CN106662405A - 组合式对流器 - Google Patents

Abstract

一种用于在管中流动的流体的空气冷却的对流器，所述对流器包括:用于冷却空气流的路径，所述路径包括从环境进入的进口和朝着环境的出口；热交换区段，所述换热区段包括限定热交换表面的至少一个管束，所述换热区段设置在用于空气流的所述路径中；风扇机构，所述风扇机构沿着所述路径产生所述空气流，使得所述空气流在所述热交换表面上在外部包围所述管束；加湿区段，所述加湿区段布置在所述路径中在所述热交换区段上游，其中，水被雾化后被所述空气流包围，其特征在于包括润湿装置，所述润湿装置用于采用水直接润湿所述管束的热交换表面的一部分，以进一步地冷却管束的热交换表面的所述部分。

Description

组合式对流器

技术领域

本发明涉及一种用于在管道中流动的流体的空气冷却的对流器。

背景技术

现今，目前用于冷却过程流体对流器(也称之为冷却器)根据不同的运行模式可细分为以下类型:i)干式冷却器、ii)蒸发式冷却器以及iii)绝热式冷却器。

干式冷却器是空气冷却器、即具有管束的热交换器，其中，过程流体在翅片管内部流动并借助于空气冷却，由一个或多个风扇推动的该空气在不消耗自来水的情况在室温下流动。这些冷却器的冷却能力取决于在空气和流体之间的温度差以及空气流动。过程流体离开对流器时的温度由环境空气的干球温度来限定。

蒸发式冷却器是空气冷却器、即具有翅片管束的热交换器，其中，喷嘴斜坡在高压下将来自外部源的水雾化，以使得水在流体冷却管组的翅片上直接地蒸发。

过程流体离开对流器时的温度由空气的湿球温度来限定。蒸发式冷却器对于冷却能力和过程流体离开对流器时的温度而言均是高性能的。然而，这些冷却器经受例如沉积和/或腐蚀这些问题，这些问题很快地降低冷却器的性能并需要昂贵的维护；事实上，蒸发的水在管束和其翅片上留下它的盐含量、通常的水垢以及其它的盐类。

为了克服这些问题并增加系统的寿命，能够预先处理供给到喷嘴斜坡的水以使所述水软化，然而，隐含的是高成本和腐蚀风险。此外，也存在有关将可能具有对人群产生致命性感染(例如军团病)的风险的水雾散布到空气中的问题。

绝热式冷却器是空气冷却器、即具有翅片管束的热交换器，其中，空气流在其通过冷却管组之前被弄湿以通过水湿式过滤器或者优选地通过封闭腔室，类似于例如在专利申请WO2007/015281中所描述的绝热腔室。

绝热式冷却器相对于蒸发式冷却器的主要优点在于不需要软化用于弄湿进入管组的空气的自来水:实际上，加湿组件还用作液滴分离器，以吸附水并防止所述水到达冷却管组的翅片。

所述绝热式冷却器的限制在于，在给定相同冷却能力时，水消耗更高(在不具有绝热腔室的系统中明显地更高):在空气流内部未蒸发的水下落在收集盆内部；接着它可排出并且不回收，或者它可回收在蓄集箱中并接着再次供给至加湿组件；然而，在具有水回收的系统中必须执行所谓的排污，即必须排出一定百分比的再循环水以避免像在通常的蒸发塔中那样盐含量持续增加。

流体离开对流器时的温度由空气的湿球温度以及绝热加湿系统的效率来限制，该效率继而取决于在被润湿的空气和将被冷却的流体之间的温度差以及空气流。

图1示出了在绝热式对流器的交换器内部的过程流体(F)和空气(A)的温度曲线图:在x轴上标示了翅片管束的交换表面百分比(其中I表示进入翅片管束中的流体进口，U表示从翅片管束离开的流体出口)；在y轴上标示了过程流体和空气的温度(其中T_s表示过程流体离开时的温度)；图表示出了进入翅片管束的空气的温度降低K，该温度降低是由于加湿:温度从室温(T_A)、例如在炎热天气时的35℃达到比湿球温度(W_B)高若干度的温度、例如30℃。横向地穿过管组的空气(A)的温度为了简化图表的原因示出为常数。实际上，空气A的温度通过翅片组件时明显地增加。

