專利名稱：多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法及其換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法及其換熱器。
背景技術(shù)：
換熱器作為通用工藝設(shè)備，在化工、石油、動力、原子能、食品、輕工等許多工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷發(fā)展和能源問題的日益嚴(yán)重，必然帶來更多高性能、高參數(shù)換熱設(shè)備的需求。
換熱器種類繁多，有管殼式、板式、板翅式等等。其中管殼式換熱器是當(dāng)前應(yīng)用最廣，理論研究和設(shè)計技術(shù)完善，運用可靠性能良好的一類換熱器，研究主要集中在強(qiáng)化管程和殼程傳熱面方面。
同時，新型的換熱器也在不斷的開發(fā)。新型換熱器有可拆式板式換熱器、焊接式板式換熱器、螺旋板換熱器、熱管換熱器、不結(jié)垢換熱器等等。
通常的蒸發(fā)冷卻方式有兩種直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻。直接蒸發(fā)冷卻是氣體直接與液體接觸，液體蒸發(fā)，使得氣體被冷卻。間接蒸發(fā)冷卻是所需要冷卻的氣體不與氣體直接接觸，通過間壁的熱傳導(dǎo)來實現(xiàn)冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法及其換熱器。
一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股氣流首先流入干側(cè)，被逐漸冷卻其中部分氣流通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出；另一部分則直接從干側(cè)排出。
另一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股或多股氣流流入多通道換熱板的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；一股或者多股的氣流先進(jìn)入干側(cè)，然后全部通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出。
再一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股或多股氣流流入多通道換熱板的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；兩股或者兩股以上的氣流先進(jìn)入干側(cè)，然后部分通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出；另一部分直接從干仙排出。
多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻換熱器由多個換熱單元疊制，每個換熱單元由一個多通道換熱板和一個換熱平板組成。
本發(fā)明可以利用多個通道通不同狀態(tài)的氣流，使得進(jìn)行熱交換的氣流間溫差增大，傳熱動力增大，避免了由于溫差太小而影響熱交換的效率，并且還具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，造價低等優(yōu)點。


圖1多通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2一股氣流再生式蒸發(fā)冷卻示意圖；圖3雙股氣流再生式蒸發(fā)冷卻示意圖；圖4三股氣流再生式蒸發(fā)冷卻示意圖；圖5五股氣流再生式蒸發(fā)冷卻示意圖。
具體實施例方式
一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股氣流首先流入干側(cè)，被逐漸冷卻其中部分氣流通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔3依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出；另一部分則直接從干側(cè)排出。
另一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股或多股氣流流入多通道換熱板1的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；一股或者多股的氣流先進(jìn)入干側(cè)，然后全部通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔3依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出。
再一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股或多股氣流流入多通道換熱板1的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；兩股或者兩股以上的氣流先進(jìn)入干側(cè)，然后部分通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔3依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出；另一部分直接從干仙排出。
