CN105650924A

CN105650924A - 提供空气冷却的系统和方法,以及相关的功率生成系统

Info

Publication number: CN105650924A
Application number: CN201511035898.7A
Authority: CN
Inventors: 汤卿仁; A·P·夏皮罗
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2016-06-08
Also published as: JP2016104979A; EP3018433B1; KR102398797B1; JP6903397B2; US20160123229A1; BR102015027705A2; EP3018433A1; KR20160052413A

Abstract

本发明涉及用于提供空气冷却的系统和方法，以及相关的功率生成系统。具体而言，公开了一种用于提供冷冻空气的冷却系统，包括冷却盘管；蒸发器和吸收器，其包含在真空腔内；和干燥剂，其吸收来自冷却过程的水蒸汽。该系统还包括用于处理该干燥剂的外部热源；以及使该干燥剂能够再次使用的再生器。还包括至少一个热交换器，以及与冷却盘管连通的补给水源。还公开了相关工艺，以及包括该冷却系统或与该冷却系统相关地布置的燃气涡轮发动机。

Description

提供空气冷却的系统和方法,以及相关的功率生成系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月4日提交的美国临时申请号62/074877的优先权，且将其通过引用而整体并入本文中。

技术领域

本公开内容大体上涉及用于冷却空气的方法和系统。在一些具体实施例中，本公开涉及可用于并入功率生成系统中的空气冷却系统。

背景技术

大量的行业需要还是干燥的冷却空气。示例包括饮料生产商，诸如啤酒厂；以及食品包装和储存设施。而且，住宅、公寓大楼、市政大楼、以及在世界各地的无数的办公楼和室内娱乐设施需要空调系统，该空调系统可在空气温度和湿度方面提供高度受控的环境。

冷却空气的另一重要用途见于“空气呼吸”发动机(如燃气涡轮)的场合中。燃气涡轮发动机用在许多应用中，包括航空器、功率生成、和船舶系统。(当然，所期望的发动机的操作特性从应用到应用而变化)。当这些类型的发动机在周围温度与其他环境相比降低的环境中操作时，发动机通常能够在更高的轴马力(SHP)和增大的功率的情况下操作，而不使核心发动机温度增大到不可接受地高的水平。相反，当周围温度(空气入口温度)增大时，发动机的效率可显著地降低。例如，对于某些类型的燃气涡轮发动机，周围温度的50°F(10℃)的增大可导致超过功率的25％的损失。而且，温度增大可导致增大的燃料消耗，以及更高水平的NOx排放。

为了解决用于所有这些目的的冷的、干燥空气的需要，已开发了大量的系统和技术。这些技术中的许多依赖于蒸汽压缩系统，该蒸汽压缩系统利用制冷剂的膨胀和压缩来为周围空间提供冷却。另一类型的系统使用吸湿性材料，诸如干燥剂，以从空气细流移除水，从而冷却周围环境。还已开发了这些系统的各种组合。蒸发冷却技术在某些情况下是特别有吸引力的，因为在它们不依赖于能源密集的、机械性的压缩。

然而，挑战仍然存在于基于蒸发冷却技术系统-甚至最近已开发的更先进的系统的设计中。该系统通常是复杂的，依靠闭合回路设计，该闭合回路设计通常需要冷凝器作为系统内制冷单元的一部分。蒸发器设计还可包括一些复杂性，从而在该单元内需要至少一个内置冷却系统。此外，在现在正开发的更大的功率生成系统的场合下，未来将需要具有用于将冷却空气输送到发动机压缩机的更大能力的冷却系统。因此，改进的系统和工艺在本领域中将是受欢迎的。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种用于提供冷冻空气的冷却系统。该系统包括：

