КОМБИНИРОВАННОЕ ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ

1. Комбинированное теплообменное устройство, предназначенное для охлаждения горячей текучей среды, поступающей из источника горячей текучей среды и имеющее теплообменный компонент непрямого действия, распределительную систему для охлаждения текучей среды и теплообменный компонент прямого действия, при этом комбинированное теплообменное устройство содержит:
средство подачи подлежащей охлаждению горячей текучей среды из источника горячей текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия в распределительную систему для охлаждения текучей среды;
средство распространения подлежащей охлаждению горячей текучей среды из распределительной системы для охлаждения текучей среды в теплообменный компонент прямого действия; и
средство обеспечения протекания окружающего воздуха и через теплообменный компонент непрямого действия, и через теплообменный компонент прямого действия для генерирования горячего влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент прямого действия, и горячего сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент непрямого действия.
2. Устройство по п.1, в котором средство подачи подлежащей охлаждению горячей текучей среды из источника горячей текучей среды включает в себя насос, при этом средство распространения горячей подлежащей охлаждению текучей среды содержит коллектор для распределения текучей среды, имеющий первую секцию коллектора для распределения текучей среды и вторую секцию коллектора для распределения текучей среды в избирательном гидравлическом сообщении с первой секцией коллектора для распределения текучей среды, таким образом, что насос находится в гидравлическом сообщении только с первой секцией коллектора для распределения текучей среды и действует для перекачивания подлежащей охлаждению горячей текучей среды из источника горячей текучей среды в первую секцию коллектора для распределения текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия, при этом вторая секция коллектора для распределения текучей среды находится в гидравлическом разъединении с первой секцией коллектора для распределения текучей среды и насосом.
3. Устройство по п.2, в котором средство распространения подлежащей охлаждению текучей среды включает в себя множество распылительных форсунок, соединенных с коллектором для распределения текучей среды и находящихся с ним в гидравлическом сообщении, при этом насос выполнен с возможностью перекачивания подлежащей охлаждению горячей текучей среды в коллектор для распределения текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия и через множество распылительных форсунок.
4. Устройство по п.3, в котором источник горячей текучей среды, насос, теплообменный компонент непрямого действия, первая секция коллектора для распределения текучей среды и теплообменный компонент прямого действия находятся в последовательном гидравлическом сообщении друг с другом в указанном порядке.
5. Устройство по п.1, в котором средство обеспечения протекания окружающего воздуха через теплообменное устройство представляет собой воздушный проточный механизм.
6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средство смешивания горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха с целью получения их горячей воздушной смеси.
7. Устройство по п.6, в котором средство смешивания горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха содержит перемешивающую структуру с турбулизатором, размещенную над средством распространения подлежащей охлаждению текучей среды.
8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее изолирующее средство для отделения горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха друг от друга внутри теплообменного устройства.
9. Устройство по п.8, в котором изолирующее средство содержит перегородку для вертикального размещения, по меньшей мере, между теплообменным устройством непрямого действия и теплообменным устройством прямого действия, при этом теплообменный компонент непрямого действия и теплообменный компонент прямого действия размещены рядом друг с другом.
10. Устройство по п.8, в котором средство обеспечения протекания окружающего воздуха через теплообменное устройство с целью генерирования горячего влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего через влажное отделение теплообменного устройства, представляет собой первый воздушный проточный механизм, а средство обеспечения протекания окружающего воздуха через теплообменное устройство с целью генерирования горячего сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего через остающееся сухим отделение теплообменного устройства, представляет собой второй воздушный проточный механизм.
11. Устройство по п.10, дополнительно содержащее средство отвода горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха из теплообменного устройства, при этом средство отвода представляет собой первый воздушный проточный механизм для отвода горячего влажного воздуха из теплообменного устройства и представляет собой второй воздушный проточный механизм для отвода горячего сухого воздуха из теплообменного устройства.
