CN107606826A - 基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器 - Google Patents
基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，包括有机组壳体，机组壳体两相对的侧壁上分别设置有进风口a、进风口b；机组壳体内的中央设置有冷凝器主体，冷凝器主体与进风口a之间设置有第一板管间接蒸发冷却器，冷凝器主体与进风口b之间设置有第二板管间接蒸发冷却器，第一板管间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有二次排风口a，第二板管间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有二次排风口b，二次排风口a、二次排风口b均与冷凝器主体连通。本发明的蒸发式冷凝器，具有换热效率高及占地面积小的优点。
Description
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器。
背景技术
冷凝技术广泛应用于工业、商业及民用等领域，依其使用的冷却介质和换热形式可分为风冷、水冷和蒸发冷三种。目前，我国大多数冷水机组是水冷式，也有部分是风冷式，而蒸发冷使用的相对较少。
风冷式冷水机组，虽说空气易于取得且可循环利用，无污染，但冷却温度高出环境温度15℃～20℃左右，受环境影响较大，效率相对较低，而且运行时噪音太大，同时体积也比较大，多数安装在楼层顶部，造成安装和维护不便。
水冷式冷水机组，用经过冷却塔处理过后的冷却循环水进行降温，效率较风冷来说要高一些，但是增加了冷却塔的占地问题，特别是应用于某些狭小区域(如：地铁站等地)时，冷却塔的占地问题十分严峻，由于地下无法放置，则直接裸露于地上用护栏围住，会大大浪费土地资源；加之设置冷却塔，会使整个系统耗水量很大且能耗和初投资变得更大。
蒸发式冷凝，主要是利用换热管表面水膜直接蒸发的相变潜热的换热机制进行换热，且相对于水冷而言不用设置冷却塔，而且原料易得，无污染。据现有资料可知：在标准大气压下，100℃的水的汽化潜热是2257.2kJ/kg，换热量明显数倍于风与水的显热换热，由此可见，蒸发冷凝器可以达到较高的换热效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，具有换热效率高及占地面积小的优点。
本发明所采用的技术方案是，基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，包括有机组壳体，机组壳体两相对的侧壁上分别设置有进风口a、进风口b；机组壳体内的中央设置有冷凝器主体，冷凝器主体与进风口a之间设置有第一板管间接蒸发冷却器，冷凝器主体与进风口b之间设置有第二板管间接蒸发冷却器，第一板管间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有二次排风口a，第二板管间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有二次排风口b，且二次排风口a、二次排风口b均与冷凝器主体连通。
本发明的特点还在于：
二次排风口a通过二次排风风管a与冷凝器主体连接，且二次排风风管a内设置有风量调节阀a；二次排风口b通过二次排风风管b与冷凝器主体连接，且二次排风风管b内设置有风量调节阀b。
冷凝器主体，包括有V字型冷凝器，V字型冷凝器由两组盘管呈倾斜设置构成V字型，两组盘管之间设置有喷淋单元；V字型冷凝器的上方设置有挡水板c，挡水板c上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口；V字型冷凝器的下方设置有水箱c，水箱c通过循环水进水管与喷淋单元连接，且循环水进水管上设置有循环水泵c；V字型冷凝器与水箱c之间形成空气流道，且空气流道分别与第一板管间接蒸发冷却器、第二板管间接蒸发冷却器连通。
排风口内设置有排风机。
排风机为轴流风机。
喷淋单元由喷淋水管和多个均匀设置于喷淋水管上且分别面向两组盘管喷淋的离心式喷嘴构成。
第一板管间接蒸发冷却器，包括有板管换热器a，板管换热器a的上方依次设置有布水器a、挡水板a，板管换热器a的下方设置有水箱a；布水器a通过蓄水管与水箱a连接，蓄水管上设置有循环水泵a；板管换热器a与水箱a之间形成第一风道，第一风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口a。
板管换热器a与进风口a之间设置有初效过滤器a。
