发明背景
本发明涉及风冷式热交换装置。
背景技术：
风冷式热交换器通过将热量传递到空气中来从工作流体中去除热量。风冷式热交换器通常由连接到散热片的管组成。工作流体通过管的内部传递，热量被传导到管和散热片的外部。空气通过散热片和管散发热量；通常使用一个或多个风扇来使空气流动。工作流体可以是液体、气体、冷凝制冷剂或需要除热的任何其他流体。管通常由铜、铝或不锈钢制成，但是已经使用了其他金属和非金属。散热片通常由铜或铝制成，但是已经使用了其他导热材料。
要从工作流体中带走热量，工作流体的温度必须高于空气温度。空气和工作流体之间的温差越大，消除热量所需的就越少；因此，需要较少的风扇功率来移动空气。
降低周围空气温度的已知方法是通过隔热冷却。在隔热冷却下，一定量的水被喷射到空气中或一些开孔面板上。当空气干球温度接近湿球温度时，水蒸发并冷却空气。相比未处理过的空气，隔热冷却的空气将具有较高的湿度水平和较低的干球温度。较低的干球温度将允许在较低的气流中冷却或将工作流体冷却到较低的温度，这两者都是理想的效果。
有多种方法对风冷式热交换器进行隔热冷却。在一种方法中，进入的环境空气通过预冷系统，该系统具有已被水饱和的开孔面板。可以通过滴入、喷射或其他方法使面板饱和。当空气通过面板时，水会蒸发，从而冷却进入的空气。这些面板的类型和位置有很多变化，但是所有进入的空气都会通过水饱和面板。
这些预冷系统通常在售后提供，并且始终与与其相连的风冷系统分开运输，因此需要现场安装。
技术实现要素：
本发明的特征在于一种风冷式热交换装置，该风冷式热交换装置包括工厂安装的空气预冷系统，该空气预冷系统与主要的风冷式热交换装置连接并与之集成，进一步包括用于将空气预冷系统从运输位置转换到操作位置的机构。
本发明消除了在运输之前主要的热交换装置和空气预冷系统之间的分离，同时将设备保持在合法的运输尺寸内，这反过来大大减少了设备安装的工作量。
包括集成的空气预冷系统的工厂组装的风冷式热交换装置，最好包括以下主要组件，以利于正常操作并确保非许可的运输尺寸：旋转水分配头、可移动的水分配和隔热垫、可调节的增量式框架、增量隔热垫支撑角、双功能滴盘/隔热垫底部支撑件、多功能滴盘和隔热底架支撑件/单元结构增强。
与非预冷却空气设备相比，本发明的集成的空气预冷系统和风冷式热交换装置允许风冷式系统在相同的环境干球温度下操作，同时实现明显更高的排热能力。或者，带有空气预冷系统的风冷式热交换装置可以在相当高的环境干球温度下运行时提供等效的散热。
附图说明
图1是可以与本发明结合使用的两个v型风冷式热交换器的透视图；
图2是图1所示的两个v型风冷式热交换器的相对端的特写透视图；
图3是图1和图2所示类型的v型风冷式热交换器的操作的示意图；
图4示出了两个v型风冷式热交换器的透视图，其具有在售后提供并现场安装的隔热垫，用于预冷却进入的空气；
图5示出了图3中所示的v型风冷式热交换器的其中一个的特写侧视剖视图；
图6是图4和图5所示的具有隔热预冷功能的v型风冷式热交换器的运行示意图；
图7是根据本发明的实施例的集成的工厂组装的集成的空气预冷系统和风冷式热交换装置的透视图，其中空气预冷系统处于缩回/装运位置；
图8示出了本发明的实施例的特写透视图，其中空气预冷系统处于缩回/装运位置；
图9示出了本发明的实施例的特写透视图，其中空气预冷系统处于第一部分部署位置；
图10示出了本发明的实施例的特写透视图，其中空气预冷系统处于第二部分部署位置；
图11示出了本发明的实施例的特写透视图，其中空气预冷系统处于第三部分部署位置；
图12示出了本发明的实施例的特写透视图，其中空气预冷系统处于第四部分部署位置；
图13示出了本发明的实施例的特写透视图，其中空气预冷系统处于第五部分部署位置；
图14示出了本发明的实施例的更紧密的特写透视图，其中空气预冷系统的顶部支架处于缩回位置；
图15示出了本发明的实施例的更紧密的特写透视图，其中，空气预冷系统的顶部支架处于部分部署位置；
图16示出了本发明的实施例的更紧密的特写透视图，其中，空气预冷系统的顶部支架处于第二部分部署位置；
