CN111006534A - 一种列管浸泡式冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种列管浸泡式换热器，包括列管浸泡式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述列管浸泡式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，所述布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方，向冷却填料层表面喷淋冷却水；所述冷却填料置于喷淋器和列管浸泡式冷凝器之间；所述风机设于喷淋器上方，将冷却填料层和冷却水箱中被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热排到室外大气中。本发明具有可降低冷却水流速、延长冷却水与冷媒换热时间、提高冷却水出水温度、增加蒸发冷却散热面积、提高冷却水的汽化潜热散热量和容易清洗的优点，达到降低冷媒温度、提高冷却管冷却换热效率的目的。

Description

一种列管浸泡式冷却系统
技术领域
本发明涉及空调设备领域，尤其涉及一种列管浸泡式冷却系统。
背景技术
在制冷空调领域普遍采用壳管式冷凝器或套管式冷凝器，其特点为换热体积小、换热效率高、技术成熟、造价低，所以作为主流配件被广泛应用于空调主机中。但不管是壳管式冷凝器或套管式冷凝器都有存在如下问题：1.水垢不易清理：由于冷媒与载冷剂(水)换热是在封闭壳管内完成，所以壳管内所结垢必须在停机状态下将壳管冷凝器解体后清理。造成维修难度高、工作量大、检修频繁影响生产。2.在一定的压力下，每千克饱和温度的水变成饱和蒸汽所需的热量称为汽化潜热，单位是kj/kg。随着压力的升高，水的饱和温度升高，水分子的动能相应增加，从外界获得较少的热量，就可以使水分子具有脱离相邻水分子间引力的能量，所以，随着压力的升高，汽化潜热减少。因此封闭式壳管换热器或套管换热器较开放式换热器具有较低的汽化量。3.冷却泵功耗高：由于壳管式冷凝器或套管式冷凝器整体体积小、壳内换热面积有限，如果增大换热量就必须提高单位时间流经管内换热体表面的冷却水循环量，继而增大了冷却水管内流速。由于管内摩阻与流速的平方成正比例关系，因此循环动力的增加就需要更高功率的冷却泵，从而增加了电耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种列管浸泡式冷却系统，具有可降低冷却水流速、延长冷却水与冷媒换热时间、提高冷却水出水温度、增加蒸发冷却散热面积、提高冷却水的汽化潜热散热量和容易清洗的优点，达到降低冷媒温度、提高冷却管冷却换热效率的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种列管浸泡式冷却系统，包括列管浸泡式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述列管浸泡式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，所述布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方，向冷却填料层表面喷淋冷却水；所述冷却填料置于喷淋器和列管浸泡式冷凝器之间，增大冷却水与空气接触的面积，进一步降低冷却水温度，且使经过冷却填料层冷却后的冷却水均匀滴落在冷却水箱的水面上；所述风机设于喷淋器上方，将冷却填料层和冷却水箱中被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热排到室外大气中；
