一种蒸发冷却系统，包括：主冷却单元，其利用流动通过主换热介质的冷却流体来冷却流经主换热介质的供气；排出管线以及相对于供气的流动方向布置在主冷却单元上游的辅助冷却单元。主冷却单元包括：供应管线，其用于将冷却流体供应到主换热介质；容器，其用于收集被供应到主换热介质的冷却流体；和泵，其用于使被收集在容器中的冷却流体再循环返回到供应管线。排出管线从主冷却单元排出再循环冷却流体的一部分。辅助冷却单元包括辅助换热介质，所述辅助换热介质接收从主冷却单元通过排出管线排出的冷却流体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水量最小化方法以及与蒸发冷却装置一起使用的设备相关申请的交叉引用本申请要求在2014年9月10日提交的申请号为62/048,541的美国临时专利申请的权益。
本专利技术涉及利用热力学定律冷却流体的蒸发冷却系统、调节系统的改进。即，流体从液相改变为蒸汽相的变化能够因相位变化所涉及的蒸发热量而导致温度降低。
技术介绍
在典型的蒸发冷却器中，原水(rawwater)被供应到换热器或者再循环通过换热器并且通过从流过换热器的供气中提取热量而蒸发。最易获得的原水形式包括各种污染物，最常见的是溶解的盐和矿物质。在再循环蒸发冷却系统中，供应到换热器但是没有蒸发掉的过量水被收集在容器中，并且随后被泵送返回到换热器。随着水通过热交换而蒸发，溶解在原水中的矿物质和盐保留下来，从而随着水量的减少而积累浓度。将补给水供应到系统以补充已蒸发的水，但是盐和矿物质仍然保留，并且如果浓度过高，就有可能沉积在换热器上成为水垢。为了缓解水垢的高浓度，使用水的大部分蒸发冷却装置都装有通向排水沟的排水装置以控制容器中的盐和矿物质的含量。确定有效排出量的技术各种各样并且众所周知。通常，排出量取决于给水中的矿物质污染物水平和水的化学性质，但是这会在从低达约占给水的10％(针对非常干净的水的情况)到高达约占给水的50％以上(在矿物质含量较高的情况下)的范围内有所变化。即使在利用化学处理扩展矿物质的溶解度的情况下，也仍然需要进行排出以用干净的水置换矿物质饱和的水，从而防止在蒸发处理中结垢。图3给出了典型的直接蒸发式冷却器100的示意图。使用泵114使水或者另一种适当的冷却液体从容器110再循环通过供应管线112抵达分配器116。分配器116将供水均匀地分配到换热器例如蒸发垫118上。供气124通过蒸发垫，在此对供气进行冷却和加湿以作为冷却的空气126离开。从分配器116供给的水向下流动并且通过垫并且当其遇到温暖的供气124时蒸发。由阀120控制的排出流例如通过排出管线或者排水管线121从系统移除到排水沟122以控制水中的矿物质积聚。根据需要从水源128添加干净的补给水，以置换已蒸发和排出的水。补给水能够由设置在容器110中的浮阀或者其它的液位感测装置(未示出)进行控制。图4示出了典型的间接蒸发式冷却器，在此情况下为流体冷却器200。流体冷却器200包括壳体202，所述壳体202具有进气口204和出气口206。用作容器的集液池210布置在壳体202的底部。换热器218布置在集液池210上方，所述换热器218具有流体入口218-1和流体出口218-2。使用泵214从集液池210通过供应管线212抽取水或者另一种合适的冷却剂。泵送的水被供应到喷头216，所述喷头216将水喷洒到换热器218上，以便从换热器带走热量。喷洒的水被收集在集液池210中。就像在直接蒸发式冷却器中一样，为了控制冷却水中的盐和矿物质的浓度，排出阀220设置在供应管线212中，以便通过排出管线221将冷却水排放到排水沟222。使用由马达经由带(belt)驱动的风扇230通过进气口204抽取空气并且通过出气口206送出空气。将待冷却的流体通过入口218-1供应到换热器218并且通过出口218-2排出。