专利文件DE2421067、DE1051296、EP2397805和CH692759进一步公开了对流器的示例。

发明目的

本发明的目的是克服己知的对流器或者冷却器的限制。

更特别地，本发明的重要目的是提供一种用于在管中流动的流体的空气冷却的对流器，所述对流器适于使过程流体相对于蒸发式冷却器在减少水的消耗量的情况下获得很低的温度。

本发明进一步地目的是提供其冷却管组具有很长寿命的对流器。

本发明进一步地目的是提供非常可靠的且易于维护的对流器。

本发明进一步地目的是提供不用软化自来水的对流器。

本发明进一步地目的是提供一种在给定相同的冷却能力时具有更大的热交换量、更高效率以及更低消耗的对流器。

本发明进一步地目的是提供具有模块化结构以允许易于增加冷却能力的对流器。

本发明进一步地目的是提供允许回收多余的水的对流器。

本发明进一步地目的是提供不将空气/水雾散步到空气中的对流器。

将在下面更好描述的这些和其它的目的通过根据以下的权利要求1的用于在管中流动的流体的空气冷却的对流器来获得。

例如，根据权利要求1的对流器包括:

-至少一个用于冷却空气流的路径，所述路径包括从环境进入的进口和朝着环境的出口；

-至少一个热交换区段，所述热交换区段包括限定热交换表面的至少一个管束，该区段设置在用于冷却空气流的所述路径中；

-风扇机构，所述风扇机构沿着该至少一个路径产生空气流，使得空气流在热交换表面上在外部包围管束；

-至少一个加湿区段，所述加湿区段布置在空气流动路径中在热交换区段的上游，其中，水被雾化以被空气流包围。

对流器的特征在于包括润湿装置，所述润湿装置用于利用水直接地润湿所述管束的热交换表面的一部分以进一步冷却管束的这部分。

"工业过程"意思是需要借助于流体进行散热的设备或者机械装置、例如塑料加工设备、油压站、用于水冷式冷水机的冷凝器等。

"过程流体"意思是类似于例如水或者水和抗冻剂的混合物的液体。

"管束"或者"翅片管束"或者"肋片组件"或者"管组"或者"翅片管组"意思是具有管的己知的热交换系统，过程流体在所述管内部流动，所述管被适于增加热交换表面的表面结构、类似于用于与外部包围管束(管和翅片)的空气进行热交换的翅片(或者其他等效结构)围绕。例如，管束可由串联连接和/或并联连接一个或多个管组或者翅片组件组成。

"交换表面"意思是管束、即串联和/或并联的中性连接的一个或多个管组或者肋片组件的总交换表面。

加湿区段优选地提供绝热的或者大体上绝热的腔室，其中，水被雾化以被空气流包围，所述空气流接着到达管束。

管束适当地设置有用于要冷却的流体进入管束的进口侧和不同于进口侧的用于流体离开管束的出口侧，使得冷却流体具有从进口侧到出口侧的总流动方向。

适当地，参考该总流动方向，管束的可由该装置润湿的热交换表面部分是管束的端部部分。因此，所述装置优选地布置成大体上沿着管束的端部部分、即朝着用于过程流体的出口侧。

所述管束优选地具有流体在其中流动的管或者管道，所述管或者管道由全部定向成从管束的进口侧朝着管束的出口侧的节段(这些管优选地是直线的)组成。

实际上，管束或者组件或者翅片管组或者组件和翅片管组的组合是单通道式的，并且流体在管束中在从过程流体进口朝着过程流体出口的单方向上流动。实际上，热交换表面从流体进入管束的进口到流体离开管束的出口增加；该增加在管束的从进口侧朝着相对的出口侧的给定的方向上是渐变的。

过程流体所需的温度在管束的出口侧上获得。

根据优选的实施例，用于利用水直接润湿管束的热交换表面的一部分的润湿装置包括调整机构，所述调整机构用于调节这部分的可湿润宽度，使得这部分可从最小尺寸或者零尺寸到不同于管束的热交换表面的总尺寸的最大尺寸被润湿。