所述列管浸泡式冷凝器，包括冷媒汇集箱、U型冷媒列管、支架、折流板、冷媒进管、冷媒出管，所述冷媒汇集箱由底盖、顶盖、上下腔隔离栅组成，所述底盖、顶盖的长宽尺寸互相匹配并均在外侧设有相同尺寸的法兰板，所述法兰板上设有若干尺寸和位置匹配的螺孔，所述底盖中间设有若干列管孔，所述顶盖中间凸出部分为盒状的端盖，所述顶盖与底盖通过螺栓穿过螺孔从而螺接、扣合在一起，形成一个冷媒汇集的空腔；所述上下腔隔离栅沿底盖和顶盖的长度方向垂直固定在端盖内部，所述底盖中间设有对应的上下腔隔离槽，所述上下腔隔离栅插进上下腔隔离槽，将所述冷媒汇集箱分成各自封闭的冷媒上腔和冷媒下腔；所述端盖的左侧上方和右侧下方，分别设有汇集箱冷媒入口和汇集箱冷媒出口；所述冷媒进管通过汇集箱冷媒入口延伸到冷媒上腔中部，便于冷媒在U型冷媒列管内均匀分布，达到充分冷凝液化效果；冷媒出管与位于冷媒下腔底部的汇集箱冷媒出口连接，便于冷媒液态流出、防止积液现象发生，提高冷媒利用效率；所述U型冷媒列管为若干组，每组若干根，每根U型冷媒列管包括两段互相平行且长度一致的直管和一段连接在直管末端的弧形管，各根U型冷媒列管的两段直管之间的间距是各不相同且逐级增大的；所述直管远离弧形管的一端分别与底盖上的两个纵向对称排列的列管孔通过螺纹垂直连接，每一组U型冷媒列管处于一个纵向平面内，与其它组的U型冷媒列管所处平面互相平行；所述支架包括孔板、支撑板、连接板，所述孔板为若干块与底盖平行设置的板，其长宽尺寸与底盖匹配，下端设有固定立柱；所述孔板的外侧设有与底盖的法兰板尺寸一致的外边，中间设有与列管孔尺寸和位置一致的列管固定孔，所述U型冷媒列管穿设其中；各孔板之间设有与其垂直连接的支撑板，起到支撑固定作用；所述连接板设在底盖与其最邻近的孔板之间，起到连接固定作用；所述折流板为侧面截面为S形的扁板，包括上截面、下截面、凹部、凸部，其凹部、凸部平滑过渡形成S波浪形且中间均匀设有若干尺寸和位置与所述U型冷媒列管匹配的折流板列管孔，所述折流板通过所述折流板列管孔与若干组U型冷媒列管耦合成紧密的管板结构；所述折流板侧面截面从上往下的S波浪形设置，使得冷却水箱中同温层水垂直向下流动并延长在列管区域滞留时间，从而到达均匀换热、充分换热的效果。
所述列管浸泡式冷凝器可以替换为第二列管浸泡式冷凝器(或称为集管式列管浸泡式冷凝器)，包括U型冷媒列管、支架、折流板、冷媒进管、冷媒出管、冷媒上集管、冷媒下集管，所述支架包括孔板和支撑板，所述孔板为若干块平行设置的板，其下端设有固定立柱；所述孔板的中间设有与U型冷媒列管尺寸和位置一致的列管固定孔，所述U型冷媒列管穿设其中；各孔板之间设有与其垂直连接的支撑板，起到支撑固定作用；所述冷媒上集管、冷媒下集管分别沿长度水平方向设在最前面的孔板的前方上下两端，所述冷媒上集管左端与冷媒进管连通，所述冷媒下集管右端与冷媒出管连通；所述U型冷媒列管为若干组，每组若干根，每根U型冷媒列管的一端从所述冷媒上集管长度方向上的某处位置引出，穿过若干孔板上一组对应的列管固定孔，以直管形式进入支架内部，其末端弯曲成弧形管之后，又以另一直管形式往后穿过孔板上另一组列管固定孔，引出后的另一端与所述冷媒下集管长度方向上的对应位置接通；各根U型冷媒列管的两段直管之间的间距是各不相同且逐级增大的；每一组U型冷媒列管处于一个纵向平面内，与其它组的U型冷媒列管所处平面互相平行；所述折流板为侧面截面为S形的扁板，包括上截面、下截面、凹部、凸部，其凹部、凸部平滑过渡形成S波浪形且中间均匀设有若干尺寸和位置与所述U型冷媒列管匹配的折流板列管孔，所述折流板通过所述折流板列管孔与若干组U型冷媒列管耦合成紧密的管板结构；所述折流板侧面截面从上往下的S波浪形设置，使得冷却水箱中同温层水垂直向下流动并延长在列管区域滞留时间，从而到达均匀换热、充分换热的效果。所述第二列管浸泡式水冷冷凝器与所述列管浸泡式冷凝器相比，省去了冷媒汇集箱及冷媒汇集箱与支架中的连接板，用冷媒上集管、冷媒下集管代替了冷媒汇集箱，具有结构简单、造价低的特点。
优选的，所述布水器采用H型同程多级布水器，包括互相连通的布水器总管、多级分水管及若干布水头，每一级下级分水管与其上一级分水管垂直连接，形成多级H型，若干布水头则分布在最后一级分水管的两端，最终实现各个布水头呈现在同一个水平面上，且每个相邻的布水头都呈现等距排列，由此形成一个均匀的布水头阵列；所述布水器总管另一端与冷却循环泵连通，冷却水箱中经过换热升温的冷却水经过均匀分布的布水头，进入多级分水管、布水器总管，最后经冷却泵导流管进入冷却泵、喷淋器进入下一冷却循环。
