ГИБРИДНЫЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ

1. Теплообменный аппарат, содержащий теплообменное устройство с проходящей через него нагретой текучей средой, при этом теплообменный аппарат содержит:
средства распределения воды испарительного охлаждения на теплообменное устройство для смачивания части теплообменного устройства так, чтобы в то же время остальная часть теплообменного устройства оставалась сухой; и
средство побуждения прохождения потока окружающего воздуха поперек теплообменного устройства с получением нагретого влажного воздуха в результате нагрева окружающего воздуха, проходящего поперек влажной части теплообменного устройства, и нагретого сухого воздуха в результате нагрева окружающего воздуха, проходящего поперек остальной части теплообменного устройства.
2. Теплообменный аппарат по п.1, в котором средства распределения воды испарительного охлаждения содержат водяной распределительный трубопровод и насос, сообщающийся по текучей среде с водяным распределительным трубопроводом и предназначенный для нагнетания воды для испарительного охлаждения в водяной распределительный трубопровод.
3. Теплообменный аппарат по п.2, в котором средства распределения воды испарительного охлаждения содержат множество разбрызгивающих сопел, соединенных с водяным распределительным трубопроводом и сообщающихся с ним по текучей среде, а насос предназначен для нагнетания воды испарительного охлаждения в водяной распределительный трубопровод и затем через множество разбрызгивающих сопел.
4. Теплообменный аппарат по п.1, в котором средство побуждения прохождения потока окружающего воздуха поперек теплообменного устройства представляет собой механическое устройство для создания воздушного потока.
5. Теплообменный аппарат по п.1, дополнительно содержащий средство смешивания нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха с получением нагретой воздушной смеси.
6. Теплообменный аппарат по п.5, в котором средство смешивания нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха содержит турбулизатор в виде жалюзийной решетки, размещенный выше средств для распределения воды испарительного охлаждения.
7. Теплообменный аппарат по п.1, дополнительно содержащий перегородку для разделения по вертикали, по меньшей мере, теплообменного устройства на влажную часть и на остальную, сухую часть.
8. Теплообменный аппарат по п.7, в котором теплообменное устройство содержит первую секцию теплообменника и вторую секцию теплообменника, сообщающуюся по текучей среде с указанной первой секцией теплообменника, при этом одна из первой секции теплообменника и второй секции теплообменника является влажной частью теплообменного устройства, а остальная часть одной из первой и второй секций теплообменника представляет собой остальную сухую часть теплообменного устройства.
9. Теплообменный аппарат по п.1, дополнительно содержащий средства изоляции, предназначенные для изоляции нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха друг от друга внутри теплообменного аппарата.
10. Теплообменный аппарат по п.9, в котором средство побуждения прохождения окружающего воздуха поперек теплообменного устройства с получением нагретого влажного воздуха из потока окружающего воздуха, проходящего поперек влажной части теплообменного устройства, представляет собой первое механическое устройство для создания воздушного потока, а средство побуждения прохождения потока окружающего воздуха через теплообменное устройство с получением нагретого сухого воздуха из потока окружающего воздуха, проходящего поперек остальной сухой части теплообменного устройства, представляет собой второе механическое устройство для создания воздушного потока.
11. Теплообменный аппарат по п.10, дополнительно содержащий средства выпуска нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха из теплообменного аппарата, при этом указанные средства выпуска представляют собой первое механическое устройство для выпуска нагретого влажного воздуха из теплообменного аппарата и второе механическое устройство для выпуска нагретого сухого воздуха из теплообменного аппарата.
12. Способ предотвращения образования водного конденсата, выходящего из теплообменного аппарата, содержащего систему распределения охлаждающей воды и теплообменное устройство, через которое проходит поток нагретой текучей среды, при этом способ включает следующие этапы:
распределение воды для испарительного охлаждения с помощью системы распределения охлаждающей воды на теплообменное устройство так, чтобы смачивалась только часть теплообменного устройства, в то время как остальная часть теплообменного устройства оставалась сухой; и
побуждение прохождения потока окружающего воздуха поперек теплообменного устройства с получением нагретого влажного воздуха из окружающего воздуха, проходящего поперек влажной части теплообменного устройства и нагретого сухого воздуха из окружающего воздуха, проходящего поперек остальной сухой части теплообменного устройства.