实际上，能够调节应当被润湿的充分接近其最终部分的热交换表面的多少，从而冷却过程流体、根据所需要的冷却能力优化水流并同时避免水散布到环境中。

有利地，用于润湿管束部分的润湿装置包括至少一个水喷嘴，所述至少一个水喷嘴可操作地连接至水力循环系统并定向成润湿管束的该部分。所述装置优选地包括多个连接至水力循环系统的水喷嘴，每个水喷嘴适于润湿管束的热交换表面的相应的部分；用于调节可湿润宽度的调整机构包括适于选择性截断朝着喷嘴流动的水的阀机构。

喷嘴可根据需要串联和/或并联或者根据其它配置连接至水力循环系统。阀机构例如包括借助于更多喷嘴或者借助于单个喷嘴关闭管节段的电磁阀。

根据优选的实施例，至少一个喷嘴和管束设计成使得来自喷嘴的润湿管束的水在所述管束上形成大体上均匀的水膜。优选地，管束具有允许所述均匀的水膜形成的高润湿性的表面涂层；该涂层优选地是亲水涂料、优选地为丙烯酸型的亲水涂料。

实际上，管束优选地用特殊的表面涂层来处理，使得大量润湿管束的水在所述管束上形成均匀的水膜，从而水不直接在管束上蒸发并且因此不会使盐覆盖管束；换句话说，水膜的外表面层形成蒸发，因此冷却与翅片管接触的内部层，并所述内部层继而通过传导与翅片交换热量；润湿管束水含量在不蒸发的情况下优选地由于重力而下落到绝热腔室内部；此处，它部分地蒸发，进一步地增加了加湿效率；多余的水、即润湿管组并甚至在绝热腔室内部也未蒸发的水的一部分吸收已蒸发的部分的盐并且可被排出或者被回收。

根据本发明的对流器因此还可包括回收机构，用于回收来自润湿装置的用于润湿管束的该部分的水；并且这些机构包括用于将所回收的水供给到加湿区段的加湿系统的系统。

根据本发明优选的实施例，对流器包括控制机构，所述控制机构用于控制供给到喷嘴的水流和/或过程流体的温度和/或由风扇产生的空气流，从而根据所需要的冷却能力优化能量消耗并避免水散布到环境中。

因此，控制机构可设置成，用于根据过程参数控制由所述至少一个喷嘴所供给的水流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个点或多个点处所测量的在管束中流动的过程流体的温度、由所述风扇机构所产生的空气流、外部环境的温度和湿度、在所述加湿区段中的湿度。

因此，管理机构可设置成，用于根据过程参数管理在所述加湿区段中被雾化的水流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个点或多个点处所测量的在管束中流动的过程流体的温度、由所述风扇机构所产生的空气流、外部环境的温度和湿度、在所述加湿区段中的湿度、由用于润湿管束的机构所供给的水流。

此外，调整机构因此可设置成，以根据过程参数调节由所述风扇机构所产生的空气流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个点或多个点处所测量的在管束中流动的过程流体的温度、外部环境的温度和湿度、所述加湿区段中的湿度、由用于润湿管束的机构所供给的水流、所述加湿区段中的湿度。

根据优选的实施例，根据本发明的对流器具有限定加湿区段的带有至少一个下部腔室的结构，在所述下部腔室之上具有存在热交换区段的上部腔室；风扇机构布置在上部腔室上方，其中，空气从底部向上流动。

下部腔室是绝热或者大体上绝热的腔室并包含至少一个蒸发过滤器(优选地至少两个过滤器，其中的一个过滤器与进入腔室的至少一个空气进口相联，并且其中的一个过滤器与离开腔室的空气出口相联)，类似于例如适于弄湿即润湿的蜂窝形填充组件。穿过过滤器和腔室的空气使进入所述腔室的水蒸发并将蒸发热量传递给水，因此在穿过以下热交换区段之前(即在穿过管束之前)变冷。

在优选的实施例中，在腔室中具有用于空气的两个侧进口、与这两个进口相联的两个第一蒸发过滤器以及一个第二蒸发过滤器，所述第二蒸发过滤器与下部腔室的出口相联，并且在下部腔室的出口和上部腔室的进口大体上匹配时当然与上部腔室的进口相联。两个第一蒸发过滤器优选地布置成类似V字形，即它们从下部腔室的中心朝着它的两侧且向上倾斜。第二过滤器优选地是水平的或者大体上水平的。