采用H型同程多级布水器可使冷却水箱表面被冷却的低温冷却水在同一水平面沿垂直方向向下运动，保证低温冷却水向下与冷媒列管逐层换热，随着列管中的冷媒被冷却，冷却水的温度逐渐升高。升温后的冷却水通过H型同程多级布水器的设置，可有效防止冷却水与冷媒列管的无序换热，保证低温冷却水同一水平面垂直分层流过每层列管，从而提高了冷却水的冷却效果，提高了冷媒的冷却效率。根据Q吸＝V流速*S横截面积*ρ密度*△T温差*C比热容；其中V流速*S横截面积为定值，ρ密度、C比热容为常量，由于开放式冷却水箱的横截面积是冷却循环管的数百倍，导致冷却水流速V流速降低，进而冷却水滞留水箱时间延长。
上述形式的列管浸泡式冷凝器，不但能保证U型冷媒列管内的冷媒与冷却水箱中的冷却水充分换热，同时还能使冷媒与冷却水换热产生一部分汽化潜热通过冷却水箱水面释放，从而达到壳管式换热器达不到的效果，利用水的汽化潜热提高了单位水的换热量，从而使换热效率较壳管式更高；且列管浸泡式冷凝器更便于清洗、维护。
优选的，所述折流板可采用金属材料或非金属材质。
优选的，所述支架及冷媒汇流箱采用碳钢焊接后再进行热镀锌，达到防止、延缓高温、高湿环境下氧化的目的。
优选的，所述U型冷媒列管采用管壁8-15μm、直径10-15mm的内螺纹紫铜管或钛合金、铝合金、不锈钢等其它金属材质；所述两段直管成水平平行排列，其间距在2Cm及以上，便于清洗。
优选的，所述底盖为厚度15mm及以上碳钢板材质，根据U型冷媒列管的直径用机床冲孔后与支架焊接后整体采用热镀锌工艺做防腐涂层处理，钻孔呈现均匀上下左右分布；所述底盖和顶盖的法兰板之间附有防渗漏垫层，通过螺栓紧固；所述上下腔格栅插入到底盖的上下腔格栅槽内，槽内附有防渗漏弹性胶条，防止冷媒上腔和冷媒下腔的冷媒互相渗透。
优选的，所述孔板为厚度10mm及以上碳钢板材质，根据U型冷媒列管的直径用机床冲孔后与支架焊接后整体采用热镀锌工艺做防腐涂层处理。
优选的，所述螺栓采用直径8mm及以上碳钢热镀锌螺栓。
优选的，所述布水器采用H型同程多级布水器，可采用镀锌钢管、PUC管、PE等其它金属管、塑性管等。
有益效果：本发明采用列管式换热器，U型冷媒列管裸露浸泡在冷却水箱中，开放的结构避免了采用传统壳管式冷凝器管程中高温高压状态的存在，减小了结垢的机会，避免了冷却效率因结垢而造成的效率降低；同时没有了壳程中的摩阻，因此冷却循环泵的功率更小，更节能；在冷却水流量一定的情况下，由于冷却水箱的横截面积是壳管式换热器冷却循环管的数百倍，因此流经冷媒列管表面的冷却水的流速降低数百倍，所以冷却水与冷媒列管中的冷媒可以得到充分换热，提高了冷却效率；开放的冷却水箱表面，使冷媒与冷却水换热形成的过饱和水蒸气得到充分释放，增加了冷却水的潜热耗热量，较传统壳管式冷凝器的水和冷媒通过热传递方式相比，冷却水的冷却效果更高；本冷凝器清洁容易，维护较为方便，使用成本较低且可以不停机在线清洗，不影响生产。具体原理如下：
1.解决传统壳管式或套管式冷凝器水垢不易清理问题：本专利采用了开放式冷凝器，将传统壳管式冷凝器内列管完全裸露在开放的水箱内,采用缠绕方式，使管内冷媒可与水箱内冷却水充分换热，开放的水箱所以水垢便于清理，且能保证不停机状态下进行。
2.冷却泵功耗降低：采用开放式冷却方式，省去了传统壳管式换热器的壳程，也就没有了流体的阻力，利用冷却水自身重力流即可完全克服换热器对水的阻力，较采用相同换热功率的壳管式(套管式)换热器，可降低冷却循环泵的消耗功率从而达到节能的目的。
3.提高冷却水利用率：冷却水与冷媒换热为Qf＝Q1+Q2两个部分，其中Q1部分为水-冷媒换热部分，此部分冷媒热能直接传递给冷却水，吸收的热量以显热的形式含于冷却水中；另Q2为被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热部分，冷媒热能通过冷却水汽化潜热的方式通过排风机扩散到大气中。由于汽化潜热值是随着压力的升高而减少的，而壳管式(套管式)换热器在冷却水高流速状态下换热器进出口间压差增大，管内压力自然增加，所以Q2较低，而采用本专利方式冷却水与冷媒热交换是在常压下进行的，其换热压力较壳管式(套管式)大为降低，所以Q2较大，即冷却水汽化量增加。假设当Qf为定值的情况下，冷却水Q2蒸发量相应增加，冷却水Q1即减少。从而增进了冷却水的冷却效果。当冷却水循环量为定值时，由于压力的降低、汽化量增加从而可以带走更多热量，使冷媒温度更低、达到提高冷媒过冷度的目的，从而提高制冷效率。