(a)冷却盘管，其构造成在较高温度下接受空气且通过使冷却剂水流在盘管内行进通过来在较低温度下释放空气，从而产生一定量的相对温的水；

(b)蒸发器，其包含在真空腔内，并与该冷却盘管连通；该蒸发器构造成允许该相对温的水行进通过其，并从温水吸收热量，从而降低水的温度，同时还形成一定量的水蒸汽；

(c)吸收器，其包含在该真空腔内，并构造成接受在该蒸发器中形成的水蒸汽；同时还构造成容纳能够吸收水蒸汽且从而结果被稀释和加热的浓缩干燥剂的流；

(d)外部热源，其与该干燥剂的至少一部分接触，以便进一步加热该干燥剂；

(e)再生器，其能够接收该被进一步加热的干燥剂的至少一部分，该再生器构造成将外部空气接受和引导至该干燥剂，从而导致该干燥剂中的水含量的至少一些释放到大气，以便使该干燥剂重新浓缩到选定浓度值；

(f)至少一个热交换器，其能够接受重新浓缩的干燥剂且使该干燥剂的温度降低到允许该干燥剂吸收在该蒸发器中形成的水蒸汽的温度，该热交换器与该吸收器连通，以允许较低温度的干燥剂返回该吸收器；和

(g)补给水源，其至少与该冷却盘管连通，构造成补充在该冷却系统的操作期间损失的水。

本发明的另一实施例涉及一种燃气涡轮发动机，例如如下燃气涡轮发动机，其包括压缩机；燃烧器、和与压缩机的入口区域流动连通地联接的涡轮。涡轮发动机包括冷却系统，该冷却系统能够对压缩机的入口区域提供冷却空气。该冷却系统将在以下公开内容中详细地描述。

本发明的另一实施例涉及一种如本文所述的用于对燃气涡轮发动机提供冷冻空气的方法，包括以下步骤：

(i)使相对温的空气流动通过冷却盘管中的冷却剂水，且然后进入该压缩机中的入口中，其中，该冷却盘管将该相对温的空气转变为冷冻空气；且其中，温空气与冷却剂水的相互作用将水转变为相对温的水；

(ii)将该相对温的水引导通过蒸发器，该蒸发器包含在真空腔内，并与该冷却盘管连通；其中，该蒸发器构造成允许相对温的水行进通过其，并从温水吸收热量，从而降低水的温度，以便它可被引导回到该冷却盘管；同时还形成一定量的水蒸汽；

(iii)将水蒸汽从该蒸发器引导至吸收器；同时还将浓缩的干燥剂引导至该吸收器，以便该干燥剂吸收水蒸汽且结果被用一定量的水稀释；

(iv)使该被加热和稀释的干燥剂与外部热源接触，以便进一步提高该干燥剂的温度；

(v)将该被进一步加热的干燥剂的至少一部分引导至再生器且使该干燥剂暴露于被引导到该再生器中的外部空气，以便导致该干燥剂中的水含量的至少一些释放，从而使该干燥剂重新浓缩到选定浓度值；和

(vi)将该重新浓缩的干燥剂引导至该吸收器。

技术方案1：一种用于提供冷冻空气的冷却系统，包括：

(b)蒸发器，其包含在真空腔内，并与所述冷却盘管连通；所述蒸发器构造成允许该相对温的水行进通过其，并从温水吸收热量，从而降低水的温度，同时还形成一定量的水蒸汽；

(c)吸收器，其包含在该真空腔内，并构造成接受在所述蒸发器中形成的水蒸汽；同时还构造成容纳能够吸收水蒸汽且从而结果被稀释和加热的浓缩干燥剂的流；

(e)再生器，其能够接收该被进一步加热的干燥剂的至少一部分，所述再生器构造成将外部空气接受和引导至该干燥剂，从而导致该干燥剂中的水含量的至少一些释放到大气，以便使该干燥剂重新浓缩到选定浓度值；

(f)至少一个热交换器，其能够接受重新浓缩的干燥剂且使该干燥剂的温度降低到允许该干燥剂吸收在所述蒸发器中形成的水蒸汽的温度，所述热交换器与所述吸收器连通，以允许较低温度的干燥剂返回所述吸收器；和

