專利名稱：用于冷卻循環(huán)空氣的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過與絕熱冷卻的過程空氣進(jìn)行熱交換來冷卻循環(huán)空氣的方法和裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明屬于所謂的間接絕熱冷卻的領(lǐng)域，因為對于絕熱冷卻必需的水沒有被引入到循環(huán)空氣中，而是被引入到過程空氣(Prozessluft)中，該過程空氣優(yōu)選為大氣。所述絕熱冷卻的過程空氣作為焓降與循環(huán)空氣進(jìn)入熱交換并且使其溫度下降。
這種系統(tǒng)的冷卻能力取決于過程空氣的初始溫度和濕度。如果例如溫度相對高，冷卻能力對于有效地冷卻循環(huán)空氣是不夠的。因此迄今為止人們被迫使用附加的壓縮式或吸收式致冷裝置。
這種致冷裝置增加了設(shè)備的技術(shù)費用。它消耗了形式上為電流或礦物燃料的優(yōu)質(zhì)能源，此外還用對環(huán)境有害的冷卻劑工作。法律規(guī)定越來越多地要求調(diào)整優(yōu)質(zhì)能源的消耗和對環(huán)境有害的物質(zhì)的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，用簡單的措施提高間接的絕熱的循環(huán)空氣冷卻效率。
為了達(dá)到該目的，按本發(fā)明的開頭所述的方法的特征在于，冷卻的過程空氣在其與循環(huán)空氣熱交換之后從未冷卻的過程空氣中吸收熱量。
在其與循環(huán)空氣熱交換之后，冷卻的過程空氣具有一個低于未冷卻的過程空氣的溫度。因此它可以從未冷卻的過程空氣中吸收熱量，使得其溫度下降。因此絕熱的冷卻對于其溫度已經(jīng)下降的過程空氣有影響。這有益于循環(huán)空氣的冷卻，而且具有以下結(jié)果，即，在循環(huán)空氣可感覺的冷卻足夠的應(yīng)用中，可以省去附加的壓縮式或吸收式致冷裝置。為此所需的設(shè)備的技術(shù)費用是低的。除了投資成本也降低了運行成本，為此耗費更少的能源和更少的水。
此外要強(qiáng)調(diào)的是，對于冷卻設(shè)備的運行不需要許可程序。維護(hù)更加簡便，因為不必請教致冷專家。也消除了任何由于使用冷卻劑對環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)。
過程空氣的絕熱冷卻可以在過程空氣與循環(huán)空氣發(fā)生熱交換之前進(jìn)行。然后可以提到一種兩級的汽化(Verdunstung)。單級的汽化是有利的，其中過程空氣的絕熱冷卻在與循環(huán)空氣熱交換時實現(xiàn)。與兩級的汽化不同，在此用噴入的水潤濕熱交換表面。
根據(jù)運行狀態(tài)可以在單級絕熱的冷卻期間改變水的溫度。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，由此對于方法實施產(chǎn)生重要的影響。如果水的溫度降低，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換時以順流連接法導(dǎo)引是有利的。在其它情況下逆流連接法更加有利。因此在本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計中建議，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換時以順流、逆流或交叉流或者以交叉-順流或交叉-逆流導(dǎo)引。
冷卻能力優(yōu)選通過改變循環(huán)空氣/過程空氣的質(zhì)量流量比或通過改變引入到過程空氣中的水量進(jìn)行調(diào)整。
在冷卻的過程空氣從未冷卻的過程空氣中吸收熱量之后，優(yōu)選抽出所述冷卻的過程空氣。
用于達(dá)到所提出的目的的裝置具有一個第一熱交換裝置以及一個增濕裝置，可以向所述第一熱交換裝置供給循環(huán)空氣和過程空氣，所述增濕裝置用于將水引入到過程空氣中，并且按本發(fā)明其特征在于，有一個第二熱交換裝置，用于在其進(jìn)入第一熱交換裝置之前的未冷卻的過程空氣和在其從第一熱交換裝置出來之后的冷卻的過程空氣之間進(jìn)行熱交換。因此過程空氣首先流過第二熱交換裝置，然后流過第一熱交換裝置，隨后通過第二熱交換裝置排出。在第二熱交換裝置中，已冷卻的過程空氣從未冷卻的過程空氣中吸收熱量并且由此降低其溫度。
有利的是，至少在未冷卻的過程空氣的進(jìn)口側(cè)可以通過旁通管繞開第二熱交換裝置，而且對于這種情況，未冷卻的過程空氣的溫度使其在第二熱交換裝置中的預(yù)冷卻是多余的。在這個觀點下，增濕裝置優(yōu)選是可關(guān)斷的。最后一種優(yōu)選的可能性在于，以所謂的自由冷卻工作，其中大氣直接用于空間冷卻。
