CN110332736B - 一种板管复合式蒸发冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板管复合式蒸发冷凝器，包括外壳；设于外壳内的多个换热单元，该换热单元包括盘管、与该盘管相配合的板片、设于该盘管与板片之间的导热层及与导管相配合的支架；所述支架包括左立板、右立板及用于连接左、右立板的支撑板，所述左立板上设有供盘管一端穿入的多个第一定位槽，所述右立板上设有供盘管的另一端穿入的多个第二定位槽和两U型开口槽；进气集管，盘管的进口相连；出液集管，与盘管的出口相连。本发明可利用毛刷、铜丝刷甚至高压水枪方便地对盘管和板片的外表面进行机械清洗和除垢，设备的维护保养方便，保障机组的高效运行，且有效延长机组的使用寿命。

Description

一种板管复合式蒸发冷凝器

技术领域

本发明属于制冷机械技术领域，尤其是涉及一种板管复合式蒸发冷凝器。

背景技术

蒸发冷凝式冷水机组结合了水冷及风冷冷水机组的优点，以空气和循环水作为冷却介质，利用蒸发式冷凝器循环冷却水的蒸发潜热来冷凝压缩机排出的高温高压气体制冷剂，故冷凝温度较水冷机组可降低4～5℃，且可节省冷却水泵功耗，与常规水冷系统（水冷机组+冷却水泵+冷却塔）相比，机组制冷能效可提高20%左右；与风冷机组相比，机组制冷能效则可提高60%左右，因此是目前制冷、空调系统中能效比最高的主机类型，能够很好解决常规风冷和水冷机组冷凝温度高，制冷能效低的缺陷。

蒸发式冷凝器作为蒸发冷凝式冷水机组的核心部件，一般采用盘管式结构，循环冷却水均匀地覆盖在盘管外表面，通过循环冷却水的蒸发，能高效带走盘管内部高温高压制冷剂蒸气在冷凝过程中排放的大量热量，传热效率较高。

但常规蒸发冷凝器结构设计存在诸多缺陷，盘管一般采用悬臂式结构，仅靠两端或中部支撑在钢支架上，结构强度较差。在压缩机启停或加卸载运行时，因压力、温度和盘管内部制冷剂流速变化，盘管将产生高频震动，容易引起盘管的变形和破裂而影响机组寿命。

同时，蒸发冷凝式冷水机组运行过程中循环冷却水系统常因微生物的繁殖、介质沉积、基体腐蚀等原因，在蒸发冷凝器外表面形成导热系数很低的积垢，影响冷凝器的换热效率和使用寿命，结垢的成因主要为：

1.生物粘泥：又称软泥或软垢，是循环冷却水中的微生物大量繁殖造成的。

细菌通常以单细胞或多细胞的菌落生存，如条件适宜，1小时就可繁殖12亿个。循环冷却水是一个特殊的生态环境，水温25—40℃和PH6.5--8.5恰好是多种微生物生长的适宜条件，加上循环浓缩使营养源和氧均增加，因此有利于微生物的繁殖而造成生物软泥。

2.介质沉积：随循环冷却水的不断蒸发，水中盐份浓度逐渐增大，当浓度大于溶解度时则在换热面上沉积下来，这类垢主要是CaCO₃ 、CaSO₄ 、CaSiO₃ 、SiO₂ 等。

3、腐蚀产物：设备停用期间空气侵入而腐蚀金属，形成的腐蚀产物有FeO 、Fe₂O₃ 、Fe₃O₄ 。运行期间水中溶解的单质氧、二氧化碳、高价金属离子等氧化剂腐蚀金属，腐蚀过程非常复杂，腐蚀形态多种多样，但最终结果都是金属氧化物或金属盐类。

蒸发冷凝器表面结垢将导致换热性能的迅速衰减，引起冷凝温度上升，制冷能效大幅下降，同时，蒸发冷凝器长期带垢运行，极易产生垢下腐蚀，严重损害设备机体寿命。

传统蒸发冷凝器只能采用化学清洗，无法通过物理方式进行机械清洗，而清洗液往往对盘管本身就会产生腐蚀，且由于循环水存在死区，流速较低，盘管垢层尤其每根换热管圆周下半部的垢层很难被彻底清洗干净。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可实现机械清洗的板管复合式蒸发冷凝器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种板管复合式蒸发冷凝器，包括