4.冷媒放热Q放与冷却水吸热Q吸是一种能量转移的过程，据能量守恒定律其物理学公式为：Q放＝Q吸；其中Q吸＝V流速*S横截面积*ρ密度*△T温差*C比热容；其中V流速*S横截面积为定值，ρ密度、C比热容为常量，由于开放式水箱横截面积S横截面积的增大，导致冷却水流速V流速降低，进而冷却水滞留水箱时间延长。当冷却水与空气温差增大时即冷却水与空气温压增大，冷却水向周边环境空气传热效率提高，冷却水通过冷却塔与空气换热量增加，T2(出水箱水温)-T1(入水箱水温)增大，即△T温差增大。由上式可知，Q吸增加，即开放式水箱可获得更高冷却效果。这里的传热效率不是通常意义上的有效传热量占总传热量的比重，这里应该理解为传热功率高，即温压越大，单位时间内传热量越大,不可逆损失和传热效率所指的传热方向是不同的。例如：在炉子上烧水，温差大时传热效率提高是指向水壶的传热，不可逆损失则是指向周边环境空气传热效率的提高，就是说不可逆损失的增大，同样是传热效率提高的结果。
附图说明
图1是本发明的列管浸泡式冷却系统结构示意图。
图2是本发明中的列管浸泡式冷凝器的整体装配侧视图。
图3是本发明中的列管浸泡式冷凝器的装配侧视图(未画出列管及折流板)。
图4是本发明中的列管浸泡式冷凝器的装配俯视图(未画出列管及折流板)。
图5是本发明中的列管浸泡式冷凝器的孔板的正视图。
图6是本发明中的列管浸泡式冷凝器的底盖的正视图。
图7是本发明中的列管浸泡式冷凝器的顶盖的正视图。
图8是本发明中的列管浸泡式冷凝器的顶盖的剖面内视图。
图9是本发明中的列管浸泡式冷凝器的顶盖的俯视图。
图10是本发明中的列管浸泡式冷凝器的顶盖的侧视图。
图11是本发明中的列管浸泡式冷凝器的顶盖的侧剖视图。
图12是本发明中的第二列管浸泡式冷凝器(集管式列管浸泡式冷凝器)的正视图。
图13是发明中的第二列管浸泡式冷凝器(集管式列管浸泡式冷凝器)的侧视图(未画出孔板背面的列管及折流板)。
图14是本发明中的H型同程多级布水器俯视结构示意图。
图15是本发明中的折流板的局部正视图。
图16是本发明中的折流板的侧视图。
图17是本发明中的折流板的局部俯视图。
其中：R3、列管浸泡式冷凝器；30、冷媒汇集箱；31、冷媒进管；32、冷媒出管；31a、冷媒上集管；32a、冷媒下集管；33、支架；34、U型冷媒列管；341、直管；342、弧形管；35、折流板；30a、底盖；30b、顶盖；30c、上下腔隔离栅；30d、上下腔隔离槽；300、法兰板；301、螺孔；302、列管孔；303、端盖；304、冷媒上腔；305、冷媒下腔；306、汇集箱冷媒入口；307、汇集箱冷媒出口；308、螺栓；330、孔板；331、支撑板；332、连接板；3301、固定立柱；3302、外边；3303、列管固定孔；35、折流板；3501、上截面；3502、下截面；3503、凹部；3504、凸部；3505、折流板列管孔；C1、冷却循环泵；C2、喷淋器；C3、布水器；C4、风机；C5、冷却填料层；C6、冷却水箱；C300、布水器总管；C301、一级分水管；C302、二级分水管；C303、三级分水管；C304、四级分水管；C305、五级分水管；C306、六级分水管；C307、布水头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种列管浸泡式冷却系统，包括列管浸泡式冷凝器R3、冷却循环泵C1、喷淋器C2、布水器C3、风机C4、冷却填料层C5、冷却水箱C6；所述列管浸泡式冷凝器R3浸泡在冷却水箱C6的冷却水内部，所述布水器C3、冷却循环泵C1设于冷却水箱C6内部底部；所述喷淋器C2位于冷却填料层C5上方，向冷却填料层C5表面喷淋冷却水；所述冷却填料C5置于喷淋器C2和列管浸泡式冷凝器R3之间，增大冷却水与空气接触的面积，进一步降低冷却水温度，且使经过冷却填料层C5冷却后的冷却水均匀滴落在冷却水箱C6的水面上；所述风机C4设于喷淋器C2上方，将冷却填料层C5和冷却水箱C6中被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热排到室外大气中。