第二板管间接蒸发冷却器，包括有板管换热器b，板管换热器b的上方依次设置有布水器b、挡水板b，板管换热器b的下方设置有水箱b；布水器b通过供水管与水箱b连接，供水管上设置有循环水泵b；板管换热器b与水箱b之间形成第二风道，第二风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口b。
板管换热器b与进风口b之间设置有初效过滤器b。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的蒸发式冷凝器，采用板管间接蒸发冷却器对室外空气先进行处理，然后为冷凝器主体散热，能减轻气候因素对冷凝器主体散热的影响，能提高散热效率，扩大适用范围；
(2)本发明的蒸发式冷凝器，省去了冷却塔的设置，能有效节省初投资，同时也能避免由设置冷却塔带来的占地问题；
(3)在本发明的蒸发式冷凝器中，板管间接蒸发冷却器内的二次排风和冷凝器主体排风共用一个风机，能减小能耗、降低初投资；
(4)在本发明的蒸发式冷凝器中，板管间接蒸发冷却器的二次排风和冷却冷凝器主体后排出的空气能对V字型冷凝器内的盘管进行预冷，还能使盘管淋水部分的温度降低，这样能在一定程度上减小结水垢的问题；
(5)本发明的蒸发式冷凝器，在二次空气排风管内设置风量调节阀，便于控制输送的二次风量。
附图说明
图1是本发明蒸发式冷凝器的结构示意图；
图2是本发明蒸发式冷凝器内冷凝器主体中喷淋单元的结构示意图。
图中，A.第一板管间接蒸发冷却器，B.第二板管间接蒸发冷却器，C.冷凝器主体，1.排风机，2.挡水板c，3.V字型冷凝器，4.风量调节阀a，5.挡水板a，6.布水器a，7.板管换热器a，8.二次风进风口a，9.初效过滤器a，10.水箱a，11.循环水泵a，12.水箱b，13.循环水泵b，14.循环水泵c，15.水箱c，16.初效过滤器b，17.二次风进风口b，18.板管换热器b，19.布水器b，20.挡水板b，21.风量调节阀b，22.机组壳体，23.喷淋单元，24.二次排风风管a，25.二次排风风管b，26.循环水进水管，27.进风口a，28.进风口b，29.二次排风口a，30.二次排风口b，31.排风口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，如图1所示，包括有机组壳体22，机组壳体22两相对的侧壁上分别设置有进风口a27、进风口b28；机组壳体22内的中央设置有冷凝器主体C，冷凝器主体C与进风口a27之间设置有第一板管间接蒸发冷却器A，冷凝器主体C与进风口b28之间设置有第二板管间接蒸发冷却器B，第一板管间接蒸发冷却器A上方对应的机组壳体22顶壁上设置有二次排风口a29，第二板管间接蒸发冷却器B上方对应的机组壳体22顶壁上设置有二次排风口b30，且二次排风口a29、二次排风口b30均与冷凝器主体C连通。
二次排风口a29通过二次排风风管a24与冷凝器主体C连接，且二次排风风管a24内设置有风量调节阀a4；二次排风口b30通过二次排风风管b25与冷凝器主体C连接，且二次排风风管b25内设置有风量调节阀b21。
冷凝器主体C，如图1及图2所示，包括有V字型冷凝器3，V字型冷凝器3由两组盘管呈倾斜设置构成V字型，两组盘管之间设置有喷淋单元23；V字型冷凝器3的上方设置有挡水板c2，挡水板c2上方对应的机组壳体22顶壁上设置有排风口31，排风口31内设置有排风机1；V字型冷凝器3的下方设置有水箱c15，水箱c15通过循环水进水管26与喷淋单元23连接，循环水进水管26上设置有循环水泵c14；V字型冷凝器3与水箱c15之间形成空气流道，且该空气流道分别与第一板管间接蒸发冷却器A、第二板管间接蒸发冷却器B连通。
排风机1为轴流风机。
采用V字型冷凝器3，使制冷剂从两组盘管上部(制冷剂入口端)流入，从下部(制冷剂出口端)流出，并且V字型冷凝器3可实现在狭小空间内使内部的盘管与空气有更大的接触面积，使空气与水充分接触，从而能提高换热效率。
喷淋单元23位于两组盘管之间的中部；如图2所示，喷淋单元23由喷淋水管和多个均匀设置于喷淋水管上且分别面向两组盘管喷淋的离心式喷嘴构成；采用离心式喷嘴，可使水膜均匀附在盘管表面和空气进行热湿交换，实现蒸发冷却过程，带走冷凝热。
第一板管间接蒸发冷却器A，如图1所示，包括有板管换热器a7，板管换热器a7的上方依次设置有布水器a6、挡水板a5，板管换热器a7的下方设置有水箱a10，布水器a6通过蓄水管与水箱a10连接，蓄水管上设置有循环水泵a11，且循环水泵a11位于水箱a10内为潜水泵；板管换热器a7与水箱a10之间形成第一风道，第一风道对应的机组壳体22侧壁上设置有二次风进风口a8。
板管换热器a7与进风口a27之间设置有初效过滤器a9，用于对经进风口a27进入的空气进行过滤。