外壳；

设于外壳内的多个换热单元，该换热单元包括盘管、与该盘管相配合的板片、设于该盘管与板片之间的导热层及与导管相配合的支架；所述支架包括左立板、右立板及用于连接左、右立板的支撑板，所述左立板上设有供盘管一端穿入的多个第一定位槽，所述右立板上设有供盘管的另一端穿入的多个第二定位槽和两U型开口槽，两U型开口槽分别设于右立板的左右端部上；

进气集管，盘管的进口相连；

出液集管，与盘管的出口相连。

本发明通过支架对盘管进行支撑，且对盘管和板片进行了复合，使得盘管的结构得到极大程度的加强，在对盘管进行清理时，可利用毛刷、铜丝刷甚至高压水枪方便地对盘管和板片的外表面进行机械清洗和除垢，设备的维护保养极其方便，从而有效提高蒸发式冷凝器的传热效率和机组能效，保障机组的高效运行，且有效延长机组的使用寿命。

所述板片上设有供盘管卡入的多个卡槽，所述导热层设于该卡槽内；通过卡槽的设置，增大板片与盘管之间的接触面积，使得板片与盘管之间的连接更为牢固，盘管也能够得到更为牢固和稳定的支撑。

所述盘管、板片、导热层通过粘接固连呈一体结构；保证板片与盘管接触的面与盘管之间不会存在缝隙，不会留存污垢，对盘管和板片进行清理时，更易将板片和盘管完全清理干净。

所述导热层为铜箔层；材料成本低，熔点低于盘管和板片，保证焊接时盘管和板片不会受到影响。

还包括清洗配合装置，用于在对换热单元进气清洗前对换热单元进行预喷淋；在采用机械刷洗之前，可采用预喷淋使得盘管和板片上的污垢先接触水产生软化，以方便后期对其进行机械刷洗，刷洗不易产生残留，清理效果更为良好。

所述清洗配合装置包括设于所述支架上方位置的喷淋件、用于向喷淋件供水的供水管、设于外壳外部的集水件、用于将集水件内的水输送至供水管内的动力件及用于连接动力件和供水管的回流管，所述喷淋件通过连接结构与所述支架相连，喷淋件通过接头结构与供水管可拆卸连接；该喷淋件的横截面为半圆形结构设置，所述板片的上部至少部分被罩设在喷淋件内，该喷淋件内设有蓄水腔，喷淋件的内壁上设有左右对称且朝向板片倾斜设置的两排喷头，两排喷头均与该蓄水腔相连通；上述结构下，可通过喷头持续对板片上喷淋水，且喷淋后的水通过集水件和回流管实现循环使用，实现对喷头的自动供水，保证喷头自动且持续的对板片和盘管进行喷水，使得板片和盘管上的污垢在水的长时间喷淋下变软，后期机械清洗时更易被清除干净，机械清洗的力度无需过度，降低对盘管和板片施加的作用力大小，板片和盘管不易损坏；且由于喷头为自动且持续的进行喷淋，从而仅采用水也可实现将污垢变软的效果，无需采用清洗剂等化学药物，避免化学药剂对板片和盘管造成的损伤；且由于水为循环使用，故不会造成水资源的浪费，且整个喷淋过程为自动化操作，进而无需人工进行操作和监管，降低人工成本；喷淋件上述结构的设置，使得板片的两侧均能够受到喷淋，污垢软化更为彻底。

所述连接结构包括固设于所述喷淋管端部上的插块、设于该插块上供支架上部插入的插槽、设于插槽内的定位块及设于支架上部的供该定位块插入的定位槽；上述结构下，喷淋管与支架之间通过插配的方式进行方便的实现相互连接，操作简便；且定位块能够对插块的位置进行限制，避免喷淋管出现位置偏移的情况，提高设备的稳定性。

所述接头结构包括设于所述喷淋件一端上与所述蓄水腔相连通的供水接头、与该供水接头相连的连接接头、设于所述供水管上与该供水管相连通的导水接头，所述连接接头上设有第一插接腔和第二插接腔，该第二插接腔的直径大于第一插接腔的直径；所述导水接头包括可插入至第一插接腔内的第一接头部和可插入至第二插接腔内的第二接头部，该第一接头部和第二接头部上分别设有密封圈；通过导水接头插入至连接接头的方式即可实现喷淋件与供水管的连接，从而