(g)补给水源，其与所述冷却盘管连通，构造成补充在所述冷却系统的操作期间损失的水。

技术方案2：根据技术方案1所述的冷却系统，还包括用于从所述真空腔移除不可溶解气体的泵送器件。

技术方案3：根据技术方案1所述的冷却系统，其中，所述蒸发器构造成从温水吸收足够的热量，以使水温降低至少大约2℃。

技术方案4：根据技术方案3所述的冷却系统，包括用于使较低温度的水返回所述冷却盘管的器件。

技术方案5：根据技术方案1所述的冷却系统，还包括功率生成装置，所述功率生成装置作为功率生成循环的一部分接收该冷冻空气。

技术方案6：根据技术方案5所述的冷却系统，其中，所述功率生成装置包括用于排出废热的热出口。

技术方案7：根据技术方案6所述的冷却系统，其中，所述热出口包括能够进一步加热该干燥剂的所述外部热源。

技术方案8：根据技术方案7所述的冷却系统，其中，所述热出口能够在大约400℃至大约550℃的范围中的温度下提供热量。

技术方案9：根据技术方案1所述的冷却系统，其中，该干燥剂包括从由以下构成的集合中选择的至少一种材料：氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、氯化钙(CaCl₂)、溴化锌、碱性硝酸盐、离子液体；活性碳、沸石、和硅胶。

技术方案10：根据技术方案1所述的冷却系统，没有用于冷凝水蒸汽的冷凝器。

技术方案11：根据技术方案1所述的冷却系统，其中，所述蒸发器(b)构造成在没有冷却盘管的情况下起作用。

技术方案12：根据技术方案1所述的冷却系统，其中，所述蒸发器(b)构造成包括至少一个平台，所述至少一个平台包含多孔介质，定位成容纳由从所述冷却盘管流动的温水形成的水滴的通道。

技术方案13：根据技术方案1所述的冷却系统，还包括在所述外部热源与所述再生器之间的导管，以便允许附加的热量使该干燥剂再生。

技术方案14：一种燃气涡轮发动机，包括

I)压缩机；

II)燃烧器；

III)涡轮，其与所述压缩机流动连通地联接；和

IV)冷却系统，其与所述压缩机的入口区域流动连通地联接；以便对所述入口区域提供冷却空气；其中，所述冷却系统包括：

(f)至少一个热交换器，其能够接受重新浓缩的干燥剂且使该干燥剂的温度降低到允许该干燥剂吸收在所述蒸发器中形成的水蒸汽的温度，所述热交换器与所述吸收器连通，以允许较低温度的干燥剂返回所述吸收器。

技术方案15：一种用于对燃气涡轮发动机提供冷冻空气的方法，所述燃气涡轮发动机包括压缩机；燃烧器；和与所述压缩机流动连通地联接的涡轮，包括以下步骤：

(i)使相对温的空气流动通过冷却盘管中的冷却剂水，且然后进入所述压缩机中的入口中，其中，所述冷却盘管将该相对温的空气转变为冷冻空气；且其中，温空气与冷却剂水的相互作用将水转变为相对温的水；

(ii)将该相对温的水引导通过蒸发器，所述蒸发器包含在真空腔内，并与所述冷却盘管连通；其中，所述蒸发器构造成允许相对温的水行进通过其，并从温水吸收热量，从而降低水的温度，以便它可被引导回到所述冷却盘管；同时还形成一定量的水蒸汽；

(iii)将水蒸汽从所述蒸发器引导至吸收器；同时还将浓缩的干燥剂引导至所述吸收器，以便该干燥剂吸收水蒸汽且结果被用一定量的水稀释；

(v)将该被进一步加热的干燥剂的至少一部分引导至再生器且使该干燥剂暴露于被引导到所述再生器中的外部空气，以便导致该干燥剂中的水含量的至少一些释放，从而使该干燥剂重新浓缩到选定浓度值；和

(vi)将该重新浓缩的干燥剂引导至所述吸收器。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的冷却系统的示意图。

图2是根据本发明一些实施例的用于冷却系统的蒸发器/吸收器单元的截面图。

图3是根据本发明另一个实施例的冷却系统的示意图。

具体实施方式

关于本公开，在本文中公开的任何范围是包含性的且可组合的(例如，“直到大约25重量％”，或更具体而言，“大约5重量％至大约20重量％”的组成范围包含范围的端点和所有中间值)。而且，用语“第一”，“第二”等在本文中不表示任何顺序、量、或重要性，而是用来将一个元件与另一元件区分。用语“一”和“一个”在本文中不表示量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。而且，贯穿说明书和权利要求书在本文中使用的近似语言可用于修饰任何数量表达，这些表达可以可容许地改变，而不导致与它有关的基本功能的变化。因此，由一个或多个用语(例如“大约”)修饰的值并不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。

