，其中，流體僅從螺旋管32中流過。這樣，風(fēng)門40可以封閉，空氣僅僅流過螺旋 管32。這種完全干燥的運行模式在非常冷的條件下是最理想的。在圖3的左部所示的模式 中，圖3結(jié)構(gòu)中的旁通閥，即第二控制閥36 (參見圖1)被激活用以使液體不落在下部的熱 傳導(dǎo)介質(zhì)30的上方，盡管在一些實施方式中，水會落在冷卻塔填料的上方。如圖3的右部 所示的結(jié)構(gòu)，風(fēng)門40是開啟的，空氣同時流過螺旋管32和下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30。這示出了 一種運行模式，在上部結(jié)構(gòu)中使用螺旋管32，而在下半部分使用填充介質(zhì)，即下部的熱傳導(dǎo) 介質(zhì)30。圖2和3示出了極端情形，其中，在冷卻塔的上部結(jié)構(gòu)中，全部水僅通過蒸發(fā)介質(zhì)， 即上部的熱交換介質(zhì)26 (圖2)或螺旋管32 (圖3)中的一個或另一個。然而，盡管沒有在 附圖中明確描述，也可以認識到，在某些實施例中，控制閥20是種連續(xù)調(diào)節(jié)閥，以便冷卻塔 上部結(jié)構(gòu)中任一部分水都可以通過兩個上部的熱交換介質(zhì)26和螺旋管32中的一個或另一 個。另外，旁通閥，即第二控制閥36可以是連續(xù)調(diào)節(jié)閥以便控制通常的水流通過下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30。圖4與圖1相似，但所示冷卻塔50基本上是一個側(cè)部。圖4所示的系統(tǒng)除了提供 固定端墻54以外與圖1的一個側(cè)部相似。圖4也示意性地描述了出口空氣混合擋板52。 在空氣從冷卻塔排出前，空氣混合擋板52用來加強上部氣流與下部氣流的混合。在某些情 形下，下部氣流相對于上部氣流趨向于有更多的水蒸氣懸浮于其中，如果這些路徑仍未混 合，將趨向于從較高的水蒸汽氣流中產(chǎn)生羽流。在某些情況下，混合氣流可以減少整體羽 流?？諝饣旌蠐醢?2只是進行了示意性地說明，已知的多種不同的空氣混合擋板中的任何 一種都可以使用。
圖5和6描述了相應(yīng)于圖4的變化的實施例。在圖5和6中，虛線表示沒有使用 的熱交換介質(zhì)，箭頭表示活動的氣流路徑。在該實施例中，下部填充介質(zhì)(圖4中的30)是 螺旋管道56，螺旋管道56可以納入蒸汽加強裝置58，如美國專利US6702004所披露的。在 該實施例中，具有最暖進入溫度的處理流體首先從冷卻塔的下部進入螺旋管道56，然后在 較冷的溫度下從螺旋管56中流出以便排放或返回到處理裝置。流體流經(jīng)螺旋管道56，并通 過下降的蒸汽熱交換水的第二次循環(huán)加強冷卻，下降的蒸汽熱交換水是用泵從下部集水池 抽到頂部配水系統(tǒng)，即上部的配水盆24的。這樣，本系統(tǒng)依靠副流體穿過冷卻塔的循環(huán)來 給主流體提供熱交換。副流體的流動與圖1-4所描述的內(nèi)容相似。圖5和6示意性地描述了圖4所示的實施例，但另外增加了下部螺旋管道56。當(dāng) 然，圖1所述的實施例也可以配置與圖5、6所述相似的下部螺旋管，并設(shè)置有圖1所示實施 例的下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30。按照這種方法，上述圖1-6包括四組實施例，圖1-3所示沒有附 加的下部螺旋管的實施例，圖4所示沒有附加的下部螺旋管的實施例，圖1所示具有附加的 下部螺旋管的實施例(未示出)，圖5-6所示具有附加的下部螺旋管的實施例。圖5示出了蒸發(fā)模式下的頂部結(jié)構(gòu)，附圖6示出了頂部結(jié)構(gòu)的閉路模式。在圖5 和6中，下部結(jié)構(gòu)都是活動地使水流經(jīng)螺旋管被冷卻。圖7與圖1相似，但示出了另一個可選擇的實施例。在該實施例中，每個側(cè)部都有 與下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30相對的下部閉合螺旋管60。在下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30是蒸發(fā)介質(zhì)的 情形下，可以認識到，本實施例中的整個下部冷卻部分的運行與上部冷卻部分的運行相似。 也就是說，本實施例中的控制閥36可以選擇性地導(dǎo)引流體進入中間集水盆，即重新配水盤 28以便(1)下落流過蒸發(fā)填充介質(zhì)30或(2)流入螺旋管60。通過這種方式，控制閥36在 功能上與控制閥20相似。控制閥36可以是連續(xù)閥，從而導(dǎo)引一部分流體流過一種介質(zhì)，剩 余部分流體流過另一種介質(zhì)。可以肯定，該實施例具有一種完全“干燥”冷卻塔的運行模式， 其中，控制閥20導(dǎo)引所有流體流過螺旋管32，第二控制閥36導(dǎo)引所有流體流過螺旋管60。 流體離開螺旋管60直接進入下部的集水池31。根據(jù)圖7的變化的實施例可以是具有兩個 側(cè)部或一個側(cè)部，可以使用薄片介質(zhì)或螺旋管介質(zhì)或下部介質(zhì)30?？梢钥隙ǎ鲜鰞?nèi)容參照附圖對系統(tǒng)的組成部件和運行進行了詳細地、充分地描 述。然而，下述討論則更進一步地描述系統(tǒng)的一些實施例的運行模式。以圖1所示的實施例作為例子，在接近設(shè)計熱負荷條件下，水經(jīng)由控制閥20流到 上部的配水盆24 (繞過干燥熱交換器32)。然后水通過頂部蒸發(fā)填料26并流入重新配水 噴霧系統(tǒng)，即重新配水盤28，最后流過底部蒸發(fā)熱交換器30。在本實施例中，在不超過設(shè)計熱負荷條件下，控制閥20打開保持預(yù)定的冷水設(shè)定值?？刂崎y20打開得越多，通過干燥熱交換器，即螺旋管32的水越多，水變得越暖，蒸發(fā)消 耗的水越少，產(chǎn)生的羽流也越少?？刂崎y20關(guān)閉得越多，通過蒸發(fā)熱交換器，即上部的熱交 換介質(zhì)26的水越多，水變得越冷，消耗的水越多，產(chǎn)生的羽流也越多。