一种从工作流体中排出热量的热交换系统，包括：工作流体入口；工作流体出口；干式间接接触热交换部，具有空气入口，空气出口，以及接收工作流体的工作流体回路；第二间接接触热交换部，包括空气入口，空气出口，以及工作流体回路；工作流体连接流通路径；工作流体出口流通路径；控制工作流体的流动使离开工作流体出口的工作流体可以有选择地从第二间接接触热交换部和干式间接接触热交换部被吸出的机构；以及用于有选择地分配蒸发液体至第二间接接触热交换部分的分配系统。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热交换器，更具体地涉及闭合回路蒸发热交换器以及组合的直接或间接闭合回路蒸发热交换器。废水会由干式或显热交换器排到大气环境中。在一干式或显热热交换器中，有两种流体气流和工作流体流。在一闭合系统中，工作流体流被包围以便在气流和工作流体流之间没有直接接触；工作流体流不向外界开放。此封闭结构可以是一圈管件。当气流经过包围工作流体流的结构时显热得到交换。在本领域中这些结构称为“紧凑的热交换器”。在大多数气候条件下，蒸发热交换器比干式热交换器提供显著的工作效率的改进。一种蒸发热交换器是直接蒸发热交换器。在一直接热交换器中，只涉及一个气流和一个蒸发液体流；蒸发液体流通常是水，而且两种流体彼此直接接触。另一种蒸发热交换器是一间接闭合回路蒸发热交换器，其中包括三种流体气流，蒸发液体流，以及一种封闭的工作液体流。此封闭的液体流首先通过间接热传导与蒸发液体进行显热交换，因为它不与蒸发液体直接接触，然后气流和蒸发液体在彼此接触时交换热量和物质。另一种蒸发热交换器是组合式直接和间接闭合回路蒸发热交换器。在授予Carter的美国专利Nos.5,435,382(1995年)和5,816,318(1998年)中公开了组合式系统的例子。干式和蒸发热交换器都通常用做阻热的冷却器或冷凝器。蒸发冷却器在温度到达较低的周围湿球温度时阻热，而干式冷却器限止到达较高的周围干球温度。在许多气候条件下周围湿球温度通常在周围设计干球温度下20至30°F。这样，在一蒸发冷却器中，蒸发液体流可以到达一比周围干球温度低很多的温度，提供增大冷却工作效率和降低整个工作能量需求的机会。蒸发冷凝器对增大的效率和较低的能量需求提供相似的可能性。尽管可以增大工作效率并降低整个工作的能量需求，但通常不使用蒸发冷却和蒸发冷凝，因为要考虑从蒸发液体蒸发的耗水量以及在寒冷的季节工作时的冰冻的可能性。另外，显热交换器和蒸发热交换器通常尺寸都可以使在生热最困难时都可以进行其所需的散热任务。这种设计条件通常表示为夏季设计湿球或干球温度。尽管此散热设备能在这些设计条件下排出所需量的热量很关键，但这些升高的大气温度的时间占设备工作时间的不到1％。其余的时间设备会比需要具有更多的容量，这样导致浪费能量的蒸发液体。本专利技术针对有效使用蒸发热量交换进行排热同时保存蒸发流体。在附图，相同的标记表示相同的部件附图说明图1是一闭合回路热交换系统的侧视图，其中以示意性方式表示出部件，而且去除热交换设备的外壳以示出交换器内部；图1a是第二间接接触热交换部的一放大立体图，示出至第二间接接触热交换部的入口流通路径和来自间接热交换部的工作流体旁路流通路径；图2a是一温度曲线示意图，示出当本专利技术的热交换器在第一干式模式中工作时工作流体和气流的温度变化。图2b是一温度曲线示意图，示出当本专利技术的热交换器在带有绝热饱和的第二模式中工作时工作流体和气流的温度变化；图2c是一温度曲线示意图，示出当本专利技术的热交换器在带有调节的工作流体流的第三模式中工作时工作流体、气流和蒸发液体的温度变化；图3a是一典型的选定城市的年温度曲线，示出干球和湿球温度并示出本专利技术的热交换器在其每种工作模式中的工作；图3b是一图表，将传统的闭合回路蒸发冷却塔的耗水量与本专利技术的期望的耗水量进行比较；图4是一闭合回路热交换系统的第二实施例的侧视图，其中部件以示意性方式表示，而且去除热交换设备的外壳以示出热交换器的内部；图5是一闭合回路热交换系统的第三实施例的侧视图，其中部件以示意性方式表示，而且去除热交换设备的外壳以示出热交换器的内部；图6是一闭合回路热交换系统的第四实施例的侧视图，其中部件以示意性方式表示，而且去除热交换设备的外壳以示出热交换器的内部；图7是可用于本专利技术闭合回路热交换器的一干式间接接触热交换装置或紧凑热交换器的一立体图；图8是可用于本专利技术热交换器的第二间接热交换部中的一整体蛇形回路的一正视图；图9是可用于本专利技术热交换器的第二间接热交换部中的一侧视图；图10是第二间接接触热交换部的一正视图，示出相邻回路之间的紧凑关系以及入口和出口集管的布局；图11是一闭合回路热交换系统的另一实施例的侧视图，其中部件以示意性方式表示，而且去除热交换设备的外壳以示出热交换器的内部，示出本专利技术的原理在一冷凝器中的使用；图12是一闭合回路热交换系统的另一实施例的侧视图，其中部件以示意性方式表示，而且去除热交换设备的外壳以示出热交换器的内部，示出本专利技术的另一实施例；图13是使用本专利技术原理的一热交换器外部的示意性立体图；图14是从热交换器一相对角获取的图13的热交换器外部的另一侧的示意性立体图。