CN107036461A - 一种横流式多级蒸发冷却器 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D3/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
    • F28D3/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits with tubular conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种横流式多级蒸发冷却器，包括一级换热器、一级填料、二级换热器、二级填料、三级换热器、三级填料、风机、集水池、水泵、喷淋管、喷嘴、冷却水、制冷剂；所述一级换热器、二级换热器、三级换热器按上述顺序相连构成制冷剂循环回路；所述冷却水从集水池经由水泵输送到顶部的喷淋管，经喷嘴喷淋进行换热后滴落回集水池，形成冷却水循环回路；所述填料的一侧放置确保风横向流过填料的风机。本发明给出的蒸发冷却器，将单级换热变为多级换热，大大缩小了传热温差，实现等温传热，使制冷剂冷凝温度无限接近于空气湿球温度，降低压缩机功耗，提高了整个制冷系统的效率。

Description

一种横流式多级蒸发冷却器
技术领域
本发明属于蒸发散热技术领域，尤其涉及一种横流式多级蒸发冷却器。
背景技术
目前蒸发冷却器主要是利用盘管外的喷淋水部分蒸发时吸收盘管内高温气态制冷剂的热量而使管内的制冷剂逐渐由气态被冷却为液态的一种设备。蒸发冷却器的运行原理是喷淋水由水泵将集水槽中的水输送到冷却器顶部的喷淋管，经喷嘴喷淋到冷凝排管的外表面形成很薄的水膜，水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气，其余落入集水槽，供水泵循环使用。蒸发冷却器具有系统运行费用低、初投资小及占用空间少等优点，广泛应用于基站、机房及大型数据中心等。
但常规蒸发冷却器喷淋的冷却水在冷却过程中不断升温，使制冷剂冷凝温度远高于喷淋冷却水的温度，即空气湿球温度，从而压缩机功耗增大，使整个制冷系统的效率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种横流式多级蒸发冷却器，该蒸发冷却器采用多级冷却的方式，使冷却水与制冷剂之间实现等温传热，以解决现有单级蒸发冷却器制冷剂冷凝温度高于空气湿球温度，使整个系统效率降低的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种横流式多级蒸发冷却器，包括一级换热器、一级填料、二级换热器、二级填料、三级换热器、三级填料、风机、集水池、水泵、喷淋管、喷嘴、冷却水、制冷剂；所述一级换热器的输入端为制冷剂入口，其输出端与二级换热器的输入端相连；所述三级换热器的输入端与二级换热器的输出端相连，其输出端为制冷剂出口；所述一级换热器、二级换热器、三级换热器按上述顺序相连构成制冷剂循环回路；所述水泵输入端与集水池的输出端相连，其输出端通过喷淋管与喷嘴相连；所述冷却水从集水池经由水泵输送到顶部的喷淋管，经喷嘴喷淋分别经过一级换热器、一级填料、二级换热器、二级填料、三级换热器、三级填料进行换热后滴落回集水池，形成冷却水循环回路；所述填料的一侧放置确保风横向流过填料的风机。
以上所述换热器为管式换热器或板式换热器。
以上所述风机为轴流风机，放置在填料的一侧，每级填料对应一级风机，即风机数量与填料数量相同。
以上所述风机为离心风机，放置在填料的一侧，根据风量确定风机的台数。
以上所述换热器和填料交错放置，每级换热器下部放置一级填料。
以上所述换热器和填料可根据实际需要做四级及以上。
本发明给出的蒸发冷却器，优化了换热器结构，将单级换热变为多级换热，使冷却水与制冷剂之间逐级换热，大大缩小了传热温差，实现等温传热，最终达到制冷剂温度无限接近于冷却水温度，即空气湿球温度，降低压缩机功耗，提高了整个制冷系统的效率。
附图说明
图1为横流式多级蒸发冷却器的结构示意图。
图中：11、一级换热器；21、一级填料；12、二级换热器；22、二级填料；13、三级换热器；23、三级填料；3、风机；4、集水池；5、水泵；6、喷淋管；7、喷嘴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参阅图1，一种横流式多级蒸发冷却器，包括一级换热器11、一级填料21、二级换热器12、二级填料22、三级换热器13、三级填料23、风机3、集水池4、水泵5、喷淋管6、喷嘴7、冷却水、制冷剂。所述一级换热器11的输入端为制冷剂入口，其输出端与二级换热器12的输入端相连；所述三级换热器13的输入端与二级换热器12的输出端相连，其输出端为制冷剂出口；所述水泵5输入端与集水池4的输出端相连，其输出端通过喷淋管6与喷嘴7相连。
本发明多级蒸发冷却器的工作原理为：冷却水从集水池4经由水泵5输送到顶部的喷淋管6，经喷嘴7喷淋分别经过一级换热器11、一级填料21、二级换热器12、二级填料22、三级换热器13、三级填料23进行换热后滴落回集水池4。制冷剂输送到一级换热器11，高温气态的制冷剂与低温冷却水进行一次热交换，降温后的制冷剂进入二级换热器12，升温的冷却水滴落在一级填料21上形成很薄的水膜，与低温空气横向换热后水膜中部分水吸热蒸发为水蒸气，其余降温后的冷却水滴落在二级换热器12上与制冷剂进行二次换热。二次换热后的制冷剂进入三级换热器13进行三次换热，最终使制冷剂温度达到空气湿球温度后输出。
若三次换热后制冷剂温度依然高于空气湿球温度，可增加换热次数直至制冷剂温度无限接近于空气湿球温度为止。
风机3可采用多个小功率的轴流风机3，也可采用一个大功率的离心风机3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种横流式多级蒸发冷却器，其特征在于，包括一级换热器、一级填料、二级换热器、二级填料、三级换热器、三级填料、风机、集水池、水泵、喷淋管、喷嘴、冷却水、制冷剂；所述一级换热器的输入端为制冷剂入口，其输出端与二级换热器的输入端相连；所述三级换热器的输入端与二级换热器的输出端相连，其输出端为制冷剂出口；所述一级换热器、二级换热器、三级换热器按上述顺序相连构成制冷剂循环回路；所述水泵输入端与集水池的输出端相连，其输出端通过喷淋管与喷嘴相连；所述冷却水从集水池经由水泵输送到顶部的喷淋管，经喷嘴喷淋分别经过一级换热器、一级填料、二级换热器、二级填料、三级换热器、三级填料进行换热后滴落回集水池，形成冷却水循环回路；所述填料的一侧放置确保风横向流过填料的风机。
2.根据权利要求1所述的一种横流式多级蒸发冷却器，其特征在于，所述换热器为管式换热器或板式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种横流式多级蒸发冷却器，其特征在于，所述风机为轴流风机，放置在填料的一侧，每级填料对应一级风机，即风机数量与填料数量相同。
4.根据权利要求1所述的一种横流式多级蒸发冷却器，其特征在于，所述风机为离心风机，放置在填料的一侧，根据风量确定风机的台数。
5.根据权利要求1所述的一种横流式多级蒸发冷却器，其特征在于，所述换热器和填料交错放置，每级换热器下部放置一级填料。
6.根据权利要求1所述的一种横流式多级蒸发冷却器，其特征在于，所述换热器和填料可根据实际需要做四级及以上。
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