多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻換熱器由多個換熱單元疊制，它由多個換熱單元疊制而成，每個換熱單元由一個多通道換熱板1和一個換熱平板2組成。多通道換熱板中間設(shè)有氣孔3，兩邊是多個通道。多通道換熱板1分為干側(cè)和濕側(cè)，干側(cè)有縱向的多個通道；濕側(cè)有橫向的多個通道，表面有液體吸附層4。
本發(fā)明涉及一種多級再生式多通道的蒸發(fā)冷卻器，其工作原理為一股氣流流入多通道換熱器的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；另一股氣流先進(jìn)入干側(cè)(與前面的氣流不混合)，然后通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫，然后排出。
所謂的濕側(cè)，其壁面上有液體，液體蒸發(fā)，吸收干側(cè)的熱量。
干側(cè)和濕側(cè)均設(shè)有多個通道，各通道之間的氣流可以不混合。
在某些場合，存在多股冷卻的氣流和被冷卻的氣流，多通道法均可實現(xiàn)多股冷卻氣流和被冷卻氣流之間的換熱。
本發(fā)明突出了三個特點，“多級”，“再生”，“多通道”。
所謂“多級”，是指沿氣流方向上，有多個小孔，干側(cè)的氣流依次穿過傳熱壁，進(jìn)入濕側(cè)，并在濕側(cè)的多通道中形成多股溫度不同的氣流。
所謂“再生”，是指沿氣流方向上，干側(cè)氣流逐漸被冷卻，由于干側(cè)氣流，沿氣流方向依次穿過間壁進(jìn)入濕側(cè)，使得濕側(cè)空氣的冷卻溫度不斷降低，直至接近干側(cè)空氣的露點溫度。
所謂“多通道”，是指干側(cè)和濕側(cè)均分為多個通道，各通道之間的氣流可以不混合。因此在某些場合，存在多股冷卻的氣流和被冷卻的氣流，多通道均可實現(xiàn)多股冷卻氣流和被冷卻氣流之間的換熱。
如圖1所示，1為多通道換熱板，2為換熱平板，3為氣孔，4為吸附液體層。一個多通道換熱板和一個換熱熱平板組成一個換熱單元，多通道換熱器由多個換熱單元疊制而成。
多通道換熱板中間設(shè)有氣孔，兩邊是多個通道。多通道換熱板正反兩面分別為干側(cè)和濕側(cè)，干側(cè)設(shè)有縱向的多個通道；濕側(cè)有設(shè)橫向的多個通道，表面有吸附液體層。
如圖2所示，A面為多通道換熱板的干側(cè)，B面為多通道換熱板的濕側(cè)，C為干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔。下面我們分別在干側(cè)和濕側(cè)取若干個點來分析氣流的溫濕變化，當(dāng)氣流被風(fēng)機(jī)吹入換熱器，首先被濕道進(jìn)行初步的預(yù)冷，狀態(tài)從5變化到6，然后分成兩股氣流，一股為流入干側(cè)的產(chǎn)品氣流，一股穿過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔流入濕側(cè)，稱為工作氣流，首先流入濕側(cè)的工作氣流與濕側(cè)進(jìn)行濕熱交換，同時從產(chǎn)品氣流中吸收顯熱，狀態(tài)從6’變化到6”，由于產(chǎn)品氣流僅進(jìn)行顯性冷卻，故狀態(tài)從6變化到7，隨著流入濕側(cè)的氣量不斷增大，產(chǎn)品氣流進(jìn)一步得到顯性冷卻，狀態(tài)由7變化到8，而工作氣流繼續(xù)經(jīng)加濕，飽和然后升溫，狀態(tài)從7’變化到7”，如此下去，直到產(chǎn)品氣流被冷卻到濕球溫度以下接近露點溫度，工作氣流被排出。
從焓濕圖上我們可以看出，在干側(cè)的產(chǎn)品氣流沿流動方向上溫度是不斷降低的，產(chǎn)生了溫度梯度，使得濕側(cè)氣流的冷卻溫度不斷降低，而在濕側(cè)上工作氣流沿流動方向上溫度是不斷升高的。
如圖3所示，D面為多通道換熱板的干側(cè)，E面為多通道換熱板的濕側(cè)，F(xiàn)為干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔。10和12是狀態(tài)不同的兩股氣流，11，13分別是氣流10和12經(jīng)過換熱器后的氣流。
上圖中我們是將單股氣流通過換熱器換熱，現(xiàn)在將兩股狀態(tài)不同的氣流通過換熱器，一股氣流10流入換熱板的干側(cè)，被逐漸冷卻，狀態(tài)由10變化到11，而另一股氣流先進(jìn)入換熱板的干側(cè)(與氣流10不混合)，然后通過換熱器間壁上的孔依次流入濕側(cè)，加濕，飽和，升溫，然后排出。
如圖4所示，G面為多通道換熱板的干側(cè)，H面為多通道換熱板的濕側(cè)，J為干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔。17，18表示兩股需冷卻的氣流，其中17的溫度高于18的溫度，17’，18’分別表示氣流17，18經(jīng)過換熱器以后的氣流，14表示另一股氣流，15，16表示的是氣流14在濕側(cè)的橫向上的兩個狀態(tài)，它們的狀態(tài)表示在右邊的焓濕圖上。