加湿区段适当地包括用于加湿过滤器的加湿机构，该加湿机构具有水喷射器，所述水喷射器可操作地连接至水力循环系统并布置在至少一个第一过滤器上方。

根据优选的实施例，上部腔室包括：优选地倾斜布置的至少一个管束；以及布置在所述管束上方以使其润湿的一个润湿装置。优选地至少有两个管束布置成类似V字形，即从上部腔室的中心向上倾斜。

适当地，根据优选的实施例，还未蒸发的润湿管束并来自润湿装置以使管束润湿从而在其管束上优选地形成均匀的水膜的水由于重力下落在用于空气离开下部腔室的出口上、即在用于空气进入上部腔室的进口上；该水优选地润湿布置在下部腔室中的一个或多个蒸发过滤器。

在其他实施例中，没有被蒸发的多余的水借助回收机构在至少一个管束下方收集，并且接着借助于回收水供应系统再次将它供应到适于润湿蒸发过滤器的加湿区段的加湿系统。

根据优选的实施例，对流器由可彼此连接的模块组成；这些模块中的每一个包括一个所述用于冷却空气流的路径、一个所述热交换区段、所述风扇机构、一个所述加湿区段；形成对流器的这些模块中的至少一个模块还具有用于采用水直接润湿所述管束的热交换表面的一部分的一个所述润湿装置。

限定了对流器的总热交换表面的至少一个管束优选地穿过所有的已连接模块。

用于润湿管束的润湿装置可只集成在一些模块、优选地在最后的模块中，使得该装置通过连接最后的模块可使它们润湿。在其它实施例中，用于润湿管束的润湿装置可与已经彼此连接的成组的模块相联。

本发明进一步的目的是根据权利要求13的用于在管中流动的液体的空气冷却的方法。

该方法包括以下步骤；

-使液体在单个流动方向上在空气/液体热交换器内部流动，使得热交换表面从进入热交换器的液体进口到离开热交换器的液体出口增加，

-使取自环境的空气流到在热交换表面上，

-在至少一个绝热或者大体上绝热的腔室内部采用蒸发的或者雾化水加湿所述空气流，所述空气流适于在包围所述热交换器之前包围所述蒸发的或者雾化的水以降低空气流的温度，

-润湿热交换表面的最终部分。

"最终部分"意思是例如热交换表面的介于热交换器的一半和用于将被冷却的液体离开热交换器的出口侧之间的部分。

优选地，能够调节热交换表面的可湿润宽度，即调节将被润湿的热交换表面的多少。

热交换表面的该部分优选地被润湿，以形成大体上均匀的水膜。

附图说明

本发明的进一步地特征和优点根据在所附图表通过非限制性示例所示出的优选但非唯一的实施例的描述中将更加明显，在附图中:

图1是示出了在己知的绝热式对流器的交换器内部的过程流体和空气的温度曲线的图；

图2是根据本发明的对流器的示意性侧视图；

图3是图2的对流器的示意性前剖视图；

图4是根据本发明对流器的示意性侧视图，其示出了根据本发明的用于润湿管束的水的回收系统；以及

图5是示出了在根据本发明的对流器的交换器内部的过程流体和空气的温度曲线的图。

具体实施方式

参考上述所引用的附图，根据本发明的用于在管中流动的流体的空气冷却的对流器整体用附图标记10来标示。

该对流器10由五个串联连接的模块11组成。每个模块11包括外部壳体12，所述外部壳体具有用于搁置在地面上的支撑件13和壁14。

每个模块11大体上限定了两个腔室，即下部腔室15和在下部腔室15正上方限定的上部腔室16。

下部腔室15具有侧进口15A(参见图3)(和/或在腔室基部中的进口)，使得空气(由字母a标示)可从外部环境进入。上部腔室16具有上部出口16A，上部出口与风扇机构、例如具有竖直轴17的风扇相联，以允许来自侧进口15A的空气通过风扇强制排出。在下部腔室15和上部腔室16之间的通道限定成允许空气A流过。

实际上，在每个模块内部限定了用于空气A从侧进口15A朝着出口(上部出口)16A的路径。

在上部腔室16中限定了对流器的热交换区段，所述热交换区段包括一对翅片管束18(或者翅片组件或者翅片管组)，将被冷却的过程流体在翅片管束18中流动并且翅片管束18沿着整个上部腔室延伸。两个管束18布置成类似V字形、即它们从上部腔室的中心向上倾斜。管束18的类型和它们在上部腔室中的布置方式对应于例如在将被引用的专利申请WO2007/15281中所描述的那些类型和布置方式。