增濕裝置可以設(shè)計為洗滌器、接觸式加濕器、高壓加濕器或類似物。它可以位于第一和第二熱交換裝置之間。如已提到的，這種裝置的類型可以稱為二級汽化。單級的汽化可能更加有利，其中增濕裝置集成到第一熱交換裝置中。因此水直接地噴入第一熱交換裝置中并且潤濕其熱交換表面。
在此，第一熱交換裝置優(yōu)選能夠以逆流、順流或交叉流運行，這取決于水的溫度在絕熱的冷卻中是上升還是下降。
在本發(fā)明的重要的進(jìn)一步構(gòu)造中建議，第一熱交換裝置至少具有兩個叉流式熱交換器，其中它們優(yōu)選能夠以交叉逆流或交叉順流運行。
過程空氣由通風(fēng)機(jī)抽吸是有利的，該通風(fēng)機(jī)在冷卻的過程空氣的路徑中設(shè)置在第二熱交換裝置的下游。該通風(fēng)機(jī)抽吸過程空氣穿過本裝置。在此涉及這種布置，以使由通風(fēng)機(jī)強(qiáng)制產(chǎn)生的過程空氣熱量不損害冷卻能力。


以下借助于優(yōu)選的實施例參照附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。附圖中圖1 示出按本發(fā)明裝置的示意2 示出循環(huán)空氣和過程空氣的狀態(tài)變化的h、x曲線圖具體實施方式
按照圖1，設(shè)置一個包括兩個叉流式熱交換器2和3的第一熱交換裝置1。該第一熱交換裝置1用循環(huán)空氣4加載，而且它首先流過叉流式熱交換器2，并且然后流過叉流式熱交換器3。通風(fēng)機(jī)5負(fù)責(zé)循環(huán)空氣4的輸送。
此外，第一熱交換裝置1用過程空氣6加載，該過程空氣在當(dāng)前的情況下為大氣。過程空氣6也首先流過叉流式熱交換器2，并且然后流過叉流式熱交換器3。第一熱交換裝置1同樣以交叉-順流連接法工作，由此這是有利的，因為本裝置的運行狀態(tài)導(dǎo)致對噴入到第一熱交換器1中的水進(jìn)行冷卻。
為此，第一熱交換裝置1配設(shè)一個增濕裝置7，該增濕裝置將水噴到過程空氣6中，并且以這種方式使得其絕熱地冷卻。水匯集在水槽8中并且通過增濕裝置7的泵9輸送。所述水槽8設(shè)有一個進(jìn)水口10和一個出水口11。
在進(jìn)入第一熱交換裝置1之前和在從該第一熱交換器流出之后，過程空氣6流過一個第二熱交換器裝置12，并且在通風(fēng)機(jī)13的作用下，相對于冷卻的過程空氣，所述通風(fēng)機(jī)設(shè)置在第二熱交換器12的下游。由通風(fēng)機(jī)13產(chǎn)生的熱量不會損害冷卻能力。因為在從第一熱交換裝置1流出后的冷卻的過程空氣6的溫度低于在進(jìn)入第二熱交換裝置的12中的過程空氣6的溫度，在該第二熱交換裝置中，在兩個過程空氣6流之間可以實現(xiàn)熱交換，而且具有以下結(jié)果，即過程空氣6已經(jīng)通過降低的溫度遭受絕熱的冷卻。結(jié)果是相應(yīng)地提高冷卻能力。
圖2以h、x曲線圖示出一個單級絕熱冷卻的示例，如它可通過按圖1的裝置實現(xiàn)的那樣，其中線條a表示循環(huán)空氣4在第一熱交換裝置1中的溫度下降。線條b表示過程空氣6在第二熱交換器12中遭受的溫度下降。線條c表示通過在第一熱交換裝置1中的絕熱冷卻，過程空氣6的溫度下降，并且線條d表示過程空氣6在第二熱交換裝置12中的溫度上升。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)完全給出變型的可能性。因此通風(fēng)機(jī)5的輸送方向可以是相反的。所述第一熱交換裝置1然后以交叉-逆流模式工作。如果水溫在過程空氣的進(jìn)口和出口之間不下降的話，則選擇這種工作模式。此外存在這種可能性，即增濕裝置與第一熱交換裝置脫開并且使其在兩個熱交換器裝置之間工作。但增濕裝置在第一熱交換裝置中的集成是特別有利的。第一熱交換裝置可以設(shè)計為單級的，如同第二熱交換器裝置也可以具有多級的結(jié)構(gòu)。此外存在這種可能性，即通過旁通管繞開第二熱交換器裝置，由此在按圖2的曲線圖中線條b和d消失。此外同樣可能關(guān)斷增濕裝置7，這樣線條c也消失。然后冷卻效果僅由在循環(huán)空氣和過程空氣之間的溫差造成。最后還可以脫開第一熱交換裝置。然后過程空氣被直接地吹入待冷卻的空間中。
權(quán)利要求