13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап смешения нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха с образованием потока нагретой воздушной смеси.
14. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап побуждения движения нагретой воздушной смеси, образованной из нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха, к выходу из теплообменного аппарата.
15. Способ по п.14, в котором нагретая воздушная смесь, состоящая из нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха, выходит, по меньшей мере, из теплообменного аппарата, по меньшей мере, по существу без видимого шлейфа водяного конденсата.
16. Способ по п.15, в котором при выпуске из теплообменного аппарата нагретой воздушной смеси, образованной из нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха, снаружи теплообменного аппарата появляются видимые клочья водяного конденсата.
17. Способ по п.12, дополнительно включающий этап изолирования нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха друг от друга внутри теплообменного аппарата.
18. Способ по п.17, дополнительно включающий этап выпуска нагретого влажного воздуха и нагретого сухого воздуха из теплообменного аппарата.
19. Способ по п.12, дополнительно включающий этап размещения разделительной перегородки, проходящей вертикально, по меньшей мере, между влажной частью теплообменного устройства и остальной сухой частью теплообменного устройства.
20. Гибридный теплообменный аппарат, содержащий
корпус, содержащий верхнюю стенку, нижнюю стенку и ряд боковых стенок, соединенных с верхней стенкой и нижней стенкой с образованием коробчатой камеры, при этом камера содержит часть камеры с водяным бассейном, образованную, частично, нижней стенкой для содержания в ней воды испарительного охлаждения, выходную часть камеры, образованную, частично, верхней стенкой, и центральную часть камеры, образованную, частично, между противоположными боковыми стенками и находящуюся между частью камеры с водяным бассейном и выходной частью камеры, при этом верхняя стенка снабжена выпускным воздуховодом, который сообщается с выходной частью камеры, и, по меньшей мере, одна боковая стенка выполнена с входным отверстием для воздуха, сообщающимся с центральной частью камеры;
теплообменное устройство, размещенное в центральной части камеры поперек указанной центральной части камеры вблизи и ниже выходной части камеры, при этом теплообменное устройство предназначено для циркуляции через него нагретой текучей среды от источника нагретой текучей среды;
систему распределения охлаждающей воды, содержащую, по меньшей мере, один водяной распределительный трубопровод, проходящий поперек центральной части камеры и размещенный выше и вблизи теплообменного устройства, и, по меньшей мере, один насос, предназначенный для нагнетания воды испарительного охлаждения из части камеры с водяным бассейном в и через водяной распределительный трубопровод, при этом вода испарительного охлаждения распределяется на теплообменное устройство;
механическое устройство для создания воздушного потока, побуждающее прохождение потока окружающего воздуха через гибридный теплообменный аппарат из входного отверстия, далее поперек теплообменного устройства и водяного распределительного трубопровода и затем через выпускной воздуховод; и
контроллер, предназначенный для переключения гибридного теплообменного аппарата в один из влажного режима, сухого режима и гибридного влажного/сухого режима,
при этом во влажном режиме к механическому устройству для создания воздушного потока и системе для распределения охлаждающей воды подводится энергия, в результате чего поток окружающего воздуха проходит поперек теплообменного устройства, и вода испарительного охлаждения распределяется на теплообменное устройство и по всему теплообменному устройству с получением нагретого влажного воздуха, который после этого выходит через выпускной воздуховод;
в сухом режиме энергия подводится только к механическому устройству для создания воздушного потока, в то время как к системе для распределения охлаждающей воды энергия не подводится, в результате чего поток окружающего воздуха проходит поперек теплообменного устройства, при отсутствии подвода воды испарительного охлаждения, которая распределялась бы на теплообменное устройство и по всему теплообменному устройству, с получением нагретого сухого воздуха, который выходит затем через выпускной воздуховод, и
в гибридном влажном/сухом режиме к механическому устройству для создания воздушного потока и системе для распределения охлаждающей воды подводится энергия, в результате чего система распределения охлаждающей воды распределяет воду испарительного охлаждения на поверхность теплообменного устройства по его длине таким образом, что вода смачивает только часть теплообменного устройства, в то время как остальная часть теплообменного устройства остается сухой, и одновременно механическое устройство для создания воздушного потока выполнено с возможностью побуждения прохождения окружающего воздуха поперек теплообменного устройства с получением нагретого влажного воздуха в результате нагревания окружающего воздуха, проходящего поперек влажной части теплообменного устройства, и получением нагретого сухого воздуха в результате нагревания окружающего воздуха, проходящего поперек остальной части теплообменного устройства.
21. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, в котором после распределения воды испарительного охлаждения на теплообменное устройство и по всему теплообменному устройству посредством системы распределения охлаждающей воды так, чтобы смачивалась часть теплообменного устройства, в то время как остальная часть теплообменного устройства оставалась сухой, и после побуждения, с помощью механического устройства для создания воздушного потока, прохождения потока окружающего воздуха поперек теплообменного устройства с получением нагретого влажного воздуха в результате нагревания окружающего воздуха, проходящего поперек влажной части теплообменного устройства, и нагретого сухого воздуха в результате нагревания окружающего воздуха, проходящего поперек остальной сухой части теплообменного устройства, нагретый влажный воздух и сухой воздух смешиваются с образованием нагретой воздушной смеси, которая затем выходит через выпускной воздуховод.
22. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, дополнительно содержащий перегородку для разделения по вертикали, по меньшей мере, теплообменного устройства таким образом, что при работе гибридного теплообменного аппарата в гибридном влажном/сухом режиме влажная часть теплообменного устройства и остальная сухая часть теплообменного устройства разграничены.
23. Гибридный теплообменный аппарат по п.22, в котором разделительная перегородка размещена в гибридном теплообменном аппарате таким образом, чтобы изолировать нагретый влажный воздух и нагретый сухой воздух друг от друга внутри теплообменного аппарата для того, чтобы нагретый влажный воздух и нагретый сухой воздух отводились из гибридного теплообменного аппарата по отдельности.
24. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, в котором теплообменное устройство содержит первую секцию теплообменника и вторую секцию теплообменника, которая или сообщается по текучей среде с первой секцией теплообменника или изолирована от первой секции.
25. Гибридный теплообменный аппарат по п.24, дополнительно содержащий перегородку, расположенную вертикально, по меньшей мере, между первой секцией теплообменника и второй секцией теплообменника так, что когда гибридный теплообменный аппарат работает в гибридном влажном/сухом режиме, первая рабочая зона центральной части камеры и вторая рабочая зона центральной части камеры отделены друг от друга.
26. Гибридный теплообменный аппарат по п.25, в котором первая рабочая зона центральной части камеры имеет первую ширину в горизонтальном направлении, а вторая рабочая зона центральной части камеры имеет вторую ширину в горизонтальном направлении, при этом ширина первой рабочей зоны в горизонтальном направлении и ширина второй рабочей зоны в горизонтальном направлении или равны или отличаются друг от друга.
27. Гибридный теплообменный аппарат по п.24, в котором первая секция теплообменника и вторая секция теплообменника соединены друг с другом по текучей среде параллельно, или первая секция теплообменника и вторая секция теплообменника соединены последовательно, или первая секция теплообменника и вторая секция теплообменника изолированы друг от друга.
28. Гибридный теплообменный аппарат по п.24, в котором первая секция теплообменника содержит одну из трубчатой конструкции, структуры с контактной насадкой и комбинации из трубчатой конструкции и структуры с контактной насадкой, размещенных в вертикальном направлении одна поверх другой, и вторая секция теплообменника имеет одну из трубчатой конструкции, структуры с контактной насадкой и комбинации из трубчатой конструкции и структуры с контактной насадкой, размещенных в вертикальном направлении одна поверх другой.
29. Гибридный теплообменный аппарат по п.28, в котором трубчатая конструкция выполнена в виде одной из конфигураций, включающих конфигурацию трубы в виде змеевика и одноходовую конфигурацию с коллектором, имеющим прямоугольное сечение.
