改进的激冷器及使用方法与流程

1.本发明涉及区域冷却系统的水的激冷，或需要提供激冷水的其他此类应用。


背景技术：

2.激冷器的设计涉及能源使用、激冷水供应最大化和激冷器占地面积之间的平衡，特别是在空间非常重要的地方。
3.就将冷能应用于通过的水，以及高容量的实际泵送成本两者而言，激冷器需要大量的能量。
4.因此，具有可以根据不同的最终用户要求而改变以优化关键参数的激冷器系统将是有利的。


技术实现要素：

5.对于大流量，在温差较小的情况下，对水进行快速激冷的能力需要激冷器内的停留时间以及将水泵送通过激冷器的大量能量，以有效的进行热传递。
6.在第一方面，本发明提供了一种用于对供应水进行激冷的系统，所述系统包括：激冷室、入口、双向导管组件、选择性地可操作的出口；所述激冷室具有选择性地流体连通的至少两个部分；所述入口用于接收供应水并将所述供应水引入所述部分的第一个的第一端；所述双向导管组件用于选择性地操作为布置为接收供应水并将所述供应水引入所述部分的第二个的第一端的入口或者操作为布置为引导来自所述部分的第二个的第一端的流动的出口；所述选择性地可操作的出口布置为引导来自室的第二端的流动；其中，两个部分在室的第二端附近流体连通，并且所述系统布置为在至少两个模式下选择性地工作；第二模式，在第二模式下，出口关闭并且双向导管组件布置为将水从第二部分的第一端排出，使得水从第一部分的入口流入第一部分的第一端、流到第二部分的第一端，并且通过双向导管组件排出；第一模式，在第一模式下，出口打开并且双向导管组件布置为将水引入第二部分的第一端，使得水从第一部分的入口流入第一部分的第一端，并且从双向导管组件流入第二部分的第一端，通过出口将所述水从室的第二端排出。
7.在第二方面，本发明提供了一种用于对供应水进行激冷的方法，所述方法包括以下步骤；设置激冷室，所述激冷室具有选择性地流体连通的至少两个部分，所述室包括入口和出口；双向导管组件用于选择性地操作为入口或操作为出口；其中，两个部分在室的第二端附近流体连通，并且所述系统布置为在至少两种模式下选择性地工作；选择第二模式，所述第二模式包括关闭出口，因此，使水从第一入口流入第一部分的第一端，流到第二部分的第一端，并且通过双向导管组件将水排出，或者；选择第一模式，所述第一模式包括打开出口，因此，使水从第一入口流入第一部分的第一端，并且使水从双向导管组件流入第二部分的第一端，以便通过出口将水从室的第二端排出。
8.在第三方面，本发明提供了一种用于对水进行激冷的系统，所述系统包括：用于接收供应水的室，所述室布置为对所述水进行激冷，然后释放激冷水；其中，所述室从第一模
式向第二模式选择性地可转换，使得：在第一模式下，所述室布置为使得入口流量高于第二模式下的入口流量；所述室布置为在第一模式下通过第一出口输出所述水，在第二模式下通过第二出口输出所述水。
9.相应地，通过具有应用于激冷室的双向导管组件和选择性地可操作的入口和出口，在一次通过模式与二次通过模式之间切换的能力使得系统能够在平衡激冷水的温度目标的同时满足流量需求。根据本发明的激冷器系统与现有技术的系统相比可以在高需求时段和低需求时段都更有效地工作。
附图说明
10.参考所附附图将便于进一步描述本发明，所附附图说明了本发明的可能布置。本发明的其它布置是可能的，因此，附图的特殊性不应理解为代替本发明前面描述的一般性。
11.图1a至图1c为根据本发明的一个实施方案的激冷器系统的示意图。
12.图2a至图2b为根据本发明的进一步的实施方案的激冷器系统的等距视图。
具体实施方式
13.图1a至图1c示出根据本发明的激冷器系统的示意图。这种示意性布置排除了实际系统在适当的位置具有的必要的辅助特征，因此只显示了系统所需的那些特征。
14.例如，实际系统可能具有作为激冷室的蒸发器，以及冷凝器单元。排除了将供应流连接至室并用于激冷室排水的管道工程，并且排除了使组件“选择性地可操作”的必需的阀。
15.为此，图1a示出基本形式的激冷系统5。系统5包括激冷室10，所述激冷室10在内部分为第一部分25和第二部分30。两个部分25、30流体连通20，其可以是简单的空隙或选择性地可打开的孔口。选择性地可打开可以通过操作员控制或自动控制进行。还可以是压力驱动，例如布置为当孔口两侧存在压差时打开。如将在后面解释的，在一次通过模式流动中，孔口两侧的压力基本相同，而在出口45关闭的情况下，二次通过模式将在第一部分25中产生与第二部分30相比的正压力，使得孔口打开。
16.如上所述，室10包括部分25、30的第二端处的选择性可操作的出口45。第一部分25的第一端处是入口35，室10通过所述入口35接收流体的流入。在一个实施方案中，流入可以是返回的激冷水，所述激冷水需要冷却以重新进入区域冷却系统。
17.本发明的重要特征是使用双向导管40，所述双向导管40选择性地可操作，以用作入口或出口。如提到的用于部分的孔口，双向导管组件的出口和入口之间的切换可以通过操作员控制、自动控制或通过压力驱动装置进行。
18.在一个实施方案中，双向导管组件40可以是具有阀组的单个管道，其中入口与出口之间的导管切换方向取决于系统是处于一次通过模式还是二次通过模式。或者，导管组件40可以是两个分开的管道，其中一个作为专用入口，而另一个作为专用出口，系统根据切换的模式改变管道。
19.图1b和图1c用作系统5如何从一次通过模式向二次通过模式切换的说明性示例。