图1是根据本发明一个实施例的冷却系统10的示意性截面图。该系统包括冷却盘管12，该冷却盘管12构造成接收处于较高温度的空气且然后排放处于较低温度的空气。较低温度的空气可用于各种用途，如前所述。非限制性示例包括空调系统，该空调系统用于各种固定位置；车辆；机器；和其他设备。在许多情况下，当然取决于最终用途应用，冷却系统可降低空气温度大约2℃至约35℃。

同样如上所述，冷却系统的一个重要用途是要求空气流入的功率生成装置，诸如图1中所示的燃气涡轮发动机14。引导到压缩机16中的入口空气的温度的降低可为发动机提供大得多的功率和效率。作为工业燃气涡轮的一个示例，如在本文中描述的冷却系统可将周围空气的温度(例如，大约40℃热的空气)降低至大约10-15℃的范围中的温度。对于许多应用，这将称为“冷冻”空气。

冷却剂盘管12通常包括冷水流动通过的一个或多个管或导管，从而与相对温的空气相互作用，且从而提供导致冷冻空气的冷却效果。该类型的冷却盘管在本领域中是已知的，且通常可认为是“空气-水热交换器”。相比于最初的冷水，热量从空气到水的传递导致一定量的相对温的水。

来自冷却盘管的相对温的水(与补给水一同，如下所述)被引导通过蒸发器18。蒸发器通常包含在常规类型的真空腔20中。(任何合适的导管/管道22可用于将水引导至蒸发器)。各种类型的蒸发器可用于本发明；且都执行将液态介质中的至少一部分转化成其气态形式(即通过从温水吸收热量)的一般功能。合适的蒸发器类型的非限制性示例包括降膜(fallingfilm)蒸发器(例如，降膜板式蒸发器)和多效蒸发器。在一些优选的实施例中，蒸发器构造成从温水吸收足够的热量，以降低水温至少大约2℃。而且，优选的实施例要求蒸发器本身构造成在没有冷却盘管的情况下起作用。在下面提供了与优选蒸发器系统有关的附加信息。例如，冷却的水然后可经由导管26被泵送回(例如，使用泵24)至冷却盘管12以用于重新利用。

在大多数实施例中，冷却系统10包括补给水28的外部源。补给水补充在系统操作中的任何循环期间损失的水，例如，在蒸发或吸收循环的操作期间；以及在水或蒸汽行进通过系统中的任何导管期间损失的水。它通常在周围温度下从任何合适的供应源引入。通常，补给水与经由导管22离开冷却盘管的温水结合，该结合的流进入蒸发器18。具有补给水的外部源的系统可认为是“开口回路系统”，其具有优于闭合回路系统的优势。例如，与可需要更多真空隔间的闭合回路系统相比，开口回路系统在设计上更简单。开口回路设计系统还允许在整个冷却系统中与其他构件更容易地集成，且在某些情况下操作起来更便宜。开口回路设计还可呈现出对各种环境条件和材料特性(诸如水温；空气温度；和水蒸汽含量)的变化的更快响应。

如上所述，温水行进通过蒸发器导致形成一定量的水蒸汽。在优选的实施例中，水蒸汽被引导至吸收器30。吸收器通常包含在与蒸发器相同的真空腔20中。在一些情况下，导管可用于将水蒸汽引导至吸收器。然而，这两个单元之间的小的压力差(即蒸发器中的较高压力、吸收器中的较低压力)通常足以将所有的水蒸汽引导至吸收器30。

除了接受水蒸汽，吸收器30还容纳浓缩干燥剂32的流。如下所述，干燥剂被从再生器直接地或间接地携带通过。干燥剂包括能够吸收水蒸汽的材料。水蒸汽的吸收通常导致干燥剂温度的提高，同时还稀释干燥剂(在液体干燥剂的情况下)。

