[发明专利]节水绝热喷淋系统

说明书

节水系统和减少绝热冷却所需水量的方法，包括：使用硬水软化器和反渗透装置，其中，自来水(如果需要软化)被输送至反渗透装置，并且单独的软化水、反渗透废水或者软化水结合反渗透废水被输送至喷淋嘴以用于冷却，然后存储并周期性地使用反渗透纯水以重新盘管，从而抑制和/或防止喷淋水中溶解的盐好其他固体的腐蚀。

技术领域

本发明涉及气冷式流体冷却器和冷凝器。

背景技术

气冷式热交换器，例如流体冷却器和冷凝器，将热量排到大气中。这些装置通过显著加热环境空气来排出热量；因此它们能达到的最低温度是高于环境干球温度的温度。通过使用绝热冷却，可以将环境空气冷却到接近湿球温度的温度。然后使用预冷却空气来排出热量。通过使用绝热冷却，干式冷却热交换器可以做的更小(更便宜)或者可以冷却到更低的温度(更节能)或者两者的某种结合。

有两种常用的方式进行绝热冷却。一种方式是用饱和垫冷却空气。厚垫放置在气冷式热交换器的入口处。这些垫被水渗透。当进入的空气被吸入这些垫时，一些水被蒸发然后空气被冷却。虽然这些垫被广泛使用，但是它们仍然具有一些缺点。为了完全渗透这些垫，需要在垫上流过大量的水流。大多数这些水都没有被蒸发而是被送去排水或再循环。将这些水送去排掉是非常低效的，而再循环需要另一个系统来处理和定期排水。额外地，这些垫由吸收水的材料制成，在需要更换它们之前，它们的寿命只有几年。此外，即使不使用绝热冷却，这些垫也会全年留在原位。垫会对空气流动产生阻力，并且全年都需要更高的风扇马力。

产生绝热冷却的第二种典型的方式是使用雾化喷嘴。雾化喷嘴产生细小的水滴，这些水滴迅速蒸发从而冷却空气。雾化喷嘴以低于水的速率喷射水使其流过饱和垫，因此不需要再循环系统并且使用更少的水。这些喷嘴不会给水流带来任何阻力，因此风扇马力保持在最低水平。雾化喷嘴的一个问题在于喷雾中包含的矿物质必须通过盘管，这些矿物质会引起问题。在垫系统中，这些矿物质与输送的过剩的水一起留在垫上或被困在垫本身上。

为了防止生水垢，特别是碳酸钙，软水或软化水必须与雾化喷嘴一起使用。如果喷射硬水，会在喷嘴处或在盘管上形成水垢。为了最小化这些问题，很多制造商严格地限制每年运行绝热喷嘴的小时数。可以使用软化水来避免生水垢。软化过程是用钠取代水中的+2价阳离子。钠盐是高度可溶的因此将不会形成水垢。对软化水的关注在于，硬水中存在的所有阴离子仍然存在于软化水中。这些阴离子，特别是氯化物、硫酸盐和氢氧化物对盘管和散热片具有很强的腐蚀性。如果允许盐在盘管上停留较长时间则尤其如此。为了最小化这些腐蚀作用，很多制造商限制每年使用软化水运行绝热喷嘴的小时数。

系统使用绝热喷嘴延长工作时间的解决方法是使用较低矿物质的水。通常，反渗透(“RO”)水用于这些延长时间系统。低成本RO系统是可行的，因为它以合理的成本提供足够的RO水来操作电池。这些低成本装置在不需要单独的高压泵的情况下在家用水压下运行。这些RO装置应该引入软化水来获得最佳膜寿命。RO将去除大部分钠离子以及大部分腐蚀性阴离子。所产生的水通常比雨水对热交换器的构造材料的腐蚀性小。

使用这些低成本RO系统进行绝热冷却存在一些问题。其中一个在于这些系统在用水方面效率低下。如下的表格示出了低成本、大容量RO的输出。65％的原始软化水被完全丢弃以产生35％的清洁水。

另一个问题在于，即使单个装置并不昂贵，但是单个装置也仅能为约单个电池提供足够的雾化；大多数装置将具有四个或更多个电池，因此需要多个RO装置。

发明内容