翅片管束18在它们自身的端部处具有用于将被冷却的流体的相应的进口歧管19A和出口歧管19B，它们可操作地连接到设备的流体在其中运行的相应的部分。实际上，两个管束18是并联的(具有共同的进口和出口、即流体在它们内部以相似的温度模式从进口流到出口)。

用于加湿空气流的区段D限定在每个模块11的下部腔室15中。馈入到所述腔室的穿过腔室15从而蒸发水(例如过滤的、未软化的自来水，所述自来水例如具有自来水的典型的维护温度，所述维护温度根据环境条件例如介于0℃和30℃之间)的空气将蒸发热量传递到水，因此在穿过以下热交换区段之前变冷。

适当地，蒸发过滤器(例如呈蜂窝形填充组件形式的类似于在专利申请WO2007/015281中所描述的那些蒸发过滤器)也布置在该下部腔室15中。例如，具有与两个侧进口15A相联的两个第一蒸发过滤器20和第二蒸发过滤器21，第二蒸发过滤器与用于空气离开下部腔室15的出口15C相联，即当用于空气离开下部腔室15的出口和用于空气进入上部腔室16的进口大体上匹配时也与上部腔室16的进口相联。

两个第一蒸发过滤器20布置成类似V字形，即它们从下部腔室的中心向上倾斜。

第二蒸发过滤器21优选地是水平或者大体上水平的，并且插入在下部腔室15和上部腔室16之间。

适当地，加湿区段D包括用于蒸发过滤器的加湿机构。这些加湿机构例如提供了可操作地连接至水力循环系统23并且布置在第一蒸发过滤器20上方的水喷射器22。

适当地，下部腔室15是类似于在WO2007/015281中所描述的绝热或者大体上绝热的腔室。

对流器有利地包括用于采用水(例如来自自来水管的、过滤的、未软化的水，所述水例如具有典型的自来水的维护温度，所述温度根据环境条件介于10℃和30℃之间)直接润湿管束18的热交换表面的一部分的装置24。

适当地，每个管束18具有用于将被冷却的流体进入管束的进口侧18A和相对的出口侧18B，使得冷却流体具有从管束的进口侧到管束的出口侧的总流动方向X。

应当注意的是，管束18的热交换表面的可被所述装置润湿的部分H参考总流动方向是管束的端部部分。装置24因此大体上沿着管束的端部部分、即朝着用于过程流体的出口侧来布置。

管束18优选地具有流体在其中流动的管18C或者管道，所述管或者管道由所有的定向成从管束的进口侧朝着出口侧的区段组成，并且所述管束优选的是直线型的。实际上，组件或者翅片管组18，或者组件和翅片管组的组合为单通道型的，并且流体在单方向X上从进口到出口、从过程流体进口朝着过程流体出口流过管束18。实际上，热交换表面从管束的流体流入的进口到管束的流体流出的出口增加；该增加在从进口侧8A朝着相对的出口侧18B的给定的管束方向上是渐变的。

过程流体所需要的温度在管束的出口侧18B上获得。

图1和图5示出了在常规的绝热式对流器的热交换器内部的以及相比较的根据本发明的组合式的绝热蒸发式冷却器的过程流体(F)和空气(A)的温度曲线。在x轴上具有翅片管束的交换表面的百分比，在y轴上具有过程流体和空气的温度；该图表示出了由于加湿而引起的进入管组的空气的温度减少:温度从室温(T_A)、例如在炎热天气的35℃达到比湿球温度(W_B)高若干度的温度、例如30℃。

横向穿过管组的空气(A)的温度为了简化图表的缘故表示为常数。实际上，空气A的温度在通过翅片组件时自然而然增加。

对应于绝热式冷却器的图1的图表示出了当在空气和过程流体之间的温度差减少时空气/流体对流换热量朝着交换器的出口减少。

对应于本发明的图5的图表示出了当翅片组件18的端部分被润湿时，即该部分具有更低的空气/流体对流换热量时用于将翅片组件18的宽度H的局部部分与绝热腔室15A一起润湿的润湿装置在性能和效率方面的优点，从而允许获得用于过程流体的几乎等于空气的湿球温度(W_B)的出口温度(T_s)、例如在炎热天气中的30℃。