20.正如所讨论的，激冷水的峰值需要可能会受终端用户需求的影响而在一天或在一年中发生变化。当终端用户在家时的夜间期间，一个这样的需求可能需要更大量的激冷水
供住宅使用。然而，在热天或非高峰时段，确保输出温度与设计温度相符可能会更好。
21.为此，根据本发明的系统能够选择：
22.i)一次通过模式(如图1c所示)：通过使流入经过两个并联部分来获得更高的流通能力，从而使流通能力加倍；
23.ii)二次通过模式(如图1b所示)：通过使水经过第一部分，然后通过第二部分返回，从而使停留时间加倍，进而使温差增加，来获得更大的温差。
24.参考图1b的二次通过模式，出口45关闭，并且双向导管40切换为出口。入口35接收流入55并将其引入第一部分25的第一端。水流过第一部分25，通过流体连通装置20，然后来到第二部分30，到达第一端。用作出口的双向导管40将水流65引出第二部分30。因此，经过室10的水60有效地流过室的两个长度，从而使停留时间加倍。
25.参考图1c的一次通过模式，出口45打开，并且双向导管40切换为入口。入口35和双向导管40两者都将水70、75引入第一和第二部分25、30的第一端，水朝向第二端流动，然后经由出口45被引到室10的出口85。因此，经过室的水80流过室的一个长度，但水量是二次通过模式的两倍，从而使流量能力加倍。
26.图2a和图2b示出采用根据本发明进一步实施方案的本发明的实施系统。
27.激冷水系统95示出为具有蒸发器105和冷凝器100。蒸发器105分为第一部分120和第二部分115。在蒸发器105的第二端处是歧管，来自两个部分115、120的水流入所述歧管，这使得水能够从一个部分流入另一个部分。歧管130包括出口135。
28.入口140位于第一端，入口140接收经由泵180返回的激冷水170，从而将返回的激冷水引入第一端处的第一部分120。
29.双向导管组件145设置在第二部分115的第一端处，由第一阀157和第二阀147确定流动方向，所述第一阀157将双向导管与流出隔开，所述第二阀147将双向导管145与入口泵180隔开。
30.对于二次通过模式，图2a示出了通过将流出管道155与出口管道150分开的第三阀153来隔开并因此得到有效关闭的出口。第二阀147关闭，从而将第二部分与流入隔开，并且第一阀157打开，从而使双向导管145与激冷水供应装置160流体连通。
31.结果，水经过入口140，通过第一和第二部分115、120，并从双向导管145流出。然后激冷水被放回激冷水供应装置160中。
32.旁通管路165用作将多余的水流重新引导回激冷水返回装置，以泵回到蒸发器105中。
33.对于一次通过模式，图2b示出了第三阀153打开，从而打开出口135。第二阀147也打开，从而在泵180与双向阀145之间提供流体连通。然后，第一阀157关闭，从而将双向导管145与流出关断。因此，来自激冷水返回装置的流入通过入口140和双向导管145两者被引入蒸发器105。
34.结果，水同时进入第一和第二部分115、120，并且通过歧管130和出口135抽取，以将其引入激冷水供应装置160。
35.因此，本发明改进了现有技术，提供了受需求的影响而在高流量能力或用于激冷的高停留时间之间切换的灵活性。
36.由于可转换的优点，使用本发明可以减少多个冗余激冷器的必要性。本发明可以
在两种模式下工作，并且分别供应两种不同指定温差(δ)的激冷水。也就是说，如果需要两个备用的激冷器，以便供应具有两种温差的两种不同温度的激冷水，则利用本激冷器发明，本发明可以仅用一个来代替分开的激冷器的需要，从而减少资本支出和维护费用。
37.具体地，本激冷器可以用于向包括冷梁的空气冷却系统提供激冷水。
38.冷梁通常包括翅片管式热交换器，所述翅片管式热交换器包括在从天花板悬挂或凹入天花板或安装在墙上的壳体中。激冷水穿过管道，以去除房间内某些可感觉到的冷负荷。同时，空调系统可能仍然需要传统的acmv来去除建筑中的其余可感觉到的负荷和潜在冷负荷。
39.通过冷梁空调系统中的激冷水供应可以设置两种不同的温度。通过非限制性示例的方式，冷梁中的激冷水供应温度可以高于13.4℃(室温25℃的露点温度，相对湿度55％)，这可以避免运行期间在连接至各冷梁的管道和冷梁表面上发生冷凝。
40.冷梁不适用于封闭环境，例如走廊和大堂，在所述封闭环境中仍需要传统的acmv，比如ahu/fcu，在传统的acmv中，激冷水供应温度在8℃以下。相应地，整个激冷器机组配置可以具有两种温度的激冷器来供应激冷水，每种类型应当分别具有自己的备用激冷器。由于安装激冷器容量将大幅增加，安装支出和维护费用也将大幅增加。
41.相应地，由于一个本激冷器可以替选地作为两种类型的激冷器备用，本激冷器可以节省安装支出和运行维护费用。或者，一个备用功能用于与传统的ahu/fcu相比具有更大温差的冷水，另一个备用功能用于与冷梁系统相比具有更小温差的温水。在一个实施方案中，当要提供具有更大温差的冷水时，本激冷器可以在具有更低流量的二次通过模式下工作，而当要提供具有更小温差的温水时，本激冷器可以在具有更高流量的一次通过模式下工作。例如，图2b和图2a的实施方案可以工作，以便在具有更低δt(4.5℃
‑
10℃)的更高流量的一种模式下工作以及在具有更高δt(4.5℃
‑
13℃)的更低流量的另一种工作模式下工作。