如图2-11所示，所述列管浸泡式冷凝器R3，包括冷媒汇集箱30、U型冷媒列管34、支架33、折流板35、冷媒进管31、冷媒出管32，所述冷媒汇集箱30由底盖30a、顶盖30b、上下腔隔离栅30c组成，所述底盖30a、顶盖30b的长宽尺寸互相匹配并均在外侧设有相同尺寸的法兰板300，所述法兰板300上设有若干尺寸和位置匹配的螺孔301，所述底盖30a中间设有若干列管孔302，所述顶盖30b中间凸出部分为盒状的端盖303，所述顶盖30b与底盖30a通过螺栓穿过螺孔301从而螺接、扣合在一起，形成一个冷媒汇集的空腔；所述上下腔隔离栅30c沿底盖30a和顶盖30b的长度方向垂直固定在端盖303内部，所述底盖30a中间设有对应的上下腔隔离槽30d，所述上下腔隔离栅30c插进上下腔隔离槽30d，将所述冷媒汇集箱30分成各自封闭的冷媒上腔304和冷媒下腔305；所述端盖303的左侧上方和右侧下方，分别设有汇集箱冷媒入口306和汇集箱冷媒出口307；所述冷媒进管31通过汇集箱冷媒入口306延伸到冷媒上腔304中部，便于冷媒在U型冷媒列管34内均匀分布，达到充分冷凝液化效果；冷媒出管32与位于冷媒下腔305底部的汇集箱冷媒出口307连接，便于冷媒液态流出、防止积液现象发生，提高冷媒利用效率；所述U型冷媒列管34为若干组，每组若干根，每根U型冷媒列管包括两段互相平行且长度一致的直管341和一段连接在直管末端的弧形管342，各根U型冷媒列管的两段直管341之间的间距是各不相同且逐级增大的；所述两段直管341远离弧形管342的一端分别与底盖30a上的两个纵向对称排列的列管孔302通过螺纹垂直连接，每一组U型冷媒列管34处于一个纵向平面内，与其它组的U型冷媒列管34所处平面互相平行；所述支架33包括孔板330、支撑板331、连接板332，所述孔板330为若干块与底盖30a平行设置的板，其长宽尺寸与底盖30a匹配，下端设有固定立柱3301；所述孔板330的外侧设有与底盖30a的法兰板300尺寸一致的外边3302，中间设有与列管孔302尺寸和位置一致的列管固定孔3303，所述U型冷媒列管34穿设其中；各孔板330之间设有与其垂直连接的支撑板331，起到支撑固定作用；所述连接板332设在底盖30a与其最邻近的孔板330之间，起到连接固定作用。
如图15-17所示，所述折流板35为侧面截面为S形的扁板，包括上截面3501、下截面3502、凹部3503、凸部3504，其凹部3503、凸部3504平滑过渡形成S波浪形且其中间均匀设有若干尺寸和位置与所述U型冷媒列管34匹配的折流板列管孔3505，所述折流板35通过所述折流板列管孔3505与若干组U型冷媒列管34耦合成紧密的管板结构；所述折流板35侧面截面从上往下的S波浪形设置，使得冷却水箱C6中同温层水垂直向下流动并延长在列管区域滞留时间，从而到达均匀换热、充分换热的效果。
如图12-13所示，所述列管浸泡式冷凝器R3可以替换为第二列管浸泡式冷凝器R3a(或称为集管式列管浸泡式冷凝器)，包括U型冷媒列管34、支架33、折流板35、冷媒进管31、冷媒出管32、冷媒上集管31a、冷媒下集管32a，所述支架33包括孔板330和支撑板331，所述孔板330为若干块平行设置的板，其下端设有固定立柱3301；所述孔板330的中间设有与U型冷媒列管34尺寸和位置一致的列管固定孔3303，所述U型冷媒列管34穿设其中；各孔板330之间设有与其垂直连接的支撑板331，起到支撑固定作用；所述冷媒上集管31a、冷媒下集管32a分别沿长度水平方向设在最前面的孔板330的前方上下两端，所述冷媒上集管31a左端与冷媒进管31连通，所述冷媒下集管32a右端与冷媒出管32连通；所述U型冷媒列管34为若干组，每组若干根，每根U型冷媒列管34的一端从所述冷媒上集管31a