图5的图表还示出了根据不同百分比的总热交换表面的温度变化。

因此，显而易见的是，通过改变润湿的热交换表面的尺寸，假定在相同的冷却能力的情况下，能够优化过程流体的出口温度(T_s)，因此优化了水的消耗量。

为此，用于采用水直接地润湿管束18的热交换表面的一部分的润湿装置24包括用于调节该部分的可湿润宽度H的调整机构25，使得该部分可从最小尺寸或者零尺寸到不同于管束的热交换表面的总尺寸的最大尺寸来润湿。

实际上，能够调节将被润湿的热交换表面的多少，从而冷却过程流体、根据所需要的冷却能力优化水流以及同时避免水散布到环境中。

这些调整机构25包括连接至水力循环系统27(例如水力循环地连接至自来水管)的多个喷嘴26，其中，每个喷嘴均被定向成以润湿管束的热交换表面的相应的部分；调整机构25还包括选择性截断流到喷嘴的水的阀机构28。

喷嘴26可串联连接和/或并联连接或者根据基于需要的其它配置连接到水力循环系统27。在图2中，喷嘴沿着同一管串联布置。阀机构28例如是借助于更多个喷嘴或者借助于单个喷嘴关闭管的区段的电磁阀。在图2中，阀机构是在相应的喷嘴26之前关闭和打开区段的电磁阀。

喷嘴26和管束构造成使得来自喷嘴并润湿管束的水在这些管束上形成大体上均匀的水膜Y。管束优选地具有允许该均匀的水膜形成的高可润湿性的表面涂层；该涂层是例如亲水的涂料、优选地为丙烯酸型的亲水涂料。

实际上，管束18采用特殊的表面涂层处理，使得加大地润湿管束的水在管束上形成均匀的水膜，从而使得水不直接地在管束18上蒸发并因此盐未覆盖它们；换句话说，水膜的外表面层形成蒸发，因此冷却与翅片管18接触的内部层并且所述内部层继而通过传导与翅片交换热量。

来自喷嘴26的在不蒸发的情况下润湿管束的一定百分比的水由于重力(通过第二蒸发过滤器)下落到绝热腔室15的内部；此处，它部分地蒸发，从而进一步地增大加湿效率；多余的水、即润湿翅片组件18并在绝热腔室15的内部甚至还未蒸发的水的一部分吸收已蒸发的部分的盐并且能够被排出或者被回收。

图4示出了根据本发明的对流器，所述对流器类似于图2中所示的对流器具有更多模块11，并具有回收来自润湿装置24的水的回收机构29；这些回收机构包括供给系统30，所述供给系统将回收的水再次供给到加湿区段的加湿系统。该对流器例如包括连接至下部腔室15的底部并引导至收集罐32(具有排出口以排出具有太多盐的部分)的第一管31，收集罐32继而连接至将水通过第二管34泵送到加湿区段的加湿系统中的泵33。

适当地，根据本发明的对流器包括控制机构(在图中未示出)，所述控制机构用于控制供给到喷嘴26的水流和/或过程流体的温度和/或由风扇所产生的空气流，从而根据所需要的冷却能力来优化能量消耗并避免水散布到环境中。

控制机构(在图中未示出)可因此设置成用于根据过程参数控制由所述至少一个喷嘴所供给的水流，以及管理机构(在图中未示出)可因此设置成用于管理在所述加湿区段中雾化的水流。

此外，调整机构可因此设置成根据过程参数调节由所述风扇机构所产生的空气流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个点或多个点所测量的在管束中流动的过程流体的温度、外部环境的温度和湿度、在所述加湿区段中的湿度、由所述用于润湿管束的机构所供给的水流。

根据优选的实施例，根据本发明的对流器具有带有限定了加湿区段的至少一个下部腔室的结构，在下部腔室上方具有上部腔室，在上部腔室中具有热交换区段；风扇机构布置在上部腔室上方，其中，空气从底部向上流动。