喷淋件与供水管之间可方便的实现拆装，安装拆卸操作均非常简便，将导水接头设置为两个直径不同的接头部，一来在插入至连接接头内的操作将更为容易，二来密封效果也将更为良好；再者由于两个接头部上分别设置了密封件，进而实现了多重密封，密封效果更为良好。

所述外壳下部设有与所述集水件相连的回流部件，该回流部件包括形成于外壳底壁上的倾斜底壁和聚水槽、与聚水槽相连通的出水口、用于连通出水口和集水件的水管、设于倾斜底壁上的海绵件及与该海绵件相配合的拆装部件；所述聚水槽对应设于倾斜底壁的低侧位置上，该聚水槽的底面为倾斜设置；倾斜底壁的设置，使得水能够更为快速的流至出水口位置上，集水更为快速方便；倾斜底壁上设置了海绵件，一来喷淋时向下滴落的水将先行滴落至海绵件上，从而避免了水滴直接砸落至外壳上，避免了喷淋时将产生的噪音；二来，无论是喷淋过程中被冲落的污垢还是机械刷洗时被清洗下来的污垢，基本都会先被过滤在海绵件的上表面上，从而循环喷淋的水中基本不会存在杂质，保证喷头不会被堵塞；且海绵件可独立进行更换或者清理，对杂质的清理也更为容易。

所述拆装部件包括设于外壳侧壁上的条形开口、嵌设于该开口内的盖板、设于海绵件端部上的端盖及用于连接该盖板和端盖的弹性件，该盖板部分向外延伸形成延伸凸部，该延伸凸部伸入至外壳内部；所述条形开口的位置对应于所述海绵件的上方，该条形开口最低位置与海绵件最高位置之间具有间距；该种结构下，用于拆装和更换海绵件的开口将位于外壳下部的水位上方的位置，即使长期使用也不会出现外壳下部的水由开口处向外泄漏的情况，延长设备的使用寿命。

所述集水件包括箱体、设于箱体下部的加热腔、设于加热腔内的加热件、设于箱体内的过滤件，所述回流管与箱体上部相连通，所述过滤件将箱体分隔为过滤室和升温室，该升温室内设有多个上下间隔交错设置的挡板；通过加热的方式使得水的温度提升，在对板片和盘管进行喷淋时，污垢更易被软化，加快清理效率；再者采用加热的方式可以对集水件内回收利用的水进行杀菌处理，避免清理下来的污垢进入集水件内后在其内出现变质或滋生微生物的情况；挡板的设置只延长了水流在加热室内的停留时间，使得水受热更为充分，加热效率高。

本发明可利用毛刷、铜丝刷甚至高压水枪方便地对盘管和板片的外表面进行机械清洗和除垢，设备的维护保养极其方便，从而有效提高蒸发式冷凝器的传热效率和机组能效，保障机组的高效运行，且有效延长机组的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的立体剖视图。

图4为图3的正视图。

图5为图4中B处的放大图。

图6为本发明中换热单元的结构示意图。

图7为图6的侧视图。

图8为图7的局部放大图。

图9为图7中沿C-C线的剖视图。

图10为图7中沿B-B线的剖视图。

图11为图10 中B处的放大图。

图12为本发明中板片和盘管的配合示意图。

具体实施方式

如图1-12所示，一种板管复合式蒸发冷凝器，包括外壳5、设于外壳5内的多个换热单元、与盘管1的进口相连的进气集管6、与盘管1的出口相连出液集管7以及用于在对换热单元进气清洗前对换热单元进行预喷淋的清洗配合装置；每组换热单元包括盘管1、与该盘管相配合的板片2、设于该盘管与板片之间的导热层3及与导管相配合的支架4；所述支架包括左立板41、右立板42及用于连接左、右立板的支撑板43，所述左立板41上设有供盘管一端穿入的多个第一定位槽411，多个第一定位槽411由上至下间隔均匀的分布；所述右立板42上设有供盘管的另一端穿入的多个第二定位槽421和两U型开口槽422，两U型开口槽422分别设于右立板的左右端部上，多个第二定位槽421间隔均匀的分布在两U型开口槽422之间的位置上，对盘管实现稳定支撑。