长度方向上的某处位置引出，穿过若干孔板300上一组对应的列管固定孔3303，以直管341形式进入支架33内部，其末端弯曲成弧形管342之后，又以另一直管341形式往后穿过孔板300上另一组列管固定孔3303，引出后的另一端与所述冷媒下集管32a长度方向上的对应位置接通；各根U型冷媒列管34的两段直管341之间的间距是各不相同且逐级增大的；每一组U型冷媒列管34处于一个纵向平面内，与其它组的U型冷媒列管34所处平面互相平行；所述折流板35为侧面截面为S形的扁板，包括上截面3501、下截面3502、凹部3503、凸部3504，其凹部3503、凸部3504平滑过渡形成S波浪形且其中间均匀设有若干尺寸和位置与所述U型冷媒列管34匹配的折流板列管孔3505，所述折流板35通过所述折流板列管孔3505与若干组U型冷媒列管34耦合成紧密的管板结构；所述折流板35侧面截面从上往下的S波浪形设置，使得冷却水箱C6中同温层水垂直向下流动并延长在列管区域滞留时间，从而到达均匀换热、充分换热的效果。所述第二列管浸泡式冷凝器R3a与所述列管浸泡式冷凝器R3相比，省去了冷媒汇集箱30及冷媒汇集箱30与支架33中的连接板332，用冷媒上集管31a、冷媒下集管32a代替了冷媒汇集箱30，具有结构简单、造价低的特点。
所述折流板35可采用金属材料或非金属材质；所述支架33及冷媒汇流箱30采用碳钢焊接后再进行热镀锌，达到防止、延缓高温、高湿环境下氧化的目的。
所述U型冷媒列管34采用管壁8-15μm、直径10-15mm的内螺纹紫铜管或钛合金、铝合金、不锈钢等其它金属材质；所述两段直管341成水平平行排列，其间距在2Cm及以上，便于清洗。
所述底盖为厚度15mm及以上碳钢板材质，根据U型冷媒列管34的直径用机床冲孔后与支架33焊接后整体采用热镀锌工艺做防腐涂层处理，钻孔呈现均匀上下左右分布；所述底盖30a和顶盖30b的法兰板300之间附有防渗漏垫层，通过螺栓紧固；所述上下腔格栅30c插入到底盖30a的上下腔格栅槽30d内，槽内附有防渗漏弹性胶条，防止冷媒上腔304和冷媒下腔305的冷媒互相渗透。
所述孔板为厚度10mm及以上碳钢板材质，根据U型冷媒列管34的直径用机床冲孔后与支架33焊接后整体进行热镀锌做防腐涂层处理。
所述螺栓308采用直径8mm及以上碳钢热镀锌螺栓。
所述布水器C3采用H型同程多级布水器，可采用镀锌钢管、PUC管、PE等其它金属管、塑性管等，包括互相连通的布水器总管C300、多级分水管及若干布水头C307，每一级下级分水管与其上一级分水管垂直连接，形成多级H型，若干布水头则分布在最后一级分水管的两端，最终实现各个布水头C307呈现在同一个水平面上，且每个相邻的布水头C307都呈现等距排列，由此形成一个均匀的布水头阵列；所述布水器总管C300的另一端与冷却循环泵C1连通，冷却水箱C6中经过换热升温的冷却水经过均匀分布的布水头C307，进入多级分水管、布水器总管C300，最后经冷却泵导流管进入冷却循环泵C1、喷淋器C2进入下一冷却循环。
本实施例中，H型多级布水器为6级布水器，如图14所示，包括布水器总管C300、一级分水管C301、二级分水管C302、三级分水管C303、四级分水管C304、五级分水管C305、六级分水管C306、若干布水头307。
采用所述H型同程多级布水器可使冷却水箱表面被冷却的低温冷却水在同一水平面沿垂直方向向下运动，保证低温冷却水向下与冷媒列管逐层换热，随着列管中的冷媒被冷却，冷却水的温度逐渐升高。升温后的冷却水通过H型同程多级布水器的设置，可有效防止冷却水与冷媒列管的无序换热，保证低温冷却水同一水平面垂直分层流过每层列管，从而提高了冷却水的冷却效果，提高了冷媒的冷却效率。根据Q吸＝V流速*S横截面积*ρ密度*△T温差*C比热容；其中V流速*S横截面积为定值，ρ密度、C比热容为常量，由于开放式冷却水箱的横截面积是冷却循环管的数百倍，导致冷却水流速V流速降低，进而冷却水滞留水箱时间延长。