30. Гибридный теплообменный аппарат по п.29, в котором трубчатая конструкция включает в себя или множество оребренных труб или множество гладких труб или комбинацию из множества оребренных труб и множества гладких труб.
31. Гибридный теплообменный аппарат по п.25, в котором система распределения охлаждающей воды содержит, по меньшей мере, один клапан, а, по меньшей мере, один водяной распределительный трубопровод содержит первую секцию водяного распределительного трубопровода и вторую секцию водяного распределительного трубопровода, которая избирательно сообщается по текучей среде с первой секцией водяного распределительного трубопровода с помощью, по меньшей мере, одного клапана, установленного между указанными первой и второй секциями так, что когда, по меньшей мере, один клапан находится в открытом положении, первая и вторая секции водяного распределительного трубопровода сообщаются друг с другом по текучей среде, а когда, по меньшей мере, один клапан находится в закрытом положении, первая и вторая секции водяного распределительного трубопровода изолированы друг от друга по текучей среде, при этом между первой секцией водяного распределительного трубопровода и второй секцией водяного распределительного трубопровода установлена разделительная перегородка.
32. Гибридный теплообменный аппарат по п.25, в котором, по меньшей мере, один насос включает в себя первый насос и второй насос, а, по меньшей мере, один водяной распределительный трубопровод включает в себя первый водяной распределительный трубопровод и второй водяной распределительный трубопровод, при этом указанные первый насос и первый водяной распределительный трубопровод избирательно сообщаются друг с другом по текучей среде, и указанные второй насос и второй водяной распределительный трубопровод избирательно сообщаются друг с другом по текучей среде, при этом разделительная перегородка установлена между первым водяным распределительным трубопроводом и вторым водяным распределительным трубопроводом.
33. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, в котором система распределения охлаждающей воды содержит клапан, при этом, по меньшей мере, один водяной распределительный трубопровод содержит первую секцию водяного распределительного трубопровода и вторую секцию водяного распределительного трубопровода, между которыми установлен клапан так, что когда указанный клапан находится в открытом положении, первая и вторая секции водяного распределительного трубопровода сообщаются друг с другом по текучей среде, а когда клапан находится в закрытом положении, первая и вторая секции водяного распределительного трубопровода изолированы друг от друга.
34. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, в котором, по меньшей мере, один насос включает в себя первый насос и второй насос, а, по меньшей мере, один водяной распределительный трубопровод включает в себя первый водяной распределительный трубопровод и второй водяной распределительный трубопровод, при этом указанные первый насос и первый водяной распределительный трубопровод избирательно сообщаются друг с другом по текучей среде, и указанные второй насос и второй водяной распределительный трубопровод избирательно сообщаются друг с другом по текучей среде.
35. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, в котором контроллер выполнен с возможностью подключения к источнику энергии и отключения от источника энергии, по меньшей мере, одного из системы для распределения охлаждающей воды и механического устройства для создания воздушного потока посредством автоматического или ручного переключения, по меньшей мере, одного из системы для распределения охлаждающей воды и механического устройства для создания воздушного потока между положениями «включено» и «выключено».
36. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, дополнительно содержащий водоотделитель, установленный поперек камеры и расположенный между водяным распределительным трубопроводом и выпускным воздуховодом, при этом выходная часть камеры находится выше водоотделителя, а центральная часть камеры находится ниже водоотделителя.
37. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, дополнительно содержащий турбулизатор в виде жалюзийной решетки, установленной поперек камеры и расположенной в выходной части камеры.
38. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, дополнительно содержащий во входном отверстии для воздуха, по меньшей мере, один модуль с вентиляционной решеткой, прикрепленный к одной из ряда боковых стенок, расположенный вблизи части камеры с водяным бассейном и выше этой части камеры и обеспечивающий вход окружающего воздуха в центральную часть камеры.
39. Гибридный теплообменный аппарат по п.20, в котором система распределения охлаждающей воды содержит множество разбрызгивающих сопел, при этом каждое из разбрызгивающих сопел функционально связано, по меньшей мере, с одним водяным распределительным трубопроводом.