盘管1为蛇形结构，可以整体弯管成型，也可用多根直管和弯头焊接成型；所述板片2上设有多个卡槽21，多个卡槽21沿板片的长度方向上间隔均匀的设置，且卡槽21的横截面为半圆形结构设置，当盘管放置在板片上时，盘管的直管刚好卡入至卡槽内；所述导热层3设于该卡槽21内，且导热层3为铜箔层，且铜箔层设置为薄片，薄片的厚度为0.1-0.5cm；当然，导热层3也可采用其它材料熔点低于盘管和板片的金属材料制成；所述盘管1、板片2、导热层3通过粘接固连呈一体结构，具体的，在制造换热单元时将盘管、导热层和板片压紧后放到真空炉钎焊，真空炉内温度达到导热层的熔点以上时金属导热层开始熔化，从而将盘管和板片紧密焊接成一体。

所述清洗配合装置包括喷淋件81、用于向喷淋件供水的供水管82、设于外壳外部的集水件83、用于将集水件内的水输送至供水管内的动力件84及用于连接动力件和供水管的回流管85，该喷淋件81为塑料制成，设于所述支架上方位置，且喷淋件81的横截面为半圆形结构设置，所述板片2的上部被罩设在喷淋件81内；该喷淋件81内部为中空设置，进而形成蓄水腔，喷淋件的内壁上设有左右对称且朝向板片倾斜设置的两排喷头811，两排喷头811均与该蓄水腔相连通；所述动力件84为水泵，集水件内的水被泵送后通过回流管输送至供水管中，再由供水管输送至喷淋件的蓄水腔内，之后有喷头处向外喷出喷淋至板片上。

为了方便装配，所述喷淋件81通过连接结构与所述支架4相连，喷淋件81通过接头结构与供水管82可拆卸连接；具体的，所述连接结构包括固设于所述喷淋管端部上的插块91、设于该插块上供支架上部插入的插槽92、设于插槽内的定位块93及供该定位块插入的定位槽94；该插槽的形状与左右立板上端的形状相配适，所述定位块的一端与插槽左侧壁相连，一端与插槽右侧壁相连，所述定位槽则为设于支架上部的缺口，当支架上部插入至插槽内时，定位块刚好插入至定位槽中。

所述接头结构包括供水接头101、连接接头102以及导水接头103，该供水接头101设于所述喷淋件一端上，且与所述蓄水腔相连通；所述连接接头102与该供水接头相连，该连接接头上设有柱形的第一插接腔104和柱形的第二插接腔105，且第二插接腔的直径大于第一插接腔的直径；所述导水接头103设于所述供水管上，且与该供水管相连通；具体的导水接头103包括第一接头部106和第二接头部107，第一接头部106和第二接头部107的形状大小分别对应于第一插接腔104和第二插接腔105设置，当导水接头103插入至连接接头102内时，第一接头部106插入至第一插接腔内，第二接头部107插入至第二插接腔内的；作为优选，该第一接头部和第二接头部上分别嵌设有橡胶制成的密封圈108。

为了降低水资源的浪费，我们在所述外壳5下部设置了与所述集水件相连的回流部件，具体的，该回流部件包括形成于外壳底壁上的倾斜底壁204和聚水槽201、与聚水槽相连通的出水口、用于连通出水口和集水件的水管202、放置在倾斜底壁上的海绵件203及与该海绵件相配合的拆装部件；其中，聚水槽201对应设于倾斜底壁的低侧位置上，且聚水槽201的底面为倾斜设置；所述拆装部件包括设于外壳侧壁上的条形开口301、嵌设于该开口内的盖板302、设于海绵件端部上的端盖303及弹性件304，该盖板302为金属制成，可通过螺钉与外壳相连，盖板302对应于条形开口的部分向外延伸形成延伸凸部305，该延伸凸部305可穿过条形开口后伸入至外壳内部；所述弹性件304为橡胶或其他可形变的材料制成，一端与盖板相连，一端与端盖相连；海绵件为市面上采购得到的海绵，海绵的端部卡入至端盖内；所述条形开口301的位置对应于所述海绵件203的上方，该条形开口301最低位置与海绵件203最高位置之间具有间距，间距优选为5cm。