上述形式的列管浸泡式冷却系统，不但能保证U型冷媒列管内的冷媒与冷却水箱中的冷却水充分换热，同时还能使冷媒与冷却水换热产生一部分汽化潜热通过冷却水箱水面释放，从而达到壳管(套管)式换热器达不到的效果，利用水的汽化潜热提高了单位水的换热量，从而使换热效率较壳管(套管)式更高；且列管浸泡式冷却系统更便于清洗、维护。
本发明的工作过程如下：高温冷媒经冷媒进管31(或冷媒上集管31a)进入冷媒汇集箱30，进入列管浸泡式冷却系统的U型冷媒列管34，此时冷却循环泵C1启动，将冷却水箱C6中的低温冷却水输送到冷却填料层C5顶部的喷淋器C2，并喷淋到冷却填料层C5的外表面形成很薄的水膜，在风机C4的作用下，冷却填料层表面的冷却水与掠过冷却填料表面的环境空气换热，冷却水被冷却后降温，空气升温后通过风机C4排放到大气中，此时冷却填料具有冷却功能，同时具有均匀布水功能，使冷却后的冷却水沿着整个冷却填料层的水平下表面均匀的低落在整个冷却水箱C6的上表面，在冷却循环泵C1的作用下,较低温度的冷却水向下运动，由于H型同程多级布水器C3的作用，冷却水箱C6上表面的冷却水水平的、均匀的向下垂直运动，与水平平行排列的U型冷媒列管34层层换热，冷却水吸收冷媒列管中较高温的冷媒的热量，逐渐升温，而冷媒被冷却后经冷媒汇集箱30的冷媒出管32(或冷媒下集管32a)流出，进入下一个冷媒循环。水平均匀下沉的较高温度的冷却水，经H型同程多级布水器C3中均匀分布的各个布水头C307，再经各级分水管、布水器主管C300后进入冷却循环泵C1，进入下一个冷却水循环。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种列管浸泡式冷却系统，其特征在于，包括列管浸泡式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述列管浸泡式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，所述布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方，向冷却填料层表面喷淋冷却水；所述冷却填料置于喷淋器和列管浸泡式冷凝器之间；所述风机设于喷淋器上方，将冷却填料层和冷却水箱中被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热排到室外大气中。
2.根据权利要求1所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述列管浸泡式冷凝器，包括冷媒汇集箱、U型冷媒列管、支架、折流板、冷媒进管、冷媒出管，所述冷媒汇集箱由底盖、顶盖、上下腔隔离栅组成，所述底盖、顶盖的长宽尺寸互相匹配并均在外侧设有相同尺寸的法兰板，所述法兰板上设有若干尺寸和位置匹配的螺孔，所述底盖中间设有若干列管孔，所述顶盖中间凸出部分为盒状的端盖，所述顶盖与底盖通过螺栓穿过螺孔从而螺接、扣合在一起，形成一个冷媒汇集的空腔；所述上下腔隔离栅沿底盖和顶盖的长度方向垂直固定在端盖内部，所述底盖中间设有对应的上下腔隔离槽，所述上下腔隔离栅插进上下腔隔离槽，将所述冷媒汇集箱分成各自封闭的冷媒上腔和冷媒下腔；所述端盖的左侧上方和右侧下方，分别设有汇集箱冷媒入口和汇集箱冷媒出口；所述冷媒进管通过汇集箱冷媒入口延伸到冷媒上腔中部；冷媒出管与位于冷媒下腔底部的汇集箱冷媒出口连接；所述U型冷媒列管为若干组，每组若干根，每根U型冷媒列管包括两段互相平行且长度一致的直管和一段连接在直管末端的弧形管，各根U型冷媒列管的两段直管之间的间距是各不相同且逐级增大的；所述直管远离弧形管的一端分别与底盖上的两个纵向对称排列的列管孔通过螺纹垂直连接，每一组U型冷媒列管处于一个纵向平面内，与其它组的U型冷媒列管所处平面互相平行；所述支架包括孔板、支撑板、连接板，所述孔板为若干块与底盖平行设置的板，其长宽尺寸与底盖匹配，下端设有固定立柱；所述孔板的外侧设有与底盖的法兰板尺寸一致的外边，中间设有与列管孔尺寸和位置一致的列管固定孔，所述U型冷媒列管穿设其中；各孔板之间设有与其垂直连接的支撑板；所述连接板设在底盖与其最邻近的孔板之间；所述折流板为侧面截面为S形的扁板，包括上截面、下截面、凹部、凸部，其凹部、凸部平滑过渡形成S波浪形且中间均匀设有若干尺寸和位置与所述U型冷媒列管匹配的折流板列管孔，所述折流板通过所述折流板列管孔与若干组U型冷媒列管耦合成紧密的管板结构。
