CN107367180A - 一种蒸发式冷凝器及其应用方法 - Google Patents

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王国峰
许蘅
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F28D5/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation in which the evaporating medium flows in a continuous film or trickles freely over the conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F25/02Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
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Abstract

本发明公开了一种蒸发式冷凝器及其应用方法,属于制冷设备技术领域。本发明通过在主箱体下方侧面设置进风口,且在进风口安装可调进风挡板,当外部环境温度较低时,可将循环水泵和可调进风挡板关闭,空气全部由上端进风口进入,一方面可避免部分空气经填料造成短流,导致气流的无用循环,风机功率无用损耗,同时可减少循环水泵的能耗,节约循环水用量;另一方面,可更加高效地降低换热器温度,提高系统换热效率,在使用过程中,从喷淋装置喷出的水飘落后,由于风压作用,使水膜在换热器上被空气流包裹,从而使水膜完全充分地覆盖在换热器表面,不至于快速剥落,从而提高换热效率,另外可有效避免结垢现象的发生。

Description

一种蒸发式冷凝器及其应用方法
技术领域
本发明公开了一种蒸发式冷凝器及其应用方法,属于制冷设备技术领域。
背景技术
随着工业的发展,水资源和能源都非常紧张,节能被成为是水、煤、石油和天然气之外的“第五能源”,工业生产中冷却用水占70%以上,冷却用水直接排放会造成热污染、经济和资源能源浪费,蒸发冷凝器就是冷却水重复利用的关键设备之一。
蒸发冷凝器是以蒸发冷凝和显热交换为基础,温度不同的两股流体(空气和水)混合时便放出蒸发潜热,引起较热流体(水)发生冷却,这种冷却效应是借一部分液体变成气态因而放出蒸发潜热来实现。蒸发式冷凝器是从凉水塔改进而来的,其操作原理和凉水塔基本相同,但相对于凉水塔,由于省去冷却水在冷凝器中显热传递阶段,使冷凝温度更接近空气的湿球温度,其冷凝温度可比冷却塔式冷凝器系统低3~5℃,这可大大降低压缩机的功耗,节约能源,且其循环水用量减少,只有凉水塔的三分之一左右,可有效节约水资源。
蒸发冷凝器的应用日趋增多,近年来随着研究的不断深入,收到了良好的使用效果,但蒸发式冷凝器在使用过程中也存在一些问题,给用户带来一定的经济损失,如:(1)结垢问题,由于蒸发式冷凝器结构紧凑,吸热块,换热效率高,结构对其传热性能影响相当大,影响结垢的因素很多,换热面表面温度、表面粗糙度、表面结构。流体流动状态,pH值、流体温度、流体中杂质离子含量等起着非常重要的作用;(2)进一步节约能耗的问题,对于环境温度较低的区域,使用蒸发式冷凝器如若按常规方式进行换热,而低温外环境未得到充分利用,一来循环水泵持续运行导致电能能耗较高,二来进风温度较低,水蒸发量减少,导致系统循环效率降低。
因此,结合外部气候环境变化,设计并制造出一种适合不同气候条件下使用的蒸发冷凝器,并使设备内部结构问题得到有效改善,提高设备的循环效率,合理利用水资源,节约资源、能源,是未来冷凝器工业发展的主要方向。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统蒸发式冷凝器在使用过程中,换热器表面易结垢,影响换热效率,且在环境温度较低情况下,无法实现进一步节约能耗和用水量的问题,提供了一种蒸发式冷凝器及其应用方法。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种蒸发式冷凝器,其特征在于:包括主箱体,主箱体一侧最上端出风口处安装有抽风轴流风机,抽风轴流风机正下方安装有挡液板,对应主箱体另一侧最上端进风口处安装有1号进风空气过滤网,1号进风空气过滤网下方安装有喷淋装置,喷淋装置通过管道与主箱体最下方的循环水泵相连,喷淋装置正下方安装有换热器,换热器上方入口为进气口,下方出口为出液口,换热器正下方设有锥形集液口,集液口正下方设有填料,填料一侧为可调进风挡板和2号进风空气过滤网,另一侧为挡板,填料正下方设有储液槽,储液槽中盛放有循环冷却水,循环冷却水可通过加水口添加;