可以采用多种干燥剂。非限制性示例包括氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、氯化钙(CaCl₂)、溴化锌；各种碱性硝酸盐和离子液体；以及活性碳、沸石、和硅胶。在许多实施例中，优选采用液体干燥剂，或可制备成液体的那些，例如，水溶液。具体的示例包括LiBr和LiCl。然而，可在某些情况下使用固体干燥剂，其中采取措施确保固体材料布置成用于与水蒸汽最大限度地接触。

如上文所提到的，当浓缩干燥剂32流动通过吸收器30时，干燥剂吸收来自蒸发器的水蒸汽，且被稀释。在一些实施例中，通过使用在此并入吸收器本身中的可选的热交换器机构34降低干燥剂的温度，来增强对干燥剂的蒸汽转移。可以使用许多类型的热交换器，且许多包括如图1所示的一系列热交换管道。如下所述，热交换器的存在可除去足够的热量，以至于干燥剂的温度升高不与没有集成热交换器的情况下的一样大。

已从水蒸汽吸收了绝大部分或全部水的稀释的干燥剂然后被通过任何合适的导管38送到再生器36。如前面所提到的，干燥剂在再生器中放出湿气，以便干燥剂可以在吸收器中再次使用。可使用许多不同类型的再生器。在一些实施例中，它们填充或部分地填充有各种类型的填料介质40(图1)，稀释的干燥剂在通过再生器的路径中行进通过填料介质40。

作为非限制性例示，合适的喷嘴(未示出)可以位于再生器的顶端44处或附近，干燥剂可流动通过其。喷嘴可以将干燥剂的液滴喷射到再生器腔中，以便其在向下路径中前进通过填料介质，从而在再生器底部46处或附近离开。通过暴露于外部空气42的源来增强干燥剂的运动，该外部空气42例如可由风扇48吹入再生器中。干燥剂通过填料的延长的停留时间确保水从干燥剂的最大限度的、期望的移除。以此方式，干燥剂被重新浓缩到期望的浓度值。

在一些实施例中，使从吸收器30运输的得到加热、稀释的干燥剂与至少一个外部热源接触。这将提高干燥剂的温度，从而减少在行进通过再生器期间移除水所需的能量的量。在一些特别优选的实施例中，外部热源是离开燃气涡轮发动机14的废气。如本领域技术人员理解的，具有大约40MW的典型输出额定值的工业燃气涡轮可在大约400℃-550℃的范围中的温度下从一个或多个适当的热出口排出/排放大量废气。高温废气(废热)的任何部分可沿通路50被引导至合适的热交换器52或其他类型的蓄热器装置，从而对干燥剂提供更多热量。(来自发电装置的排放物的其余部分54通常被释放到大气)。离开热交换器52的任何过量的湿气56也可释放到大气。废气的利用提供降低在再生阶段中回收干燥剂所需的能量的量的有效手段。在一些实施例中，直接导管可以从外部热源延伸到干燥剂，即，没有热交换器52。

重新浓缩的干燥剂然后可沿通路/导管58引导回到吸收器，其中至少一个泵60通常用于沿该通路移动干燥剂。然而，在许多实施例中，泵60可能不是必须的。这是由于再生器单元被维持在大气压力，而吸收器被维持在真空下。这种压力差通常独自足以使干燥剂溶液从再生器移动到吸收器。该阶段的干燥剂(正被送回吸收器)处于在足够低到允许它在吸收器内吸收额外的水蒸汽的温度，从而完成冷却系统内的循环。

图1的冷却系统中还可存在额外的特征。在一些实施例中，泵或压缩机62可用于泵送出可能干扰真空腔20内正在进行的操作的气体。例如，泵可用于持续地移除不可溶解的气体(即，除水蒸汽以外的气体)，诸如氮、氧和氢。

在其他实施例中，冷却塔64可并入冷却系统的吸收器区段中。可从供给水源66对该冷却塔进行供应，且该冷却塔可通过进入管线68和离开管线70连接到吸收器。以此方式，冷却塔循环作用为移除因吸收器中的水蒸汽吸收而导致的额外热量。(供给水源66也可从补给水源28通过未例示的适当导管供应)。

在一些实施例中，对于冷却系统10而言优选特定类型的蒸发器和吸收器。图2描述包含在合适的真空腔79内的组合蒸发器-吸收器单元。吸收器78包括一组热传递管81，热传递管81通常是同心，且围绕蒸发器80，蒸发器80包括中央区域85。吸收器内的管加速从蒸发器吸收水蒸汽。