在操作中，如图4所示，冷空气226首先经过换热器218的外表面，待冷却的热流体流动通过所述换热器218。待冷却的流体可以是诸如水这样的液体或者诸如空气这样的气体。使用供应管线212、泵214和喷头216而用循环水流喷洒换热器218并且同时生成气流在湿的换热器表面上流动，以便蒸发水并且对换热器内部的主流体进行冷却。就像在直接蒸发式系统中的情况一样，需要从再循环集液池进行排水或者送水以防止矿物质积聚。从水源228添加补给水以补充已蒸发和排出的水。在直接蒸发式和间接蒸发式冷却系统中，排出水都被引导至排水沟并且没有以其他的方式加以利用。这样可能会导致冷却水的大量浪费。这种浪费能够显著增加系统的操作成本，而且这会给供水方面带来显著负担，尤其是在缺乏淡水的地区。
技术实现思路
本专利技术能够通过在补充冷却处理中使用排出的冷却水来改进蒸发冷却系统的效率和有效性。本专利技术能够利用排出水来提供蒸发功的一部分并且减少排出到排水沟的水损失并且由此减少由蒸发冷却系统消耗的总水量。本专利技术能够提供水的预处理或者化学处理的替代方案以作为减小排出水要求并且由此减少总用水量的手段。本专利技术可以单独使用或者结合其它技术一起使用。在本专利技术的一方面，一种蒸发冷却系统，包括：主冷却单元，所述主冷却单元利用流动通过主换热介质的冷却流体来冷却流经主换热介质的供气；排出管线和辅助冷却单元，所述辅助冷却单元相对于供气的流动方向布置在主冷却单元的上游。主冷却单元包括：供应管线，其用于将冷却流体供应到主换热介质；返回容器，其用于收集被供应到主换热介质的冷却流体；和泵，其用于使被收集在容器中的冷却流体再循环返回到供应管线。排出管线构造成从主冷却单元排出再循环冷却流体的一部分。辅助冷却单元包括辅助换热介质，所述辅助换热介质构造成接收从主冷却单元通过排出管线排出的冷却流体。在本专利技术的另一方面，一种气体调节系统，包括：主调节单元、排出管线和辅助调节单元。主调节单元构造成调节流动通过其中的气体，并且利用调节流体来调节流动的气体。排出管线构造成从主调节单元排出所述调节流体的一部分。辅助调节单元相对于气体的流动方向布置在主调节单元的上游，并且利用从主调节单元通过排出管线排出的调节流体来预调节流动的气体。在本专利技术的又一方面，一种冷却蒸发冷却系统中的供气的方法，包括：将冷却流体供应到主换热介质；将供应到主换热介质的冷却流体的一部分排出；将排出的冷却流体供应到辅助换热介质；以及使供气流动通过主换热介质和辅助换热介质。当结合附图阅读以下的说明内容时，这些和其它的方面以及优点将变得显而易见。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的蒸发冷却系统的示意图。图2是在本专利技术中使用的经过修改的脱水介质的透视图。图3是典型的直接蒸发式冷却系统的示意图；图4是典型的间接蒸发式冷却系统的示意图。具体实施方式在本专利技术的系统中，从蒸发冷却器排出的水被用于冷却进入典型的蒸发冷却系统(例如参照图3和图4在上文描述的系统)的蒸发段中的空气。这通过使排出的水在脱水介质上经过完成，所述脱水介质自身就是直接蒸发式冷却段。在进入上述的主要蒸发冷却处理之前，脱水介质冷却并且加湿空气。在脱水介质之后的蒸发冷却装置能够是任何类型，包括：如上所述的直接蒸发型，其中将水蒸发为空气以作为冷却空气的手段；以及间接蒸发型，其中将水蒸发为气流以作为冷却包含在换热器中的第三流体(其在蒸发冷却区域中被加湿)的手段；甚至还包括冷却塔，其中将水蒸发为气流以作为冷却供水的手段。图1是本专利技术的第一实施例的蒸发冷却系统的示意图。蒸发冷却系统300利用参照图2和图3描述的典型的直接蒸发式或者间接蒸发式冷却器中的一种，其被用作主冷却设备。图1中的附图标记100、200示意性地示出了所选择的主冷却设备。