在图1中示出一热交换系统8的第一实施例。系统8包括一从工作流体中排出热量的热交换设备10。热交换系统8包括一工作流体入口12，连接成可以从一外部装置(未示出)例如加工处理设备接收工作流体。在热量从工作流体排入热交换设备10之后，工作流体通过一工作流体出口14排出。工作流体可以包括例如一单相液体，如水，此液体在一个温度下通过入口12被容接而在一较低温度下通过出口14被排出。或者，工作流体可以包括一单相气体，此气体在一个温度下通过入口12被容接而在一较低温度下通过出口14被排出。这样，热交换系统可以包括一流体冷却系统。在图1至图4至6中示出一个流体冷却系统。热交换系统8还可以包括一冷凝系统，在此情况下工作流体可以包括一在入口12的两相或多相流体，此流体做为一单相液体或用于一多相流体的液体和气体的混合物而从出口14排出。在图11至12中示出一流体冷凝系统。应该理解这些工作流体的实例只是为了示意，而除非在权利要求中表明，本专利技术不限于任何特定类型或相的工作流体。所示的热交换设备10是一闭合的回路热交换器。工作流体被包围在入口12和出口14之间，这样工作流体不会暴露在大气下，而且在设备10中在工作流体流和任何空气流或蒸发的流体之间不会有直接接触。图1，4至6和11至12的热交换系统8示出热交换设备10范围内和热交换设备外的各种部件。应该理解除非指明，否则以下所述的系统的各种部件可以位于热交换设备中或之外。如在此和权利要求中所用的那样，“热交换系统”这种表述应被宽范围地解释，即可以包括包含在热交换设备范围中的特征的热交换设备和包括在一热交换设备中的某些部件以及设备外的某些部件的热交换系统，又可以包括使用多个热交换设备的热交换系统；参数8通常表示热交换系统。图1实施例的热交换系统8包括一干式间接接触的热交换部16。此干式间接接触热交换部16具有一空气入口侧18，一空气出口侧20以及通常在图1中表示为22的一工作流体回路。如图7中所示，所示的流体回路22包括一入口集管24、出口集管25以及多个管件26，每个管件具有多个与管件外侧相连的叶片27。此干式间接接触热交换部16可以包括一可买得到外部有叶片的热交换传导盘管，由弗吉尼亚州Richmond的Super Rodiator Coils出售，尺寸为48×69-6R-5CW-L-R，5/8英寸×0.20英寸壁的铜管和0.008英寸的铝叶片(平型)，带有24的回路，如图7所示。应理解这种热传导盘管只是示意性的，而本专利技术不限于此特殊的热传导盘管。两个或更多这种可买到的盘管可以串联或并联以包括干式间接接触热交换部16。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从工作流体中排出热量的热交换系统，包括： 一工作流体入口； 一工作流体出口； 一干式间接接触热交换部，具有一空气入口侧，一空气出口侧，以及从工作流体入口接收工作流体的一工作流体回路； 一第二间接接触热交换部，包括一空气入口侧，一空气出口侧，以及一工作流体回路； 一从干式间接接触热交换部工作流体回路至第二间接接触热交换部工作流体回路的工作流体连接流通路径； 一从第二间接接触热交换部至工作流体出口的工作流体出口流通路径； 一控制工作流体的流动以便离开工作流体出口的工作流体可以有选择地从第二间接接触热交换部和干式间接接触热交换部被吸出的机构；以及 一用于有选择地分配一蒸发液体至第二间接接触热交换部的分配系统。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布拉尼斯拉夫克伦尼克，托马斯P卡特，
申请(专利权)人：巴尔的摩汽圈公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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