蒸发器80包括至少一个平台或层，该平台或层为多孔材料，诸如纸、塑料、纤维素。在本示例性实施例(图2)中，作为例示描述三个多孔平台：上平台88、中平台90、和下平台(例如，在基部处)92。平台定位成容纳由从冷却盘管流动的温水形成的水滴的通道。各平台的形状、厚度、和位置将由各种因素决定。它们包括：进入蒸发器的温水的量；供应喷嘴(下面提到)的形状和开口尺寸；和增强水蒸发和温度降低所需的混合程度。

如图2所示，来自冷却盘管(未示出)的温水以之前说明的方式经由导管82被引导至蒸发器/吸收器中。补给水83的供应也借助于与温水相同的导管，或者借助于分开的导管而被引导至蒸发器/吸收器。水优选通过喷嘴84引入。

在水离开喷嘴时，由于压力的突然下降，它通常变为过热的。过热的水分散成液滴86，且由于剧烈的沸腾，水中的一部分被转换成蒸汽。如在上面关于例示的实施例所提到的，水滴首先接触上平台88，且该初始冲击可增强蒸发，例如，通过减少可能存在于各水滴的中央“核心”与其外表面之间的温度差。

在图2的例示实施例中，水滴行进穿过一连串的多孔平台88、90、和92。以此方式，从温水释放大量的热，并且水的温度变得足够冷到经由导管94再循环回到冷却盘管。平台还有利地使否则可能溅入吸收器78中的水的量最小化。在该实施例中，来自再生器(未示出)的浓缩干燥剂溶液通常通过导管96而被引导至吸收器78。在真空腔79内，干燥剂与来自蒸发器80的水蒸汽接触。以上述方式，干燥剂吸收水蒸汽且被稀释，且然后可通过以简单的形式绘出的导管/通路98而被引导回到再生器。如前所述，来自吸收的热量可被释放到来自冷却塔(该图中未示出)的冷却水。通路箭头99和101分别提供进入和离开吸收器/蒸发器系统的水通路的简单描绘。

关于图2描绘的蒸发器的一个关键优点是蒸发器80的中央区域85没有热交换管，且改为基于移动通过多孔结构类型的水滴细流。相反，常规的蒸发器系统在蒸发器中央区域中需要热交换管。“无管”蒸发器呈现比常规蒸发器小的热阻，因为管束可能是相当大的热阻的来源。管的消除还可减少蒸发器的成本。

本发明的整体冷却器系统设计的另一优点是，如前所述，没有用于冷凝被引导通过蒸发器的水的冷凝器。在这方面，冷却系统与始终需要冷凝器装置的现有技术系统中的一些相比是简化的。该类型的冷凝器装置的消除还可降低系统和工艺的总体成本。

该冷却系统设计的又一优点在于，在被处理的空气与制冷剂(水)之间的热阻比常规的吸收式冷冻机呈现的小。这在某种程度上是因为，制冷剂直接接触冷却剂，而没有任何居间的金属壁。当空气进入必须处于非常低的温度的功率生成装置时，该低阻设计是特别有用的。

图3是根据本发明另一实施例的整体冷却系统的示意图。在该实施例中，多个热交换器沿系统中的各种通路设置。(在该图中，与图1中的那些类似的特性和单元未标注)。该冷却系统110包括冷却盘管112，从而执行先前所描述的功能，例如，对燃气涡轮发动机114，或需要此种空气的另一类型的发动机或装置供应冷空气。温的空气和补给水被引导通过蒸发器118，该蒸发器118与吸收器130一起包含在真空腔内。吸收器还容纳能够吸收水湿气的干燥剂132的流。如之前所提及的，干燥剂(通常是液体)被稀释，并通常温度上升。

在图3的实施例中，相对温的，稀释的干燥剂被分成两个细流133和135(出于简化目的，在该图的两个位置处以删简形式示出)。第一细流133(“A”细流)进入第一热交换器137，在此干燥剂从另一干燥剂细流151吸收额外的热量，如下所述，该另一干燥剂细流151是来自再生器的返回细流的一部分。(以基本上平衡进入和离开吸收器和蒸发器单元的水流和干燥剂流的方式控制通过冷却系统中的各种细流的流的内容和量)。

