湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统及其方法
【专利摘要】一种湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统及其方法，属于能源与动力领域。其特征在于：该系统还包括湿空气压缩水回收子系统，该子系统包括与蒸发式冷却系统出口相连的湿空气压缩机，与湿空气压缩机出口相连的空冷式湿空气冷凝器、与湿空气冷凝器出口相连的冷凝水节流阀及冷凝湿空气节流阀，冷凝水节流阀出口通过冷凝水箱与蒸发式冷凝子系统的循环水箱进口相连。本发明充分利用蒸发式冷却器排出的饱和湿空气，对加入蒸发式冷却系统的循环水进行了回收，同时采用空气冷却经压缩机升压后的湿空气，大大节约了循环水和冷却用水，符合国家水资源可持续发展战略的目标。
【专利说明】湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统及其方法，属于能源与动力领域。
【背景技术】
[0002]蒸发式冷却系统在电力，化工等领域得到了广泛的利用，其原理主要是利用循环喷淋水的蒸发潜热来冷却工质，受热蒸发后的水蒸气与来流冷却空气混合产生饱和湿空气，传统的蒸发式冷却系统直接将饱和湿空气排入大气，因此将消耗大量的水资源，特别是在干旱地区，水资源与电力，工业冷却用水的矛盾日益突出，同时将热湿空气直接排入大气也会对环境造成热污染。然而对蒸发式冷却系统排出的饱和湿空气水分回收的研究还没有引起重视。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统及其方法。
[0004]一种湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，包括蒸发式冷却子系统、湿空气压缩水回收子系统；
其中蒸发式冷却子系统循环水喷雾装置、冷却盘管、循环风机、循环水箱、循环水泵及冷却塔；其中循环水喷雾装置、冷却盘管及循环风机从上而下依次位于冷却塔中，循环水箱出口与循环水泵进口相连，循环水泵出口与循环水喷雾装置进口相连；
其特征在于:上述湿空气压缩水回收子系统包括湿空气压缩机、湿空气冷凝器、冷凝水节流阀、冷凝湿空气节流阀、冷凝水箱；冷却塔饱和湿空气出口与湿空气压缩机进口相连，湿空气压缩机出口与湿空气冷凝器热侧进口相连，湿空气冷凝器出口分成第一出口支路和第二出口支路，第一出口支路与冷凝水节流阀进口相连，冷凝水节流阀出口与冷凝水箱进口相连，冷凝水箱出口与循环水箱进口相连；湿空气冷凝器第二出口支路与冷凝湿空气节流阀相连，冷凝湿空气节流阀出口与大气相连。
[0005]上述的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统的工作过程，包括以下过程:蒸发式冷却子系统中循环水箱经过循环水泵加压后进入循环水喷雾装置喷嘴内，经喷雾后循环水液滴依附于冷却盘管表面，液滴受热蒸发在冷却塔内与经循环风机流入的冷却空气形成饱和湿空气；经冷却塔排出的饱和湿空气进入湿空气压缩水回收子系统中的湿空气压缩机，湿空气经加温加压后进入湿空气冷凝器的热侧进口，湿空气经冷凝后分成第一出口支路和第二出口支路，冷凝水经第一出口支路进入冷凝水节流阀，降压后进入冷凝水箱，最后进入循环水箱开始下一循环；冷凝湿空气经第二出口支路进入冷凝湿空气节流阀，降压后排入环境大气。
[0006]通过利用上述湿空气压缩水回收子系统，可以回收冷却塔排出饱和湿空气中的水分，同时使回收冷凝水重新进入蒸发式冷却子系统参与循环，大大减少了常规蒸发式冷却系统的循环耗水量。
[0007]上述湿空气压缩水回收子系统中的湿空气压缩机为双螺杆湿空气压缩机，可以克服冷却塔出口饱和湿空气中携带液滴对压缩机结构的损耗。
[0008]上述湿空气压缩水回收子系统中的湿空气冷凝器采用空冷方式，节水性能优异，为了增加冷却负荷，采用轴流风机和换热器管束组成的鼓风式空冷单元集成结构。
[0009]上述湿空气压缩水回收子系统中的湿空气冷凝器采用变频器对风机的运行条件进行调节，针对环境条件的变化，通过改变风机的转速以保证湿空气压缩水回收子系统的稳定闻效运行。
[0010]上述湿空气压缩水回收子系统的湿空气冷凝器为钢基管铝翅片结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是现有蒸发式冷却系统；图2是本发明湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，图中标号名称:I循环水喷雾装置、2冷却盘管、3循环风机、4循环水箱、5循环水泵、6冷却塔、7湿空气压缩机，8湿空气冷凝器，9冷凝水节流阀，10冷凝湿空气节流阀，11冷凝水箱A蒸发式冷却子系统，B湿空气压缩水回收子系统。