就像在典型的蒸发冷却设备中一样，本专利技术的第一实施例的系统包括集液池或者容器310、供应管线312、泵314以及分配器或喷头342。这些部件用于将水或者另一种适当的冷却流体供应到设备的主蒸发器，即，蒸发垫118或者换热器218。为了降低冷却水中的矿物质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蒸发冷却系统，其包括：主冷却单元，所述主冷却单元利用流动通过主换热介质的冷却流体来冷却流经主换热介质的供气，所述主冷却单元包括：供应管线，所述供应管线用于将冷却流体供应到主换热介质；返回容器，所述返回容器用于收集被供应到主换热介质的冷却流体；和泵，所述泵用于使被收集在容器中的冷却流体再循环返回到所述供应管线；排出管线，所述排出管线构造成从所述主冷却单元排出再循环冷却流体的一部分；以及辅助冷却单元，所述辅助冷却单元相对于供气的流动方向布置在所述主冷却单元的上游，所述辅助冷却单元包括辅助换热介质，所述辅助换热介质构造成接收从所述主冷却单元通过所述排出管线排出的冷却流体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.10 US 62/048,541;2015.03.06 US 14/641,1061.一种蒸发冷却系统，其包括：主冷却单元，所述主冷却单元利用流动通过主换热介质的冷却流体来冷却流经主换热介质的供气，所述主冷却单元包括：供应管线，所述供应管线用于将冷却流体供应到主换热介质；返回容器，所述返回容器用于收集被供应到主换热介质的冷却流体；和泵，所述泵用于使被收集在容器中的冷却流体再循环返回到所述供应管线；排出管线，所述排出管线构造成从所述主冷却单元排出再循环冷却流体的一部分；以及辅助冷却单元，所述辅助冷却单元相对于供气的流动方向布置在所述主冷却单元的上游，所述辅助冷却单元包括辅助换热介质，所述辅助换热介质构造成接收从所述主冷却单元通过所述排出管线排出的冷却流体。2.根据权利要求1所述的蒸发冷却系统，其中，所述主冷却单元包括直接蒸发式冷却器。3.根据权利要求1所述的蒸发冷却系统，其中，所述主冷却单元包括间接蒸发式冷却器。4.根据权利要求1所述的蒸发冷却系统，其中，所述辅助换热介质包括蒸发冷却介质。5.根据权利要求1所述的蒸发冷却系统，其中，所述辅助换热介质为模块形式，并且能够单独地更换辅助换热介质的每一个模块。6.根据权利要求1所述的蒸发冷却系统，其还包括控制器，所述控制器用于控制从所述主冷却单元排出的所述再循环冷却流体的一部分的量。7.根据权利要求6所述的蒸发冷却系统，其中，所述控制器感测再循环水的状态并且由此控制从所述主冷却单元排出的所述再循环冷却流体的一部分的量。8.根据权利要求6所述的蒸发冷却系统，其还包括传感器，所述传感器用于通过感测从所述主冷却单元排出的冷却流体在所述辅助换热介质中达到的下限来控制从所述主冷却单元排出的流体的量，并且所述控制器控制水在辅助换热器上流动的流率，以使所述下限达到预定水平。9.根据权利要求1所述的蒸发冷却系统，其中，所述辅助换热介质被选择并且从所述主冷却单元排出的所述再循环冷却流体的一部分被控制成使得所述再循环冷却流体的整个排出部分都在所述辅助冷却单元中蒸发。10.一种气体调节系统，其包括：主调节单元，所述主调节单元构造成调节流动通过其中的气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·丁纳吉，
申请(专利权)人：蒙特斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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