3.根据权利要求2所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述列管浸泡式冷凝器替换为第二列管浸泡式冷凝器，包括U型冷媒列管、支架、折流板、冷媒进管、冷媒出管、冷媒上集管、冷媒下集管，所述支架包括孔板和支撑板，所述孔板为若干块平行设置的板，其下端设有固定立柱；所述孔板的中间设有与U型冷媒列管尺寸和位置一致的列管固定孔，所述U型冷媒列管穿设其中；各孔板之间设有与其垂直连接的支撑板；所述冷媒上集管、冷媒下集管分别沿长度水平方向设在最前面的孔板的前方上下两端，所述冷媒上集管左端与冷媒进管连通，所述冷媒下集管右端与冷媒出管连通；所述U型冷媒列管为若干组，每组若干根，每根U型冷媒列管的一端从所述冷媒上集管长度方向上的某处位置引出，穿过若干孔板上一组对应的列管固定孔，以直管形式进入支架内部，其末端弯曲成弧形管之后，又以另一直管形式往后穿过孔板上另一组列管固定孔，引出后的另一端与所述冷媒下集管长度方向上的对应位置接通；各根U型冷媒列管的两段直管之间的间距是各不相同且逐级增大的；每一组U型冷媒列管处于一个纵向平面内，与其它组的U型冷媒列管所处平面互相平行；所述折流板为侧面截面为S形的扁板，包括上截面、下截面、凹部、凸部，其凹部、凸部平滑过渡形成S波浪形且中间均匀设有若干尺寸和位置与所述U型冷媒列管匹配的折流板列管孔，所述折流板通过所述折流板列管孔与若干组U型冷媒列管耦合成紧密的管板结构。
4.根据权利要求2或3所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述布水器采用H型同程多级布水器，包括互相连通的布水器总管、多级分水管及若干布水头，每一级下级分水管与其上一级分水管垂直连接，形成多级H型，若干布水头则分布在最后一级分水管的两端，实现各个布水头呈现在同一个水平面上，且每个相邻的布水头都呈现等距排列；所述布水器总管另一端与冷却循环泵连通，冷却水箱中经过换热升温的冷却水经过均匀分布的布水头，进入多级分水管、布水器总管，最后经冷却泵导流管进入冷却泵、喷淋器进入下一冷却循环。
5.根据权利要求4所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述折流板采用金属材料或非金属材质；所述支架及冷媒汇流箱采用碳钢焊接后再进行热镀锌。
6.根据权利要求4所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述U型冷媒列管采用管壁8-15μm、直径10-15mm的内螺纹紫铜管或钛合金、铝合金、不锈钢；所述两段直管成水平平行排列，其间距在2Cm及以上。
7.根据权利要求4所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述孔板为厚度10mm及以上碳钢板材质，根据U型冷媒列管的直径用机床冲孔后与支架焊接后整体进行热镀锌做防腐涂层处理。
8.根据权利要求4所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述H型同程多级布水器采用镀锌钢管、PUC管、PE管。
9.根据权利要求2所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述底盖为厚度15mm及以上碳钢板材质，根据U型冷媒列管的直径用机床冲孔后与支架焊接后整体进行热镀锌做防腐涂层处理，钻孔呈现均匀上下左右分布；所述底盖和顶盖的法兰板之间附有防渗漏垫层，通过螺栓紧固；所述上下腔格栅插入到底盖的上下腔格栅槽内，槽内附有防渗漏弹性胶条，防止冷媒上腔和冷媒下腔的冷媒互相渗透。
10.根据权利要求2所述的列管浸泡式冷却系统，其特征在于，所述螺栓采用直径8mm及以上碳钢热镀锌螺栓。
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