溫度不同的氣流17，18在干側(cè)流動，氣流14先進(jìn)入換熱板的干側(cè)(不與氣流17，18混合)，經(jīng)干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔流入濕側(cè)，圖1中我們曾提到的在濕側(cè)中的氣流溫度是沿流動方向上不斷升高的，所以我們將溫度較低的氣流18由靠近中間氣孔的通道流進(jìn)，而溫度較高的氣流17由遠(yuǎn)離氣孔的通道流進(jìn)，這樣可以使得進(jìn)行熱交換的氣流間溫差增大，避免由于由于溫差太小而大大影響熱交換的效率，從焓濕圖上我們看出這樣的變化。
同理，該方法可以用于多股氣流再生式蒸發(fā)冷卻，如圖5所示，K面為多通道換熱板的干側(cè)，L面為多通道換熱板的濕側(cè)，M為干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔。我們可以讓兩股需要冷卻的氣流22，23相互不混合通過干側(cè)，三股氣流19，20，21相互不混合地進(jìn)入換熱板的干側(cè)(不與氣流22，23混合)，其中19和21的全部，20的部分經(jīng)干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔流入濕側(cè)。這樣在干側(cè)得到22′，23′的冷卻氣流，及20′-1的冷卻氣流，20′-1，22′及23′可以混合也可以不混合。20′-2的混合氣流，及21′與20′-2的混合氣流。20′-2代表氣流20的另一部分。這樣可以實現(xiàn)五股氣流的再生式蒸發(fā)冷卻，同樣可以通過增加通道來實現(xiàn)更多股氣流的再生式蒸發(fā)冷卻。
權(quán)利要求
1.一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法，其特征在于一股氣流首先流入干側(cè)，被逐漸冷卻，其中部分氣流通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔(3)依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出；另一部分則直接從干側(cè)排出。
2.一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法，其特征在于一股(或多股)氣流流入多通道換熱板(1)的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；一股或者多股的氣流先進(jìn)入干側(cè)，然后全部通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔(3)依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出。
3.一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法，其特征在于一股(或多股)氣流流入多通道換熱板(1)的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；兩股或者兩股以上的氣流先進(jìn)入干側(cè)，然后部分通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔(3)依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫后通過濕側(cè)上橫向的通道排出；另一部分直接從干仙排出。
4.一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻換熱器，其特征在于，它由多個換熱單元疊制，每個換熱單元由一個多通道換熱板(1)和一個換熱平板(2)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法及其換熱器。多級再生式多通道蒸發(fā)冷卻方法一股氣流流入多通道換熱板的干側(cè)，被逐漸冷卻，其中部分依次通過干濕側(cè)之間的通孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫排出，另一部分直接從干側(cè)排出。一股(或多股)氣流流入多通道換熱板的干側(cè)，被逐漸冷卻，然后排出；另一股氣流先進(jìn)入干側(cè)(與前面的氣流不混合)，然后全部通過干、濕側(cè)之間的傳熱壁的氣孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫，然后排出；另一部分通過干側(cè)直接排出?；蛘卟糠滞ㄟ^干濕側(cè)之間的會熱壁上的氣孔依次進(jìn)入濕側(cè)，加濕、飽和、升溫，然后排出。本發(fā)明可以利用多個通道通不同狀態(tài)的氣流，使得進(jìn)行熱交換的氣流間溫差增大，傳熱動力增大，提高熱交換的效率，并且還具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，造價低等優(yōu)點。
文檔編號F28D21/00GK1554921SQ20031012281
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月21日
發(fā)明者袁一軍, 沃爾特·阿爾伯斯, 周登利, 葉立英, 丁勝華, 阿爾伯斯 申請人:袁一軍