【具体实施方式】
[0012]下面参照图1、图2说明湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统的运行过程。
[0013]图2是本发明提出的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统。该系统的工作过程如下:蒸发式冷却子系统循环水箱中的循环水经过循环水泵加压后进入循环水喷雾装置喷嘴内，经喷雾后循环水液滴依附于冷却盘管表面，液滴受热蒸发在冷却塔内与经循环风机流入的冷却空气形成饱和湿空气。至此，如果不启动湿空气压缩水回收子系统，该系统运行过程与图1基本相同；
加装湿空气压缩子系统后，经冷却塔排出的饱和湿空气进入湿空气压缩水回收子系统中的湿空气压缩机，湿空气经加温加压后进入湿空气冷凝器的热侧进口，湿空气经冷凝后分成第一出口支路和第二出口支路，冷凝水经第一出口支路进入冷凝水节流阀，降压后进入冷凝水箱，最后进入循环水箱开始下一循环；冷凝湿空气经第二出口支路进入冷凝湿空气节流阀，降压后排入环境大气。
【权利要求】
1.一种湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，包括蒸发式冷却子系统(A)、湿空气压缩水回收子系统(B)； 其中蒸发式冷却子系统(A)包括循环水喷雾装置(I)、冷却盘管(2)、循环风机(3)、循环水箱(4)、循环水泵(5)及冷却塔(6);其中循环水喷雾装置(I)、冷却盘管(2)及循环风机(3)从上到下依次位于冷却塔(6)中，循环水箱(4)出口与循环水泵(5)进口相连，循环水泵(5)出口与循环水喷雾装置(I)进口相连； 其特征在于:上述湿空气压缩水回收子系统(B)包括湿空气压缩机(7)、湿空气冷凝器(8)、冷凝水节流阀(9)、冷凝湿空气节流阀(10)、冷凝水箱(11); 冷却塔(6)饱和湿空气出口与湿空气压缩机(7)进口相连，湿空气压缩机(7)出口与湿空气冷凝器(8)热侧进口相连，湿空气冷凝器(8)出口分成第一出口支路和第二出口支路，第一出口支路与冷凝水节流阀(9 )进口相连，冷凝水节流阀(9 )出口与冷凝水箱(11)进口相连，冷凝水箱(11)出口与循环水箱(4)进口相连；湿空气冷凝器(8)第二出口支路与冷凝湿空气节流阀(10)相连，冷凝湿空气节流阀(10)出口与大气相连。
2.根据权利要求1所述的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，其特征在于:上述湿空气压缩水回收子系统(B)中的湿空气压缩机(15)为双螺杆湿空气压缩机。
3.根据权利要求1所述的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，其特征在于:上述湿空气压缩水回收子系统(B)中的湿空气冷凝器(8)为轴流风机和换热器管束组成的鼓风式空冷单元集成结构。
4.根据权利要求3所述的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，其特征在于:上述湿空气压缩水回收子系统(B)中的湿空气冷凝器(8)安装有用于控制风机运行转速的变频器。
5.根据权利要求1所述的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统，其特征在于:上述湿空气压缩水回收子系统(B)的湿空气冷凝器(8)为钢基管铝翅片结构。
6.根据权利要求1所述的湿空气压缩蒸发式冷却水回收系统的工作方法，包括以下过程:蒸发式冷却子系统(A)的循环水箱(4)中的循环水经过循环水泵(5)加压后进入循环水喷雾装置(I)喷嘴内，经喷雾后循环水液滴依附于冷却盘管(2)表面，液滴受热蒸发在冷却塔(6)内与经循环风机(3)流入的冷却空气形成饱和湿空气； 其特征在于还包括以下过程:经冷却塔(6)排出的饱和湿空气进入湿空气压缩水回收子系统(B)中的湿空气压缩机(7)，湿空气经加温加压后进入湿空气冷凝器(8)的热侧进口，湿空气经冷凝后分成第一出口支路和第二出口支路，冷凝水经第一出口支路进入冷凝水节流阀(9)，降压后进入冷凝水箱(11)，最后进入循环水箱(4)开始下一循环；冷凝湿空气经第二出口支路进入冷凝湿空气节流阀(10)，降压后排入环境大气。
【文档编号】F25J5/00GK104266507SQ201410453386
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】何纬峰, 韩东, 岳晨, 蒲文灏, 吴易飞, 刘轩, 黄莺 申请人:南京航空航天大学