第二板管间接蒸发冷却器B，如图1所示，包括有板管换热器b18，板管换热器b18的上方依次设置有布水器b19、挡水板b20，板管换热器b18的下方设置有水箱b12，布水器b19通过供水管与水箱b12连接，供水管上设置有循环水泵b13，且循环水泵b13位于水箱b12内，为潜水泵；板管换热器b18与水箱b12之间形成第二风道，第二风道对应的机组壳体22侧壁上设置有二次风进风口b17。
板管换热器b18与进风口b28之间设置有初效过滤器b16，用于对经进风口b28进入的空气进行过滤。
二次风进风口a8和二次风进风口b17内设置有百叶，通过控制百叶可以使二次风进风口a8、二次风进风口b17开启或关闭。
板管换热器a7和板管换热器b18均由多根水平设置且呈上下分布的换热板管构成，每根换热板管的管型呈扁平管状，这样能使水膜更好的覆盖在管体上，也使空气和水接触更加充分。
本发明基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其工作流程如下：
(1)第一板管间接蒸发冷却器A和第二板管间接蒸发冷却器B的工作过程如下：
一次空气分别从进风口a27、进风口b28进入机组壳体内，分别由初效过滤器a9、初效过滤器b16进行过滤，形成两股洁净的空气；
一股洁净的空气进入板管换热器a7的干通道中，此时二次空气从二次风进风口a8进入，与经布水器a6喷出水在板管换热器a7表面进行热湿交换，实现蒸发冷却过程，接着与经布水器a6喷出的水在板管换热器a7通过管壁面传热与换热板管内流动的一次空气进行热交换，使一次空气降温后送入冷凝器主体C内；与此同时，另一股洁净的空气进入板管换热器b18的干通道中，此时二次空气从二次风进风口b17进入，与经布水器b19喷出水在板管换热器b18表面进行热湿交换，实现蒸发冷却过程，接着与经布水器b19喷出的水在板管换热器b18表面通过管壁面传热与换热板管内流动的一次空气进行热交换，使一次空气降温后也送入冷凝器主体C内；
板管换热器a7和板管换热器b18上多余的喷淋水落回到水箱c15中，并在循环水泵c14的作用下经循环水进水管26输送至喷淋单元23中进行喷淋，不断循环上述过程。
在上述过程中对第一板管间接蒸发冷却器A和第二板管间接蒸发冷却器B的二次排风进行了有效利用，分别通过二次排风风管a24、二次排风风管b25将二次排风送入冷凝器主体C内，用于对V字型冷凝器3内的盘管进行预冷。
(2)冷凝器主体C的工作流程如下：
在工时使制冷剂从盘管的上部流入，再从盘管的下部流出；
由喷淋单元23将循环水喷淋在盘管的外壁上形成的水膜，经第一板管间接蒸发冷却器A和第二板管间接蒸发冷却器B处理后的空气均进入冷凝器主体C内与盘管上的水膜进行直接蒸发冷却作用，带走冷凝热；此时经过直接蒸发冷却换热后的空气继续向上流动，对盘管进行预冷(特别是制冷剂入口端)后，再在排风机1的作用下经排风口31排出。
本发明基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，充分运用了水的汽化潜热换热量大的特点，同时也响应了国家节能减排的措施；在原来蒸发冷凝器的基础上，加设板管间接蒸发冷却器，使空气在冷凝器主体C内部发生直接蒸发冷却时的温度更低；其中的板管换热器与圆管换热器相比，具有水膜覆盖更加均匀、表面无干点以及空气和水接触面积大的优点；将盘管布置成V字型结构(即V字型冷凝器3)，能提高在小空间的换热量和换热效率。
本发明基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，结合了板管间接蒸发冷却的优势，提高了冷凝器主体C的换热效率，同时充分利用板管间接冷却的二次排风和冷凝器主体C中直接蒸发冷却后的空气对V字型冷凝器3内的盘管进行预冷。
Claims (10)
1.基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，包括有机组壳体(22)，所述机组壳体(22)两相对的侧壁上分别设置有进风口a(27)、进风口b(28)；所述机组壳体(22)内的中央设置有冷凝器主体(C)，所述冷凝器主体(C)与进风口a(27)之间设置有第一板管间接蒸发冷却器(A)，所述冷凝器主体(C)与进风口b(28)之间设置有第二板管间接蒸发冷却器(B)，所述第一板管间接蒸发冷却器(A)上方对应的机组壳体(22)顶壁上设置有二次排风口a(29)，所述第二板管间接蒸发冷却器(B)上方对应的机组壳体(22)顶壁上设置有二次排风口b(30)，且所述二次排风口a(29)、二次排风口b(30)均与冷凝器主体(C)连通。