进一步的，所述集水件83包括金属制成的箱体831、设于箱体下部的加热腔832、设于加热腔内的加热件833、设于箱体内的过滤件834，该加热件为市面上购买得到的加热管，过滤件为不锈钢过滤网，通过过滤件834将箱体分隔为过滤室835和升温室836；升温室836内设有多个挡板837，且多个挡板837为上下间隔交错设置；动力件与箱体上部的出水口相连，所述回流管85的下部与动力件相连通，上部与供水管相连，集水件内的水通过该回流管输送至供水管。

Claims (7)

1.一种板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：包括

外壳（5）；

设于外壳（5）内的多个换热单元，该换热单元包括盘管（1）、与该盘管相配合的板片（2）、设于该盘管与板片之间的导热层（3）及与盘管相配合的支架（4）；所述支架包括左立板（41）、右立板（42）及用于连接左、右立板的支撑板（43），所述左立板（41）上设有供盘管一端穿入的多个第一定位槽（411），所述右立板（42）上设有供盘管的另一端穿入的多个第二定位槽（421）和两U型开口槽（422），两U型开口槽（422）分别设于右立板的左右端部上；

进气集管（6），与盘管（1）的进口相连；

出液集管（7），与盘管（1）的出口相连；还包括清洗配合装置，用于在对换热单元进气清洗前对换热单元进行预喷淋；所述清洗配合装置包括设于所述支架上方位置的喷淋件（81）、用于向喷淋件供水的供水管（82）、设于外壳外部的集水件（83）、用于将集水件内的水输送至供水管内的动力件（84）及用于连接动力件和供水管的回流管（85），所述喷淋件（81）通过连接结构与所述支架（4）相连，喷淋件（81）通过接头结构与供水管（82）可拆卸连接；该喷淋件（81）的横截面为半圆形结构设置，所述板片（2）的上部至少部分被罩设在喷淋件（81）内，该喷淋件（81）内设有蓄水腔，喷淋件的内壁上设有左右对称且朝向板片倾斜设置的两排喷头（811），两排喷头（811）均与该蓄水腔相连通；所述外壳（5）下部设有与所述集水件相连的回流部件，该回流部件包括形成于外壳底壁上的倾斜底壁（204）和聚水槽（201）、与聚水槽相连通的出水口、用于连通出水口和集水件的水管（202）、设于倾斜底壁上的海绵件（203）及与该海绵件相配合的拆装部件；所述聚水槽（201）对应设于倾斜底壁的低侧位置上，该聚水槽（201）的底面为倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：所述板片（2）上设有供盘管卡入的多个卡槽（21），所述导热层（3）设于该卡槽（21）内。

3.根据权利要求2所述的板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：所述盘管（1）、板片（2）、导热层（3）通过粘接固连呈一体结构。

4.根据权利要求1所述的板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：所述导热层（3）为铜箔层。

5.根据权利要求1所述的板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：所述连接结构包括固设于所述喷淋件端部上的插块（91）、设于该插块上供支架上部插入的插槽（92）、设于插槽内的定位块（93）及设于支架上部的供该定位块插入的定位槽（94）。

6.根据权利要求1所述的板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：所述接头结构包括设于所述喷淋件一端上与所述蓄水腔相连通的供水接头（101）、与该供水接头相连的连接接头（102）、设于所述供水管上与该供水管相连通的导水接头（103），所述连接接头上设有第一插接腔（104）和第二插接腔（105），该第二插接腔的直径大于第一插接腔的直径；所述导水接头（103）包括可插入至第一插接腔内的第一接头部（106）和可插入至第二插接腔内的第二接头部（107），该第一接头部和第二接头部上分别设有密封圈（108）。

7.根据权利要求1所述的板管复合式蒸发冷凝器，其特征在于：所述拆装部件包括设于外壳侧壁上的条形开口（301）、嵌设于该开口内的盖板（302）、设于海绵件端部上的端盖（303）及用于连接该盖板和端盖的弹性件（304），该盖板（302）部分向外延伸形成延伸凸部（305），该延伸凸部（305）伸入至外壳内部；所述条形开口（301）的位置对应于所述海绵件（203）的上方，该条形开口（301）最低位置与海绵件（203）最高位置之间具有间距。

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