1.一種用于通過與絕熱冷卻的過程空氣進(jìn)行熱交換來冷卻循環(huán)空氣的方法，其特征在于，冷卻的過程空氣在其與循環(huán)空氣熱交換之后從未冷卻的過程空氣中吸收熱量。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述過程空氣的絕熱冷卻在與循環(huán)空氣熱交換時單級地實現(xiàn)。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換中以順流導(dǎo)引。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換中以逆流導(dǎo)引。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換中以交叉流導(dǎo)引。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換中以交叉-順流導(dǎo)引通過兩個叉流式熱交換器(2，3)。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，循環(huán)空氣和過程空氣在其熱交換中以交叉-逆流導(dǎo)引通過兩個叉流式熱交換器(2，3)。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，冷卻能力通過改變循環(huán)空氣/過程空氣的質(zhì)量流量比進(jìn)行調(diào)整。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，冷卻能力通過改變引入到過程空氣中的水量進(jìn)行調(diào)整。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在冷卻的過程空氣從未冷卻的過程空氣中吸收熱量之后，抽出該冷卻的過程空氣。
11.一種用于冷卻循環(huán)空氣(4)的裝置，包括一第一熱交換裝置(1)，可向該第一熱交換裝置供給循環(huán)空氣(4)和過程空氣(6)，并且包括一用于將水引入到過程空氣(6)中的增濕裝置(7)，其特征在于，有一個第二熱交換裝置(12)，用于在其進(jìn)入第一熱交換裝置(1)之前的未冷卻的過程空氣(6)和在其從第一熱交換裝置(1)出來之后的冷卻的過程空氣(6)之間進(jìn)行熱交換。
12.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，至少在未冷卻的過程空氣(6)的進(jìn)口側(cè)可通過一旁通管繞開第二熱交換裝置(12)。
13.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，增濕裝置(7)是可關(guān)斷的。
14.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，增濕裝置(7)集成到第一熱交換裝置(1)中。
15.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，第一熱交換裝置(1)能夠以順流運行。
16.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，第一熱交換裝置(1)能夠以逆流運行。
17.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，第一熱交換裝置(1)能夠以交叉流運行。
18.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，第一熱交換裝置(1)具有至少兩個叉流式熱交換器(2，3)。
19.按照權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，第一熱交換裝置(1)能夠以交叉-順流運行。
20.按照權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，第一熱交換裝置(1)能夠以交叉-逆流運行。
21.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，在冷卻的過程空氣(6)的路徑中，在第二熱交換裝置(12)的下游設(shè)置一個通風(fēng)機(jī)(13)，用于抽吸過程空氣(6)。
全文摘要
循環(huán)空氣(4)的冷卻通過與絕熱冷卻的過程空氣的熱交換來實現(xiàn)。為此設(shè)置一個第一熱交換裝置(1)，可以向該第一熱交換裝置供給循環(huán)空氣(4)以及過程空氣(6)。它包括一個增濕裝置(7)，通過它將水噴入到過程空氣(6)中。由此導(dǎo)致過程空氣絕熱的冷卻并且通過通過與循環(huán)空氣(4)的熱交換實現(xiàn)其相應(yīng)的冷卻。過程空氣在進(jìn)入第一熱交換裝置(1)之前和從其出來之后被導(dǎo)引通過一第二熱交換裝置(12)，在該第二熱交換裝置中，冷卻的過程空氣首先從未冷卻的過程空氣中吸收熱量。這提高了裝置的冷卻能力。
文檔編號F24F1/00GK1717566SQ200380104455
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者E·貝克, C·施泰因霍伊斯勒 申請人:皓歐股份公司