离开热交换器137之后当前处于更高温度的干燥剂细流沿通路139被引导至第二热交换器141。该第二热交换器还接收来自外部源143，例如图1所示的燃气涡轮废气的热量，从而“提升”干燥剂的温度，这可为有利的。在一些实施例中，如图3所示，热交换器141和外部热源143可在泵147的辅助下构成中间冷却回路145。

在离开热交换器141之后，稀释的干燥剂然后被送到再生器136。如以上关于其他实施例所描述的，干燥剂与再生器中的外部空气接触，并释放出湿气，以便其可重新用于其主要功能中。在离开再生器136之后，浓缩的干燥剂被分成两个细流149和151。

第一返回细流149被引导至通路139，以在其进入热交换器141中之前与稀释的再生器材料混合。第二返回细流151被引导回到热交换器137，以放出其热含量的至少一部分。来自热交换器137的所得的细流然后与进入的第二细流135(上面提到的“B”细流)结合，并被引导至第三热交换器153。在干燥剂行进通过该热交换器时，它将额外的热量放出到热交换器相反侧(“冷侧”)上的流体。相对冷的干燥剂然后通过通路132被引导至吸收器，以使其吸收水湿气的功能复原。从热交换器153释放的热量可被引导至冷却塔164，冷却塔164也可与该热交换器形成冷却回路155。

图3的实施例同样也可包括其他特征，其中的大部分之前已论述。例如，泵可用于从真空腔移除不可溶解的气体。同样，如参照图2说明的，吸收器和蒸发器在一些设计中可有效地组合。而且，在一些情况下，冷却盘管(在该实施例或图1的实施例中)可用直接接触式热交换器替换，从而允许空气直接接触冷却水。图3的实施例在某些情况下是有利的，因为多个热交换单元可更有效地利用遍及冷却系统生成的过量热量。

本发明的另一实施例涉及燃气涡轮发动机。如本领域的技术人员所理解的，且根据图1，该类型的发动机通常包括与燃烧器19连通的压缩机16，和功率传输装置21，诸如与压缩机流动地连通的涡轮。该燃气涡轮还包括与以上论述的类似的冷却系统，其与压缩机16的入口区域流动连通地联接。冷却盘管对压缩机有效地提供冷冻空气，从而导致更大的发动机效率。此外，在一些实施例中，由燃气涡轮发动机生成的过量的废气可用于(例如，通过热交换器52)加热正被再生以用于冷却系统的吸收器30中的干燥剂材料。出于该目的使用来自涡轮发动机的多余热量还可提高冷却系统的效率。如前所述，用于使用本文中描述的冷却系统对燃气涡轮发动机提供相对冷的空气或冷冻空气的方法构成本发明的另一实施例。

对本技术领域技术人员而言将是显而易见的是，可作出本发明的其他修改(超出在本文中具体描述的那些)，而不偏离本发明的精神。因此，本领域技术人员构想的改进应该认为在本发明的范围内。而且，上面提到的所有专利、专利文章和其他参考文献通过引用而并入本文中。

Claims

1.一种用于提供冷冻空气的冷却系统，包括：

2.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括用于从所述真空腔移除不可溶解气体的泵送器件。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述蒸发器构造成从温水吸收足够的热量，以使水温降低至少大约2℃。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，包括用于使较低温度的水返回所述冷却盘管的器件。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括功率生成装置，所述功率生成装置作为功率生成循环的一部分接收该冷冻空气。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述功率生成装置包括用于排出废热的热出口。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其中，所述热出口包括能够进一步加热该干燥剂的所述外部热源。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中，所述热出口能够在大约400℃至大约550℃的范围中的温度下提供热量。

9.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，该干燥剂包括从由以下构成的集合中选择的至少一种材料：氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、氯化钙(CaCl₂)、溴化锌、碱性硝酸盐、离子液体；活性碳、沸石、和硅胶。

10.根据权利要求1所述的冷却系统，没有用于冷凝水蒸汽的冷凝器。