图17示出了本发明的实施例的更紧密的特写透视图，其中，空气预冷系统的隔热垫和顶部支架处于完全部署位置，而空气预冷系统的顶部管处于部分部署位置；
图18示出了本发明的实施例的更紧密的特写透视图，其中，空气预冷系统的隔热垫和顶部支架处于完全部署位置，而空气预冷系统的顶部管处于第二部分部署位置；
图19示出了本发明的一个实施例的更紧密的特写透视图，其中，空气预冷系统的隔热垫、顶部支架和顶部管处于完全部署的位置；
图20是根据本发明的实施例的集成的工厂组装的空气预冷系统和风冷式热交换装置的透视图，其中空气预冷系统处于完全部署/操作位置。
具体实施方式
v形冷却器的示例在图1和图2中示出。框架支撑两个线圈束，每个线圈束包括以v形配置的多个水平布置的翅片管。在每个管束的一端，管在入口端连接到入口集管和出口集管。在每个束的相对端，每个水平管通过回转弯头连接到相邻的水平管。热工艺流体通过入口集管连接件进入入口集管，然后从入口集管分配到管。冷却后的流体通过出口集管流出管，并返回到流向流体的过程/系统。框架在冷却器顶部支撑多个风扇，并通过管和散热片将环境空气吸入设备，并从设备顶部抽出。
图1和2所示类型的v型风冷式热交换器的工作原理如图3所示。红色的热工艺流体通过入口集管连接件进入入口集管。热工艺流体从入口集管横向穿过热交换器，方向大体上平行于水平方向。来自工艺流体的热量通过线圈管表面消散并散发到散热片(未显示)。位于设备顶部的风扇将周围的空气吸入线圈表面。来自工艺流体的热量传递到空气中并排放到大气中。冷却的工艺流体(蓝色显示)通过出口集管排出设备。
具有隔热预冷垫的v形冷却器的示例在图4和图5中示出。框架支撑两个线圈束，每个线圈束包括以v形配置的多个水平布置的翅片管。在每个管束的一端，管在入口端连接到入口集管和出口集管。在每个束的相对端，每个水平管通过回转弯头连接到相邻的水平管。热工艺流体通过入口集管连接件进入入口集管，然后从入口集管分配到管。冷却后的流体通过出口集管流出管，并返回到流向流体的过程/系统。隔热垫沿装置的两边从左到右和自上而下安装。水分配系统将水滴到垫的顶部以使其浸透。没有从垫子上蒸发掉的水被收集在设备的底部，然后被排干或再循环回设备的顶部并返回到垫子。框架在冷却器顶部支撑多个风扇，并通过饱和垫将环境空气吸入设备，经过管和散热片，然后从设备顶部排出。
具有用于对进入空气预冷的隔热垫的v形风冷式热交换器的工作原理如图6所示。红色的热工艺流体通过入口集管连接件进入入口集管。热工艺流体从入口集管横向穿过热交换器，大体上平行于水平方向。来自工艺流体的热量通过线圈管表面消散并散发到散热片(未显示)。隔热系统包括完全润湿位于线圈前面的纤维垫。位于设备顶部的风扇将空气通过隔热的预冷却垫吸入。空气通过隔热垫时会被加湿，从而使干球温度降低到湿球温度的几度之内。这种新的空气温度称为低压干球。然后，这种预冷的空气通过管和翅片表面被吸入，从而大大提高了散热能力。来自工艺流体的热量传递到空气中并排放到大气中。冷却的工艺流体(蓝色显示)通过出口集管排出设备。在循环水系统中，用于润湿隔热垫的水没有蒸发，被收集在设备的底部，然后再循环到垫顶部的配水系统。在直流水系统中，用于润湿隔热垫且未被蒸发的水被收集并送至排水管。
图7和图20示出了本发明的实施例的示例，该实施例包括具有集成的工厂安装的空气预冷系统的v形风冷式热交换器。图7显示了处于缩回位置以进行运输的空气预冷却系统，图20显示了处于完全部署的操作位置的空气预冷系统。
图8示出了本发明的实施例的特写透视图，其中集成的空气预冷系统处于缩回/装运位置。示出了可移动的水分配和隔热垫3，其位于双功能滴水盘/隔热垫底部支架5上，就在多功能滴水盘7上方。可旋转的水分配集管/管9可枢转地附接到v形框架风冷式热交换器。集成的空气预冷系统还包括连接至v形风冷式热交换器框架的框架11，枢转中间隔热支撑元件13和可平移的顶部隔热支撑元件15。