12. Способ замедления образования конденсата на основе воды на теплообменном устройстве, предназначенном для охлаждения подлежащей охлаждению горячей текучей среды, поступающей из источника горячей текучей среды, причем теплообменное устройство содержит теплообменный компонент непрямого действия, распределительную систему для охлаждения текучей среды и теплообменный компонент прямого действия, при этом способ включает в себя следующие этапы:
подачу подлежащей охлаждению горячей текучую среды из источника горячей текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия в распределительную систему для охлаждения текучей среды;
распределение подлежащей охлаждению горячей текучую среды из распределительной системы для охлаждения текучей среды в теплообменный компонент прямого действия; и
обеспечение протекания окружающего воздуха и через теплообменный компонент непрямого действия, и через теплообменный компонент прямого действия для генерирования горячего влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент прямого действия, и горячего сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент непрямого действия.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя этап смешивания горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха для получения их горячей воздушной смеси.
14. Способ по п.13, дополнительно включающий в себя этап обеспечения отвода горячей воздушной смеси горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха из теплообменного устройства.
15. Способ по п.14, в котором горячая воздушная смесь горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха выходит из теплообменного устройства, по меньшей мере, практически без видимого шлейфа конденсата на основе воды.
16. Способ по п.15, в котором при выходе горячей воздушной смеси горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха из теплообменного устройства появляются видимые струйки конденсата на основе воды с внешней стороны теплообменного устройства.
17. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя этап отделения горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха друг от друга внутри теплообменного устройства.
18. Способ по п.17, дополнительно включающий в себя этап отвода горячего влажного воздуха и горячего сухого воздуха из теплообменного устройства.
19. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя этап установки перегородки, простирающейся вертикально, по меньшей мере, между теплообменным компонентом прямого действия и теплообменным компонентом непрямого действия.
20. Способ по п.12, в котором теплообменный компонент непрямого действия и теплообменный компонент прямого действия размещают рядом друг с другом.
21. Комбинированное теплообменное устройство, предназначенное для охлаждения подлежащей охлаждению горячей текучей среды из источника горячей текучей среды и содержащее:
емкость, имеющую верхнюю стенку, нижнюю стенку и несколько боковых стенок, соединенных с верхней и нижней стенкой для формирования камеры, в общем, коробчатой формы, причем камера имеет водоприемное отделение камеры, частично определяемое нижней стенкой, для удерживания охлажденной текучей среды, выпускное отделение камеры, частично определяемое верхней стенкой, и центральное отделение камеры, частично определяемое между противоположными частями боковых стенок и расположенное между водоприемным отделением камеры и выпускным отделением камеры, причем в верхней стенке выполнен выпускной канал для воздуха, сообщенный с выпускным отделением камеры, а, по меньшей мере, в одной боковой стенке выполнен входной канал для воздуха, сообщенный с центральным отделением камеры;
теплообменный компонент прямого действия, расположенный в центральном отделении камеры и частично простирающийся через центральное отделение камеры, при этом теплообменный компонент прямого действия прилегает снизу к выпускному отделению камеры и предназначен для пропускания через себя подлежащей охлаждению горячей текучей среды из распределительной системы для охлаждения текучей среды;
теплообменный компонент непрямого действия, расположенный в центральном отделении камеры и частично простирающийся через центральное отделение камеры, при этом теплообменный компонент непрямого действия прилегает снизу к выпускному отделению камеры и избирательно гидравлически сообщен с теплообменным компонентом прямого действия;
распределительную систему для охлаждения текучей среды, включающую в себя коллектор для распределения текучей среды, простирающийся через центральное отделение камеры и имеющий первую секцию коллектора для распределения текучей среды, расположенную выше и рядом с теплообменным компонентом прямого действия, и вторую секцию коллектора для распределения текучей среды, находящуюся в избирательном гидравлическом сообщении с первой секцией коллектора для распределения текучей среды и расположенную выше и рядом с теплообменным компонентом непрямого действия;