应用所述的蒸发式冷凝器时,需要冷却的介质由进气口进入,冷却后经出液口返回,工作过程中,抽风轴流风机开启,使整个主箱体内部处于负压状态,循环冷却水经循环水泵从储液槽输送至喷淋装置,由于主箱体内负压,空气由1号进风空气过滤网进入,与循环冷却水共同将换热器内需要冷却的介质降温至所需温度,随后循环冷却水被集液口收集后落入填料中,并被由2号进风空气过滤网进入的空气冷却,而经过换热器和填料的饱和热湿空气通过挡板和挡液板后,排放到周围环境中,当环境温度低于0℃时,循环水泵关闭,可调进风挡板关闭,空气仅由1号进风空气过滤网进入,对需要冷却的介质实现空气冷却;
所述的可调进风挡板是由导风板、固定侧板和转动轴组成;
所述的可调进风挡板还可根据周围环境温度调节进风量。
所述的1号进风空气过滤网材质为叠片状硼硅纤维、叠片状涤纶纤维或叠片状玻璃纤维。
所述的换热器为盘管式换热器或板式换热器中的一种。
所述的填料为鲍尔环填料、阶梯环填料、拉西环填料或球形填料中的一种。
所述的2号进风空气过滤网材质为叠片状硼硅纤维、叠片状涤纶纤维或叠片状玻璃纤维。
所述的循环冷却水是由以下重量份数的原料混合而成:100~120份去离子水,3~5份聚丙烯酸,0.6~0.8份乳化剂OP-10。
所述的挡液板表面均匀分布有直径为0.1~0.3mm网孔,材质为304不锈钢。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过在主箱体下方侧面设置进风口,且在进风口安装可调进风挡板,当外部环境温度较低时,可将循环水泵和可调进风挡板关闭,空气全部由上端进风口进入,一方面可避免部分空气经填料造成短流,导致气流的无用循环,风机功率无用损耗,同时可减少循环水泵的能耗,节约循环水用量;另一方面,可更加高效地降低换热器温度,提高系统换热效率;
(2)本发明技术方案通过在主箱体下方侧面设置进风口,在使用过程中,从喷淋装置喷出的水飘落后,由于风压作用,使水膜在换热器上被空气流包裹,从而使水膜完全充分地覆盖在换热器表面,不至于快速剥落,从而提高换热效率,另外可有效避免结垢现象的发生;
(3)本发明技术方案在两处进风口分别安装空气过滤网,可将冷却所用空气中杂质成分过滤,避免杂质吸附于箱体内部结构表面形成结垢,且得益于挡板和挡水板的使用,可使空气中的水分遇冷凝结,水珠重新掉落进入储液槽,避免含水空气对风机设备的腐蚀。
附图说明
图1为本发明蒸发冷凝器内部构造示意图;
图2为本发明蒸发冷凝器的可调进风挡板构造示意图。
其中,1、主箱体;2、抽风轴流风机;3、1号进风空气过滤网;4、喷淋装置;5、换热器;6、进气口;7、出液口;8、集液口;9、填料;10、2号进风空气过滤网;11、可调进风挡板;11-1导风板;11-2、固定侧板;11-3、转动轴;12、储液槽;13、循环冷却水;14、循环水泵;15、加水口;16、挡板;17、挡水板。
具体实施方式
一种蒸发式冷凝器,其特征在于:包括主箱体1,主箱体1一侧最上端出风口处安装有抽风轴流风机2,抽风轴流风机2正下方安装有挡液板17,对应主箱体1另一侧最上端进风口处安装有1号进风空气过滤网3,1号进风空气过滤网3下方安装有喷淋装置4,喷淋装置4通过管道与主箱体1最下方的循环水泵14相连,喷淋装置4正下方安装有换热器5,换热器5上方入口为进气口6,下方出口为出液口7,换热器5正下方设有锥形集液口8,集液口8正下方设有填料9,填料9一侧为可调进风挡板11和2号进风空气过滤网10,另一侧为挡板16,填料9正下方设有储液槽12,储液槽12中盛放有循环冷却水13,循环冷却水13可通过加水口15添加;应用所述的蒸发式冷凝器时,需要冷却的介质由进气口6进入,冷却后经出液口7返回,工作过程中,抽风轴流风机2开启,使整个主箱体1内部处于负压状态,循环冷却水13经循环水泵14从储液槽12输送至喷淋装置4,由于主箱体1内负压,空气由1号进风空气过滤网3进入,与循环冷却水13共同将换热器5内需要冷却的介质降温至所需温度,随后循环冷却水13被集液口8收集后落入填料9中,并被由2号进风空气过滤网10进入的空气冷却,而经过换热器5和填料9的饱和热湿空气通过挡板16和挡液板17后,排放到周围环境中,当环境温度低于0℃时,循环水泵14关闭,可调进风挡板11关闭,空气仅由1号进风空气过滤网3进入,对需要冷却的介质实现空气冷却;所述的可调进风挡板11是由导风板11-1、固定侧板11-2和转动轴11-3组成;所述的可调进风挡板11还可根据周围环境温度调节进风量。所述的1号进风空气过滤网3材质为叠片状硼硅纤维、叠片状涤纶纤维或叠片状玻璃纤维。所述的换热器5为盘管式换热器或板式换热器中的一种。所述的填料9为鲍尔环填料、阶梯环填料、拉西环填料或球形填料中的一种。所述的2号进风空气过滤网10材质为叠片状硼硅纤维、叠片状涤纶纤维或叠片状玻璃纤维。所述的循环冷却水13是由以下重量份数的原料混合而成:100~120份去离子水,3~5份聚丙烯酸,0.6~0.8份乳化剂OP-10。所述的挡液板17表面均匀分布有直径为0.1~0.3mm网孔,材质为304不锈钢。