2.根据权利要求1所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述二次排风口a(29)通过二次排风风管a(24)与冷凝器主体(C)连接，且所述二次排风风管a(24)内设置有风量调节阀a(4)；
所述二次排风口b(30)通过二次排风风管b(25)与冷凝器主体(C)连接，且所述二次排风风管b(25)内设置有风量调节阀b(21)。
3.根据权利要求1或2所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述冷凝器主体(C)，包括有V字型冷凝器(3)，所述V字型冷凝器(3)由两组盘管呈倾斜设置构成V字型，所述两组盘管之间设置有喷淋单元(23)；
所述V字型冷凝器(3)的上方设置有挡水板c(2)，所述挡水板c(2)上方对应的机组壳体(22)顶壁上设置有排风口(31)；
所述V字型冷凝器(3)的下方设置有水箱c(15)，所述水箱c(15)通过循环水进水管(26)与喷淋单元(23)连接，且所述循环水进水管(26)上设置有循环水泵c(14)；
所述V字型冷凝器(3)与水箱c(15)之间形成空气流道，且所述空气流道分别与第一板管间接蒸发冷却器(A)、第二板管间接蒸发冷却器(B)连通。
4.根据权利要求3所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述排风口(31)内设置有排风机(1)。
5.根据权利要求4所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述排风机(1)为轴流风机。
6.根据权利要求3所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述喷淋单元(23)由喷淋水管和多个均匀设置于喷淋水管上且分别面向两组盘管喷淋的离心式喷嘴构成。
7.根据权利要求3所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述第一板管间接蒸发冷却器(A)，包括有板管换热器a(7)，所述板管换热器a(7)的上方依次设置有布水器a(6)、挡水板a(5)，所述板管换热器a(7)的下方设置有水箱a(10)；
所述布水器a(6)通过蓄水管与水箱a(10)连接，所述蓄水管上设置有循环水泵a(11)；
所述板管换热器a(7)与水箱a(10)之间形成第一风道，所述第一风道对应的机组壳体(22)侧壁上设置有二次风进风口a(8)。
8.根据权利要求7所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述板管换热器a(7)与进风口a(27)之间设置有初效过滤器a(9)。
9.根据权利要求3所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述第二板管间接蒸发冷却器(B)，包括有板管换热器b(18)，所述板管换热器b(18)的上方依次设置有布水器b(19)、挡水板b(20)，所述板管换热器b(18)的下方设置有水箱b(12)；
所述布水器b(19)通过供水管与水箱b(12)连接，所述供水管上设置有循环水泵b(13)；
所述板管换热器b(18)与水箱b(12)之间形成第二风道，所述第二风道对应的机组壳体(22)侧壁上设置有二次风进风口b(17)。
10.根据权利要求9所述的基于板管间接蒸发冷却预冷的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述板管换热器b(18)与进风口b(28)之间设置有初效过滤器b(16)。
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Denomination of invention: Evaporative condenser based on plate tube indirect evaporative cooling Precooling Effective date of registration: 20211123 Granted publication date: 20191210 Pledgee: Ruanshi sub branch of Zhejiang Zhuji Rural Commercial Bank Co., Ltd Pledgor: Zhejiang Jinling Refrigeration Engineering Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012799 |
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