開動控制閥20的控 制系統(tǒng)可以用來保持在或接近最佳平衡條件，或者可以手工操作。上部結(jié)構(gòu)中的空氣連續(xù) 地通過蒸發(fā)和封閉熱交換器，但上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)因此呈平行路徑系統(tǒng)布置。在蒸發(fā)熱 交換和干燥熱交換之間轉(zhuǎn)換的能力和逐步地轉(zhuǎn)換給“平”季節(jié)中的運行帶來方便干燥螺旋管32中的水和上部蒸發(fā)熱交換器，即上部的熱交換介質(zhì)26中的水在通 過底部蒸發(fā)熱交換器，即下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30之前在重新配水盤28中結(jié)合。在遠小于設(shè)計熱負荷的條件下或在十分冷的條件下，上部蒸發(fā)熱交換器，即上部 的熱交換介質(zhì)26被完全繞過，因此沒有發(fā)生蒸發(fā)。在這個點上，上部結(jié)構(gòu)中的所有熱傳導(dǎo) 都是通過干燥熱交換器，即螺旋管32實現(xiàn)的。下部蒸發(fā)熱交換器，即下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30 可以繼續(xù)運行，使系統(tǒng)能夠作為干濕橫流冷卻塔的準確平行路徑運行，或者可以被繞過(有 或沒有附加的擋板)。如圖3所示，在極端冷的條件下或為了保存額外的水，進風(fēng)口風(fēng)門40可以設(shè)置在 下部熱交換器，即下部的熱傳導(dǎo)介質(zhì)30上。如果水完全繞過上部蒸發(fā)熱交換器，即上部的 熱交換介質(zhì)26，通過全部或部分地關(guān)閉下部熱交換器風(fēng)門40，水溫可以保持在風(fēng)機全速時 的溫度。這就減少了空氣流動，減少了熱傳導(dǎo)并節(jié)約了用水，同時減少了羽流，保持風(fēng)機全 速可以允許通過干燥熱交換器的最大熱傳導(dǎo)。一旦風(fēng)門40完全關(guān)閉，冷卻塔將在完全干燥 的模式下運行。在這一模式下，消耗非常少的水，并且沒有羽流發(fā)生?，F(xiàn)在討論一下可用于本發(fā)明任一實施例的另外一種變形，雖然本發(fā)明的附圖都沒 有明確描述，但本段將描述這一變形。每幅圖都描述了封閉螺旋管，例如，設(shè)置在蒸發(fā)薄膜 介質(zhì)，即上部的熱交換介質(zhì)26的外表面或外部的封閉螺旋管32。也就是，在附圖中的結(jié)構(gòu) 描述的實施例中，螺旋管接近進風(fēng)口，并接近冷卻塔的外側(cè)，蒸發(fā)薄膜介質(zhì)位于冷卻塔內(nèi)側(cè) 或接近冷卻塔中心位置。然而，這些部件的位置可以顛倒。也就是，螺旋管在蒸發(fā)薄膜介質(zhì) 內(nèi)部的實施例是可實現(xiàn)的。這有利于保護螺旋管不受環(huán)境影響，例如雪、冰、或風(fēng)驅(qū)動，或下 落的碎片例如樹枝或樹葉。在某些情況下，填料代替螺旋管的成本可能更小。進一步，如果 填料被碎片接觸，其效率受影響很小。然而，如果螺旋管被刺破，發(fā)生泄露是非常不期望的。 因此，如本段所述，將填料朝向外部設(shè)置在某些情況下可以提供一種能抵抗天氣和碎片的 結(jié)構(gòu)。如本段所述的將螺旋管設(shè)置在內(nèi)部和將填料設(shè)置在外部的期望也取決于外部天窗是 否設(shè)置在冷卻塔的外側(cè)。本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點在詳細說明中是顯然的，因此，利用附加的權(quán)利要求來 覆蓋本發(fā)明的所有特征和優(yōu)點都落入本發(fā)明的實質(zhì)精神和范圍內(nèi)。進一步，因為很容易在 技術(shù)上進行多種修改和變形，所以不期望將本發(fā)明限定為所述的具體結(jié)構(gòu)和運行方式，因 此，所有可以采取的修改和等同物都落入本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種干濕式冷卻塔，包括具有進風(fēng)口和出風(fēng)口的殼體結(jié)構(gòu)；設(shè)置在殼體內(nèi)的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)；設(shè)置在殼體內(nèi)的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)；設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)上方的第一配水裝置，該配水裝置設(shè)置成將水分配到第一蒸發(fā)填充熱傳導(dǎo)填充介質(zhì)中；設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)下方的第一集水池，該集水池設(shè)置成收集流經(jīng)第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)的水；第一控制閥，該控制閥通過控制水的流入量來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩者或兩者之一供水，其中，第一控制閥有一個位置，在該位置上第一小部分水供給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，和另一個位置，在該位置上，第二小部分水供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)；其中閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)和第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)設(shè)置成橫向相鄰，第一空氣通道限定在第一配水裝置和第一集水池之間，穿過第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一小部分是全部的水，所 述的第二小部分也是全部的水。