Claims (7)

1.一种蒸发式冷凝器,其特征在于:包括主箱体(1),主箱体(1)一侧最上端出风口处安装有抽风轴流风机(2),抽风轴流风机(2)正下方安装有挡液板(17),对应主箱体(1)另一侧最上端进风口处安装有1号进风空气过滤网(3),1号进风空气过滤网(3)下方安装有喷淋装置(4),喷淋装置(4)通过管道与主箱体(1)最下方的循环水泵(14)相连,喷淋装置(4)正下方安装有换热器(5),换热器(5)上方入口为进气口(6),下方出口为出液口(7),换热器(5)正下方设有锥形集液口(8),集液口(8)正下方设有填料(9),填料(9)一侧为可调进风挡板(11)和2号进风空气过滤网(10),另一侧为挡板(16),填料(9)正下方设有储液槽(12),储液槽(12)中盛放有循环冷却水(13),循环冷却水(13)可通过加水口(15)添加;
应用所述的蒸发式冷凝器时,需要冷却的介质由进气口(6)进入,冷却后经出液口(7)返回,工作过程中,抽风轴流风机(2)开启,使整个主箱体(1)内部处于负压状态,循环冷却水(13)经循环水泵(14)从储液槽(12)输送至喷淋装置(4),由于主箱体(1)内负压,空气由1号进风空气过滤网(3)进入,与循环冷却水(13)共同将换热器(5)内需要冷却的介质降温至所需温度,随后循环冷却水(13)被集液口(8)收集后落入填料(9)中,并被由2号进风空气过滤网(10)进入的空气冷却,而经过换热器(5)和填料(9)的饱和热湿空气通过挡板(16)和挡液板(17)后,排放到周围环境中,当环境温度低于0℃时,循环水泵(14)关闭,可调进风挡板(11)关闭,空气仅由1号进风空气过滤网(3)进入,对需要冷却的介质实现空气冷却;
所述的可调进风挡板(11)是由导风板(11-1)、固定侧板(11-2)和转动轴(11-3)组成;
所述的可调进风挡板(11)还可根据周围环境温度调节进风量。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器,其特征在于:所述的1号进风空气过滤网(3)材质为叠片状硼硅纤维、叠片状涤纶纤维或叠片状玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器,其特征在于:所述的换热器(5)为盘管式换热器或板式换热器中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器,其特征在于:所述的填料(9)为鲍尔环填料、阶梯环填料、拉西环填料或球形填料中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器,其特征在于:所述的2号进风空气过滤网(10)材质为叠片状硼硅纤维、叠片状涤纶纤维或叠片状玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器,其特征在于:所述的循环冷却水(13)是由以下重量份数的原料混合而成:100~120份去离子水,3~5份聚丙烯酸,0.6~0.8份乳化剂OP-10。
7.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器,其特征在于:所述的挡液板(17)表面均匀分布有直径为0.1~0.3mm网孔,材质为304不锈钢。
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