当准备好装运装置时，所有隔热垫均处于图8所示的位置，各自的顶部垫和底部垫3彼此平放/堆叠，顶部垫在底部垫的前面/外部。水分配管9处于缩回位置，折叠靠在v形风冷式热交换器的框架上。顶部隔热支撑元件15处于缩回/向下位置，并且中间支撑元件13处于向下/缩回位置。根据一个替代实施例，顶部隔热支撑元件15可以处于部署/顶部位置(参见例如图16)。装置在此位置发货。
当装置到达其安装地点时，部署/定位控制系统17由操作员/安装技术员激活，从而使预冷系统的元件自动按顺序移动到完全部署的操作配置中。图9示出了该过程的第一步，其中，隔热垫通过隔热垫定位机构19朝操作位置升高。在此阶段，水分配管9和中间支撑元件13保持在缩回位置。顶部隔热支撑元件15无论处于降低位置还是最终位置均保持在运输位置。
图10显示了顶部隔热垫开始移动到最终位置，预冷系统的其余元件处于运输状态。尽管图中仅显示了一组顶部垫移入部署配置，但在实际操作中，所有顶部垫同时移入部署/操作配置。图11中显示了顶部隔热垫移至其最终和操作位置/配置。
当顶部垫已经移动到它们的最终位置时，中间的垫支撑元件通过垫支撑元件定位机构21自动地朝其最终操作配置升高，参见图12(中间垫支撑元件朝最终操作配置移动)和图13(中间垫支撑元件到达最终操作配置)。
在下一步中，如果顶部隔热支撑元件尚未处于完全部署和升高的位置，则它将自动移动到该位置。图14中显示了处于较低(首选运输)配置的顶部隔热垫支撑元件。图15示出了顶部隔热垫支撑元件朝其完全升高和操作配置移动，并且图16示出了顶部隔热垫支撑元件已经移动至其完全升高和操作位置(以及可选的，次优选的运输位置)。
一旦顶部隔热垫处于操作位置，并且顶部隔热支撑元件和中间隔热支撑元件也处于其操作位置，则水分配管将通过水分配管定位机构23自动从其运输位置旋转到其操作位置，参见图17和18。
隔热垫定位机构、隔热垫支撑元件定位机构和水分配管定位机构连接到定位控制系统17并由其控制。
图19将顶部隔热垫、顶部隔热垫支撑元件支架和空气预冷系统的水分配管置于完全部署的位置，水分配管嵌套在隔热垫顶部的凹口中。
图20是根据本发明的实施例的集成的工厂组装的空气预冷系统和风冷式热交换装置的透视图，其中空气预冷系统处于完全部署/操作位置。一旦集成的空气预冷系统完全部署到运行配置中，它便会按照图4-6所述进行操作。
用于将空气预冷系统的元件从运输位置移动到其操作位置的各种机械和控制系统完全在本领域技术人员的能力范围内，并且本发明并不旨在于限于任何特定的机构或控制系统。
1.一种干燥的隔热冷却器，包括：
框架；
在所述框架中以竖直取向的v形布置的两个管束；
每个所述管束具有入口集管和出口集管，所述入口集管被配置和定位成接收热工艺流体并将其分配到相应的管束，并且所述出口集管配置和定位成从所述管束接收冷却的工艺流体；
所述两个管束，每个管束包括多个水平布置的翅片管，所述翅片管通过弯管连接到相邻的管；
多个风扇，由所述框架支撑在所述管束上方，所述多个风扇配置成使空气通过所述管束并从所述风扇的顶部排出；
多个上下隔热垫，安装在所述框架中，邻近所述管束的进气侧；
上隔热垫定位机构，其配置成将所述上隔热垫从隔热垫运输位置移动到隔热垫操作位置；
水分配系统，包括一个或多个水分配管，所述水分配管被配置和定位成在空气被抽吸通过所述管束之前润湿和冷却所述空气；
所述水分配管各自具有水分配管运输位置和水分配管操作位置，所述水分配管运输位置位于所述框架附近，并且所述水分配管操作位置位于所述隔热垫上方并配置成将水输送至所述隔热垫；
水分配管定位机构，其配置为将所述水分配管从所述水分配管运输位置移动到所述水分配管操作位置；
多个隔热支撑元件，每个均具有隔热支撑元件的运输位置和隔热支撑元件的操作位置；
隔热支撑元件定位机构，其配置成将所述隔热支撑元件从所述隔热支撑元件的运输位置移动到所述隔热支撑元件的操作位置；
集水盘，位于所述隔热垫下方并被配置为连接至排水管；以及
控制系统，其连接至所述上隔热垫定位机构、所述水分配管定位机构和所述隔热支撑元件定位机构，所述控制系统配置成使所述上隔热垫定位机构、所述水分配管定位机构和所述隔热支撑元件定位机构将所述上隔热垫、所述水分配管和所述隔热支撑元件从各自的运输位置移动到各自的操作位置。
技术总结