3.如權(quán)利要求1所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一控制閥在第一和第二 位置之間是連續(xù)變化的，并且還有一個中間位置范圍，在此范圍內(nèi)一部分水供給第一蒸發(fā) 熱傳導(dǎo)介質(zhì)，剩余部分的水供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括設(shè)置在第一集水池下 方的第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，和進一步包括第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)下方的第二集水池，其中第 二空氣通道限定在第一和第二集水池之間，位于第一空氣通道的下方，并穿過第二蒸發(fā)熱 傳導(dǎo)介質(zhì)，其中第一集水池可以設(shè)置成為第二配水裝置，用來給第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)分配 收集的水。
5.如權(quán)利要求1所述的干濕式冷卻塔，其特征在于水通過閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)以 后，引入第一集水池。
6.如權(quán)利要求1所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括第二控制閥，第二控制 閥將水從閉合螺旋管熱交換介質(zhì)中引出，并引入第一集水池或第二集水池。
7.如權(quán)利要求4所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括第二控制閥，第二控制 閥將水從閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)中引出，并引入第一集水池或第二集水池。
8.如權(quán)利要求4所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括風(fēng)門，風(fēng)門位于進風(fēng)口 部分上，靠近第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)是薄 片包型填料。
10.如權(quán)利要求4所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)是薄 片包型填料。
11.如權(quán)利要求4所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一和第二空氣通道都通 過出風(fēng)口離開冷卻塔，該干濕式冷卻塔進一步包括擋板和出風(fēng)口，擋板設(shè)置在第一和第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)之間。
12.—種干濕式冷卻塔，包括具有進風(fēng)口和出風(fēng)口的殼體裝置；設(shè)置在殼體內(nèi)的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置； 設(shè)置在殼體內(nèi)的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置；設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置上方的第一配水裝置，該配水裝置設(shè)置成將水分配到第一 蒸發(fā)填充熱傳導(dǎo)填充裝置中；設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置下方的第一集水裝置，該集水裝置設(shè)置成收集流經(jīng)第一蒸 發(fā)熱傳導(dǎo)裝置的水；第一控制閥裝置，該控制閥裝置通過控制水的流入量來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置和閉合 螺旋管熱傳導(dǎo)裝置兩者或兩者之一供水，其中，第一控制閥裝置有一個位置，在該位置上第 一小部分水供給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置，和另一個位置，在該位置上，第二小部分水供給閉合 螺旋管熱傳導(dǎo)裝置；其中閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置和第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置設(shè)置成橫向相鄰，第一空氣通道限 定在第一配水裝置和第一集水裝置之間，穿過第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介 質(zhì)。
13.如權(quán)利要求12所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一小部分是全部的水， 所述的第二小部分也是全部的水。
14.如權(quán)利要求12所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一控制閥裝置在第一 和第二位置之間是連續(xù)變化的，并且還有一個中間位置范圍，在此范圍內(nèi)一部分水供給第 一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置，剩余部分的水供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置。