насос, предназначенный для перекачки подлежащей охлаждению горячей текучей среды из источника горячей текучей среды в первую секцию коллектора для распределения текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия или в первую секцию коллектора для распределения текучей среды через вторую секцию коллектора для распределения текучей среды;
воздушный проточный механизм, обеспечивающий протекание окружающего воздуха через комбинированное теплообменное устройство из входного канала для воздуха через теплообменные компоненты непрямого и прямого действия и коллектор для распределения текучей среды, а также через выпускной канал для воздуха; и
регулятор, выполненный с возможностью обеспечения работы комбинированного теплообменного устройства в одном из режимов: во влажном режиме и в комбинированном влажном/сухом режиме,
при этом во влажном режиме воздушный проточный механизм и насос являются питаемыми в их соответствующих включенных состояниях, тогда как теплообменник непрямого действия и теплообменник прямого действия находятся в гидравлическом разделении друг от друга, а первая секция коллектора для распределения текучей среды и вторая секция коллектора для распределения текучей среды находятся в гидравлическом сообщении друг с другом, что приводит к пропусканию окружающего воздуха через теплообменный компонент непрямого действия и теплообменный компонент прямого действия, так что подлежащая охлаждению горячая текучая среда распространяется для увлажнения теплообменного компонента прямого действия из первой секции коллектора для распределения текучей среды и увлажнения теплообменного компонента непрямого действия из второй секции коллектора для распределения текучей среды с целью генерирования горячего влажного воздуха, который впоследствии выходит через выпускной канал для воздуха, а
в комбинированном влажном/сухом режиме и воздушный проточный механизм, и насос являются питаемыми в их соответствующих включенных состояниях, при этом теплообменный компонент непрямого действия и первая секция коллектора для распределения текучей среды находятся в гидравлическом сообщении, а первая секция коллектора для распределения текучей среды и вторая секция коллектора для распределения текучей среды находятся в гидравлическом разделении одна от другой, что приводит к пропусканию окружающего воздуха через теплообменный компонент непрямого действия и теплообменный компонент прямого действия, так что подлежащая охлаждению горячая текучая среда распространяется для увлажнения теплообменного компонента прямого действия из первой секции коллектора для распределения текучей среды с целью генерирования горячего влажного воздуха, обеспечивая при этом возможность для теплообменного компонента непрямого действия быть сухим с целью генерирования горячего сухого воздуха.
22. Устройство по п.21, в котором, после распространения распределительной системой для охлаждения текучей среды подлежащей охлаждению горячей текучей среды через теплообменный компонент прямого действия и в на него так, чтобы увлажнять теплообменный компонент прямого действия, в то время как теплообменный компонент непрямого действия остается сухим, и обеспечения воздушным проточным механизмом протекания окружающего воздуха через теплообменный компонент прямого действия для генерирования горячего влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего через влажный теплообменный компонент прямого действия, и генерирования горячего сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего через сухой теплообменный компонент непрямого действия, горячий влажный воздух и горячий сухой воздух смешиваются для получения горячей воздушной смеси, которая впоследствии выходит через выпускной канал для воздуха.
23. Устройство по п.21, дополнительно содержащее перегородку, по меньшей мере, вертикально разделяющую теплообменный компонент прямого действия и теплообменный компонент непрямого действия так, что, когда комбинированное теплообменное устройство находится в комбинированном влажном/сухом режиме, влажный теплообменный компонент прямого действия и сухой теплообменный компонент непрямого действия разграничены для определения первой рабочей зоны центрального отделения камеры и второй рабочей зоны центрального отделения камеры, расположенной рядом с первой рабочей зоной.
24. Устройство по п.23, в котором перегородка расположена в комбинированном теплообменном устройстве таким образом, чтобы отделить друг от друга горячий влажный воздух и горячий сухой воздух внутри теплообменного устройства, так что горячий влажный воздух и горячий сухой воздух отводят по отдельности из комбинированного теплообменного устройства.
25. Устройство по п.23, в котором первая рабочая зона центрального отделения камеры имеет горизонтальную ширину первой рабочей зоны, а вторая рабочая зона центрального отделения камеры имеет горизонтальную ширину второй рабочей зоны, причем горизонтальная ширина первой рабочей зоны и горизонтальная ширина второй рабочей зоны являются равными друг другу и отличаются одна от другой.