下部腔室是绝热或者大体上绝热的腔室，并所述下部腔室包括至少一个蒸发过滤器(优选地至少两个过滤器，所述至少两个过滤器中的一个蒸发过滤器与进入腔室的至少一个空气进口相联，并且所述至少两个过滤器中的一个蒸发过滤器与从腔室离开的空气出口相联)，类似于例如适于被弄湿即被润湿的蜂窝式填充组件。穿过过滤器和腔室的空气使进入所述腔室的水蒸发并将蒸发热量传递给水，因此在穿过以下热交换区段之前(即在穿过管束之前)变冷。

在优选的实施例中，在腔室中具有用于空气的两个侧进口、与这两个侧进口相联的两个第一蒸发过滤器和一个第二蒸发过滤器，所述第二蒸发过滤器与下部腔室的出口相联以及当然在下部腔室的出口和上部腔室的进口大体上匹配时与上部腔室的进口相联。两个第一蒸发过滤器优选地布置成类似V字形，即它们从下部腔室的中心朝着它的两侧且向上倾斜。第二蒸发过滤器优选地是水平的或者大体上水平的。

加湿区段适当地包括用于加湿过滤器的加湿机构，该加湿机构具有可操作地连接至水力循环系统并布置在至少一个第一蒸发过滤器上方的水喷射器。

根据优选的实施例，上部腔室包括优选地倾斜布置的至少一个管束以及布置在所述管束上方以使其润湿的一个润湿装置。优选地具有至少两个管束，所述至少两个管束布置成类似V字形、即从上部腔室的中心向上倾斜。

适当地，根据优选的实施例，还未蒸发的润湿管束并且来自润湿装置以使管束润湿从而在管束上优选地形成均匀的水膜的水由于重力下落在用于空气离开下部腔室的出口上、即在用于空气进入上部腔室的进口上；该水优选地润湿布置在下部腔室中的一个或多个蒸发过滤器。

在其他实施例中，没有被蒸发的多余的水借助于回收机构在至少一个管束下方收集，并且接着借助于回收水供应系统再次将它供应到适于润湿蒸发过滤器的加湿区段的加湿系统。

根据优选的实施例，对流器由可彼此连接的模块组成；这些模块中的每一个包括一个所述用于冷却空气流的路径、一个所述热交换区段、所述风扇机构、一个所述加湿区段以及用于采用水直接润湿所述管束的热交换表面的一部分的一个所述润湿装置；形成对流器的成组的模块的至少一个模块还具有加湿区段。

优选地，每个模块的管束可操作地彼此连接，因此形成限定对流器的总热交换表面的整个管束。

用于润湿管束的润湿装置可只集成在一些模块、优选地在最后的模块中，使得该装置通过连接最后的模块可使它们润湿。在其它实施例中，用于润湿管束的润湿装置可与已经彼此连接的成组的模块相联。

根据本发明的对流器相对于现有技术的主要优点总结如下：

-由于绝热腔室和分开管组清洗表面的可能性，在相对于蒸发式冷却器减少了水消耗量的情况下获得很低的过程流体的出口温度(t_s)、例如在炎热天气的30℃的可能性；

-冷却管组具有很长寿命；

-更高的可靠度和易维护性；

-不需要软化自来水；

-在给定相同的冷却能力的情况下，获得更大的热交换量，更高的效率和更低的消耗；

-模块化，其中，冷却能力可以很容易地增加；

-将多余的水回收的可能性，以在绝热腔室中使用多余的水直到它在空气流中完全蒸发，因此使得排污最小并避免在对流器中积水；事实上，由于高盐含量，该水不能用于在管组中的第二次通过，但是它可在绝热腔室中使用；

-没有空气/水喷雾散布到空气中。

可以理解的是，以上所示的内容只是代表本发明可能的且非限制性实施例，在不脱离本发明所基于的构思的情况下，可能会在形式和配置上具有变化。在附加的权利要求中的所有附图标记被提供用于根据之前的说明书和附图来有助于本发明的理解的唯一目的并且不以任何方式限制本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于在管中流动的流体的空气冷却的对流器，所述对流器包括:

-用于冷却空气流的路径，所述路径包括从环境进入的进口和朝着环境的出口；

-热交换区段，所述热交换区段包括限定热交换表面的至少一个管束，所述热交换区段设置在用于所述空气流的所述路径中；

-风扇机构，所述风扇机构沿着所述路径产生所述空气流，使得所述空气流在所述热交换表面上在外部包围所述管束；

-加湿区段，所述加湿区段布置在所述路径中在所述热交换区段上游，其中，水被雾化以被所述空气流包围；

其中，所述对流器包括润湿装置，所述润湿装置用于采用水直接润湿所述管束的热交换表面的一部分以进一步地冷却管束的热交换表面的所述部分，所述润湿装置包括调整机构，所述调整机构用于调节热交换表面的所述部分的可湿润宽度，使得所述部分能够从最小尺寸或者零尺寸到不同于所述管束的所述热交换表面的总尺寸的最大尺寸被润湿。

2.根据权利要求1所述的对流器，其中，所述管束具有用于将被冷却的流体进入所述管束的进口侧和不同于进口侧的用于所述流体离开所述管束的出口侧，使得冷却流体具有从所述进口侧至所述出口侧的总流动方向。

3.根据权利要求2所述的对流器，其中，能够借助于所述润湿装置润湿的所述管束的热交换表面的所述部分是所述管束相对于所述总流动方向的最终部分。

4.根据权利要求2或者3所述的对流器，其中，所述管束具有包含流体流动节段的流动管，所有的所述流体流动节段均定向成从管束的进口侧到管束的出口侧；所述流动管优选地是直线型的。

5.根据权利要求1所述的对流器，其中，所述润湿装置包括至少一个水喷嘴，所述至少一个水喷嘴可操作地连接至水力循环系统并定向成润湿管束的所述部分。

6.根据权利要求1和5所述的对流器，其中，所述润湿装置包括连接至所述水力循环系统的多个喷嘴，每个喷嘴适于润湿所述管束的所述热交换表面的相应的部分，并且其中，用于调节可湿润宽度的所述调整机构包括选择性截断流到所述喷嘴的水的阀。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的对流器，其中，所述至少一个喷嘴和所述管束设计成，使得来自所述喷嘴的润湿所述管束的水在所述管束上形成大体上均匀的水膜。

8.根据权利要求7所述的对流器，其中，所述管束具有允许形成所述均匀的水膜的高可润湿性的表面涂层；所述涂层优选地是亲水涂料、优选地为丙烯酸型亲水涂料。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的对流器，所述对流器包括控制机构，所述控制机构用于根据过程参数控制由所述至少一个喷嘴所供给的水流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个或多个点处所测量的在所述管束中流动的过程流体的温度、由所述风扇机构所产生的空气流、外部环境的温度和湿度、在所述加湿区段中的湿度。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的对流器，所述对流器包括管理机构，所述管理机构用于根据过程参数管理在所述加湿区段中的雾化水流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个或多个点处所测量的在管束中流动的过程流体的温度、由所述风扇机构产生的空气流、外部环境的温度和湿度、在所述加湿区段中的湿度、由所述用于润湿管束的机构所供给的水流。

11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的对流器，所述对流器包括调整机构，所述调整机构用于根据过程参数调节由所述风扇机构所供给的空气流，所述过程参数包括以下至少一个:在一个或多个点处所测量的在管束中流动的过程流体的温度、外部环境的温度和湿度、在所述加湿区段中的湿度、由所述用于润湿管束的机构所供给的水流。

12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的对流器，所述对流器包括用于回收来自所述润湿机构的水的回收机构，所述回收机构继而包括用于将所述回收的水注入到所述加湿区段的加湿系统中的注入系统。

13.一种用于在管中流动的液体的空气冷却的方法，所述方法包括:

-使液体在单个流动方向上在空气/液体热交换器内部流动，使得所述热交换表面从所述液体进入所述热交换器的进口到所述液体离开所述热交换器的出口增加；

-使取自环境的空气流到所述热交换表面上；

-在至少一个绝热或者大体上绝热的腔室内部采用蒸发的或者雾化的水加湿所述空气流，所述空气流在包围热交换器之前适于包围所述蒸发的或者雾化水以降低空气流温度，

-润湿所述热交换表面的最终部分，

所述方法还提供如下步骤：调整热交换表面的可湿润宽度、即调节将被湿润的热交换表面的多少。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述热交换表面的所述部分润被润湿，以形成大体上均匀的水膜。