15.如權(quán)利要求12所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括設(shè)置在第一集水裝 置下方的第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置，進一步包括第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置下方的第二集水裝置，其 中第二空氣通道限定在第一和第二集水裝置之間，位于第一空氣通道的下方，并穿過第二 蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置，其中第一集水裝置可以設(shè)置成為第二配水裝置，用來給第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo) 裝置分配收集的水。
16.如權(quán)利要求12所述的干濕式冷卻塔，其特征在于水通過閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置 以后，引入第一集水裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括第二控制閥，第二控 制閥將水從閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置中引出，并引入第一集水裝置或第二集水裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括第二控制閥，第二控 制閥將水從閉合螺旋管熱傳導(dǎo)裝置中引出，并引入第一集水裝置或第二集水裝置。
19.如權(quán)利要求15所述的干濕式冷卻塔，其特征在于進一步包括風(fēng)門，風(fēng)門位于進風(fēng) 口部分上，靠近第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置。
20.如權(quán)利要求12所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置是 薄片包型填充裝置。
21.如權(quán)利要求15所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置是 薄片包型填充裝置。
22.如權(quán)利要求15所述的干濕式冷卻塔，其特征在于所述的第一和第二空氣通道都通過出風(fēng)口離開冷卻塔，該干濕式冷卻塔進一步包括擋板和出風(fēng)口，擋板設(shè)置在第一和第 二蒸發(fā)熱傳導(dǎo)裝置之間。
23. 一種用于設(shè)置有具有進風(fēng)口和出風(fēng)口的殼體結(jié)構(gòu)的冷卻塔的干濕式冷卻方法，包括利用設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)上方的第一配水裝置將水分配給設(shè)置在殼體中的第 一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)，配水裝置設(shè)置成將水分配到第一蒸發(fā)填充熱傳導(dǎo)填充介質(zhì)上； 將水分配給設(shè)置在殼體中的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)；利用設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)下方的第一集水池收集水，該集水池設(shè)置成收集流經(jīng) 第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)的水；和利用第一控制閥控制水的流入量來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì) 中的一個或兩個供水，其中，第一控制閥有一個位置，在該位置上第一部分水供給第一蒸發(fā) 熱傳導(dǎo)介質(zhì)，和另一個位置，在該位置上，第二部分水供給閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)；其中閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)和第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)設(shè)置成橫向相鄰，第一空氣通道 限定在第一配水裝置和第一集水池之間，穿過第一蒸發(fā)熱交換介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介 質(zhì)。
全文摘要
干濕式冷卻塔包括具有進風(fēng)口和出風(fēng)口的殼體結(jié)構(gòu)、設(shè)置在殼體中的第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和設(shè)置在殼體中的閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)。配水裝置設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)上方，并設(shè)置成將水分配到第一蒸發(fā)填充熱傳導(dǎo)填充介質(zhì)上。第一集水池設(shè)置在第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)下方并設(shè)置成收集流經(jīng)蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)的水。第一控制閥通過控制水的流入量來給第一蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)和閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩者或兩者之一供水。閉合螺旋管熱傳導(dǎo)介質(zhì)和蒸發(fā)熱傳導(dǎo)介質(zhì)設(shè)置成橫向相鄰。
文檔編號F28C1/00GK101970966SQ200980117353
公開日2011年2月9日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者斯考特·T·瑪瑞爾, 格里高利·P·亨切爾 申請人:斯必克冷卻技術(shù)公司