26. Устройство по п.21, в котором теплообменный компонент непрямого действия представляет собой трубчатую конструкцию, а теплообменный компонент прямого действия представляет собой одну из структур: структуру контактной насадки и структуру рейки для разбрызгивания.
27. Устройство по п.26, в котором трубчатая конструкция представляет собой одну из конфигураций: конфигурацию змеевика, коллектора и проходную конфигурацию.
28. Устройство по п.27, в котором трубчатая конструкция содержит либо множество ребристых труб, либо множество неоребренных труб.
29. Устройство по п.21, в котором распределительная система для охлаждения текучей среды включает в себя первый трехходовой клапан и второй трехходовой клапан, причем первый трехходовой клапан установлен между первой секцией коллектора для распределения текучей среды и второй секцией коллектора для распределения текучей среды и далее по ходу потока после выпускного канала теплообменного компонента прямого действия, второй трехходовой клапан установлен далее по ходу потока после насоса и до входного канала теплообменного компонента непрямого действия, а также выше по ходу потока от входного канала второй секции коллектора для распределения текучей среды.
30. Устройство по п.29, в котором, в комбинированном влажном/сухом режиме первый трехходовой клапан в открытом состоянии предназначен для обеспечения гидравлического соединения первой секции коллектора для распределения текучей среды и теплообменного компонента непрямого действия, и в закрытом состоянии - для гидравлического разделения первой и второй секций коллектора для распределения текучей среды, а второй трехходовой клапан в открытом состоянии предназначен для обеспечения гидравлического соединения источника горячей текучей среды и теплообменного компонента непрямого действия, и в закрытом состоянии - для гидравлического отсоединения второй секции коллектора для распределения текучей среды от источника горячей текучей среды; а во влажном режиме первый трехходовой клапан в открытом состоянии предназначен для обеспечения гидравлического соединения первой секции коллектора для распределения текучей среды и второй секции коллектора для распределения текучей среды, и в закрытом состоянии - для гидравлического разделения первой секции коллектора для распределения текучей среды и теплообменного компонента непрямого действия, а второй трехходовой клапан в открытом состоянии предназначен для обеспечения гидравлического соединения второй секции коллектора для распределения текучей среды и источника горячей текучей среды, и в закрытом состоянии - для гидравлического разделения теплообменного компонента непрямого действия и первой секции коллектора для распределения текучей среды.
31. Устройство по п.30, в котором регулятор предназначен для подачи питания или отключения питания, по меньшей мере, на одном из элементов оборудования, насосе и воздушном проточном механизме, посредством автоматического или ручного переключения, по меньшей мере, одного из элементов оборудования, насоса и воздушного проточного механизма, из включенного состояния в отключенное состояние, а также предназначен перемещения первого трехходового клапана и второго трехходового клапана в их соответствующие открытые и закрытые состояния, а также между этими состояниями.
32. Устройство по п.21, в котором распределительная система для охлаждения текучей среды включает в себя первый клапан, второй клапан и третий клапан, причем первый клапан установлен между первой секцией коллектора для распределения текучей среды и второй секцией коллектора для распределения текучей среды, второй клапан установлен далее по ходу потока после выпускного канала теплообменного компонента непрямого действия, между первой и второй секциями коллектора для распределения текучей среды, третий клапан установлен далее по ходу потока после насоса и до входного канала второй секции коллектора для распределения текучей среды.
33. Устройство по п.32, в котором, в комбинированном влажном/сухом режиме первый клапан находится в закрытом состоянии для гидравлического разделения первой и второй секций коллектора для распределения текучей среды, второй клапан находится в открытом состоянии для обеспечения гидравлического соединения первой секции коллектора для распределения текучей среды и теплообменного компонента непрямого действия, а третий клапан находится в закрытом состоянии для гидравлического разделения второй секции коллектора для распределения текучей среды и источника горячей текучей среды; а во влажном режиме первый клапан находится в открытом состоянии для обеспечения гидравлического соединения первой и второй секций коллектора для распределения текучей среды, второй клапан находится в закрытом состоянии для гидравлического разделения первой секции коллектора для распределения текучей среды и теплообменного компонента непрямого действия, а третий клапан находится в открытом состоянии для обеспечения гидравлического соединения источника горячей текучей среды и второй секции коллектора для распределения текучей среды.
