[发明专利]用于直接蒸发冷却器的冷却流体应用以及循环系统

说明书

一种蒸发冷却系统，包括：热交换介质，其用于接收冷却流体以冷却流过所述热交换介质的供应空气；用于供应新的冷却流体的冷却流体源；与所述冷却流体源连通的、用于将所述冷却流体供应至所述热交换介质的供应线路；用于收集被供应至所述热交换介质的所述冷却流体的返回储存器；以及设置于所述供应线路中的泵，其用于使在所述返回储存器中所收集的所述冷却流体再循环至所述供应线路中，以便将再循环冷却流体与新的冷却流体一同提供至所述热交换介质。所述泵可呈喷射器的形式。

相关申请的引用

本申请要求于2015年10月16日提交的美国临时专利申请第62/242,569号的优先权。

技术领域

本发明涉及蒸发冷却系统中的改进，以及特别地涉及直接蒸发冷却系统。蒸发冷却系统可被认为是利用热力学定律来冷却流体的调节系统。在蒸发冷却系统中，流体从液相至汽相的改变由于相变中所涉及的蒸发热可引起温度的下降。

背景技术

蒸发冷却器通常包括由结构化波状填充物所制成的接触垫或者介质，所述结构化波状填充物由纤维素、玻璃纤维、或者其它介质构成。该填充物被用来充当用于冷却流体与穿过所述介质的空气的接触的延伸表面。该产品的示例的商标名称为以及在典型的蒸发冷却器中，将原水供应至热交换器或者使原水再循环通过热交换器并且通过从流动通过所述热交换器的供应空气提取热量使原水蒸发。特别地，比如水的冷却流体被应用至所述热交换器的顶部区域并且液体在所述介质的表面之上通过重力向下流动。使空气穿过所述介质并且一部分水从所述介质的表面蒸发成为空气流。

在再循环蒸发冷却系统中，被供应至所述热交换器的尚未蒸发的过剩的水被收集于储存器中并且被接着泵送返回至所述热交换器。当水从热交换蒸发时，溶解于原水中的矿物和盐留下，在浓度方面随着水容量减小而逐渐增加。将补充水供应至所述系统以补偿蒸发的水，但是盐和矿物留下并且在浓度过高的情况下可能作为结垢物质沉积于热交换器上。

为了减小结垢物质的高浓度，使用水的大多数蒸发冷却装置包含至排空装置(drain)的水排出(deep)以控制储存器中的盐含量和矿物含量。确定有效排出量的技术为不同的且众所周知的。通常，排出量取决于给水中的矿物污染的水平以及水化学，但是在低至给水的大致10％(对于非常新鲜的水而言)至多达给水的50％或者更多(其中矿物含量为较高的)之间变化。即使在利用化学处理来扩大矿物的溶解性的情况下，仍然需要排出装置来将矿物达到饱和的水替换为新的水以防止在蒸发过程中结垢。

图3示出典型的直接蒸发冷却器100的示意图。使用泵114使水或者另一种合适的冷却液体从储存器或者集水槽110通过供应线路112再循环至分配器116。分配器116将所供应的水均匀地分配于比如蒸发垫118的热交换器之上。使供应空气124穿过所述垫，在这里供应空气124被冷却并且被加湿以作为被冷却的空气126离开。从分配器116所供给的水向下流动且流动通过所述垫并且在它遇到暖供应空气124时蒸发。由阀120所控制的排出流例如被通过排出线路或者排空线路从所述系统移出至排空装置122，以控制矿物在水中的逐渐增加。按照需要从水源128添加新的补充水来替换蒸发的以及排出的水。可通过设置于储存器110中的浮阀(未示出)控制补充水。

在直接蒸发冷却系统中，排出的水被引导至排空装置并且未被以其它方式使用。这样可能引起冷却水的显著的浪费。这种浪费可能显著地增加操作所述系统的成本并且还对水供应造成显著的负担，特别是在缺乏淡水的地区。

发明内容

本发明可通过以下方式改进蒸发冷却系统的效率和效能：利用能在进入的水供应中获得的能量来形成再循环回路以增加被应用至介质的顶部的水。