34. Устройство по п.33, в котором регулятор предназначен для подачи питания или отключения питания, по меньшей мере, на одном из элементов оборудования, насосе и воздушном проточном механизме, посредством автоматического или ручного переключения, по меньшей мере, одного из элементов оборудования, насоса и воздушного проточного механизма, из включенного состояния в отключенное состояние, а также предназначен для перемещения первого клапана, второго клапана и третьего клапана в их соответствующие открытые и закрытые состояния, а также между ними.
35. Устройство по п.21, дополнительно содержащее структуру водоотделителя, простирающуюся через камеру и размещенную между коллектором для распределения текучей среды и выпускным каналом для воздуха, при этом выпускное отделение камеры расположено над структурой водоотделителя, а центральное отделение камеры расположено под структурой водоотделителя.
36. Устройство по п.21, дополнительно содержащее перемешивающую структуру с турбулизатором, простирающуюся через камеру в ее выпускном отделении.
37. Устройство по п.21, дополнительно содержащее, по меньшей мере, один направляющий аппарат, установленный на одной из ряда боковых стенок во входном канале для воздуха, расположенном рядом с водоприемным отделением камеры и выше него, и предназначенный для обеспечения возможности поступления окружающего воздуха в центральное отделение камеры.
38. Устройство по п.21, в котором распределительная система для охлаждения текучей среды включает в себя множество распылительных форсунок, причем каждая распылительная форсунка в рабочем режиме соединено, по меньшей мере, с одним водораспределительным коллектором для распространения текучей среды.
39. Устройство по п.21, дополнительно содержащее ограничительный обводной канал, соединяющий источник горячей текучей среды и первую секцию коллектора для распределения текучей среды, при этом обходящий вторую секцию коллектора для распределения текучей среды и действующий в целях ограничения потока горячей текучей среды, подлежащей охлаждению, через теплообменный компонент непрямого действия.
40. Способ замедления образования конденсата на основе воды, выходящего из теплообменного устройства, предназначенного для охлаждения подлежащей охлаждению горячей текучей среды, поступающей из источника горячей текучей среды, причем теплообменное устройство содержит теплообменный компонент непрямого действия и теплообменный компонент прямого действия, при этом способ включает в себя следующие этапы:
увлажнение теплообменного компонента прямого действия частью подлежащей охлаждению горячей текучей среды;
подачу остальной части подлежащей охлаждению горячей текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия без увлажнения теплообменного компонента непрямого действия; и
обеспечение пропускания окружающего воздуха и через теплообменный компонент непрямого действия, и через теплообменный компонент прямого действия для генерирования горячего влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент прямого действия, и горячего сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент непрямого действия.
41. Способ по п.40, дополнительно включающий в себя этап отведения оставшейся части подлежащей охлаждению горячей текучей среды в теплообменное устройство после подачи остальной части подлежащей охлаждению горячей текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия.
42. Комбинированное теплообменное устройство, предназначенное для охлаждения горячей текучей среды, поступающей из источника горячей текучей среды, причем теплообменное устройство содержит теплообменный компонент непрямого действия и теплообменный компонент прямого действия, при этом комбинированное теплообменное устройство включает в себя:
средство увлажнения теплообменного компонента прямого действия частью подлежащей охлаждению горячей текучей среды;
средство подачи остальной части подлежащей охлаждению горячей текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия без увлажнения теплообменного компонента непрямого действия;
средство обеспечения протекания окружающего воздуха и через теплообменный компонент непрямого действия, и через теплообменный компонент прямого действия для генерирования горячего влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент прямого действия, и горячего сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего через теплообменный компонент непрямого действия.
43. Устройство по п.42, дополнительно содержащее средство отвода остающейся части подлежащей охлаждению горячей текучей среды в теплообменное устройство после подачи остальной части горячей текучей среды через теплообменный компонент непрямого действия.