CN111365904A - 一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，包括喷淋水泵，所述喷淋水泵进水端连接有进水管，所述进水管一端与冷凝塔相连，所述喷淋水泵出水端与出水管相连，所述出水管一端连接有进水法兰，所述进水法兰与换热器相连，所述换热器顶端连接有冷凝水管，所述冷凝水管分为两段，通过连接法兰相连，所述冷凝水管连接到冷凝塔管中，所述冷凝塔管中的冷凝水管底端连接有若干喷头，与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，冷凝效果稳定：由于冷凝换热过程发生在喷雾和冷凝塔内部的填料区，属于体积换热，不会因为换热管表面污染造成换热效率下降，而且换热效率高，具备更低的造价，适合推广使用。

Description

一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置
技术领域
本发明涉及热泵蒸发器技术领域，具体为一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置。
背景技术
热泵蒸发是指将蒸发器蒸出的二次蒸汽用压缩机压缩，提高其压力,使其饱和温度超过溶液的沸点，然后送回蒸发器的加热室作为加热蒸汽,此种方法称为热泵蒸发，采用热泵蒸发只需在蒸发器开工阶段供应加热蒸汽，当操作达到稳定后，不再需要加热蒸汽，只需提供使二次蒸汽升压所需要的功，因而节省了大量的生蒸汽；
现有常压热泵蒸发器的冷凝装置，是利用水汽通过间壁式换热的方式进行换热冷凝，被冷凝气体和冷水之间互不接触，常见的为翅片式换热器和列管换热器，在实际使用过程中，该系统有以下问题：
空气水间壁换热效率极低，为了给蒸发出来的气体彻底降温，使之无限接近冷却水的温度，就需要非常大的换热面积，而在实际应用中，为了降低造价，往往会选择牺牲一点换热效率；
如采用常压热泵蒸发器时，冷却水的温度为10℃，而被冷凝气体的进入温度为55℃，排出温度却只能到25℃以上以获得较低的冷凝器造价，除湿率为79.2%以下，所需载湿空气流量为9.939Nm3/（kg.h）。
发明内容
本发明提供一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，可以有效解决上述背景技术中提出空气水间壁换热效率极低，为了给蒸发出来的气体彻底降温，使之无限接近冷却水的温度，就需要非常大的换热面积，而在实际应用中，为了降低造价，往往会选择牺牲一点换热效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，包括喷淋水泵，所述喷淋水泵进水端连接有进水管，所述进水管一端与冷凝塔相连；
所述喷淋水泵出水端与出水管相连，所述出水管一端连接有进水法兰，所述进水法兰与换热器相连，所述换热器顶端连接有冷凝水管；
所述冷凝水管分为两段，通过连接法兰相连，所述冷凝水管连接到冷凝塔管中，所述冷凝塔管中的冷凝水管底端连接有若干喷头；
所述冷凝塔管底端在冷凝塔顶端连接处开设有溢流口。
根据上述技术方案，所述进水管中部嵌入安装有进水阀，所述出水管中部嵌入安装有出水阀。
根据上述技术方案，所述换热器底端设置有进水管，所述进水管与进水法兰相连，所述换热器顶端设置有出水管，且出水管连接有出水法兰。
根据上述技术方案，所述换热器底部设置有冷水进口，所述换热器顶部设置有冷水出口。
根据上述技术方案，所述冷凝塔管内侧中部设置有填料区。
根据上述技术方案，所述冷凝塔管顶部与底部均开设有空气流通口，顶部为含湿空气进口，底部为含湿空气出口。
根据上述技术方案，所述冷凝水管表面嵌入有温度计，便于观察冷凝水管内部的水温。
一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置的使用方法，在冷凝塔中注入适量的冷凝水，打开进水阀和出水阀，接着通过启动喷淋水泵，喷淋水泵将冷凝塔中冷凝水通过进水管引流到出水管中，接着通过出水管引流到换热器中；
而换热器中从冷水进口注入，通过冷水出口出水，保证了流入到冷凝水管中的正常水温，而冷凝水管中水通过喷头喷洒到冷凝塔管的中部填料区中；
通过在冷凝塔管顶部引入含湿空气，通过冷凝塔管底部引出含湿空气，形成空气流通，而冷凝后的水流入冷凝塔中，在冷凝塔中冷凝水过多的时候，通过溢流口溢出。
根据上述技术方案，所述换热器控制冷凝水管中水温为10度；
所述冷凝塔管顶部引入含湿空气通过热泵蒸发器排出。
根据上述技术方案，所述冷凝塔管顶部引入含湿空气和冷凝塔管底部引出含湿空气均需要测温与湿度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
1、冷凝效果稳定：由于冷凝换热过程发生在喷雾和冷凝塔内部的填料区，属于体积换热，不会因为换热管表面污染造成换热效率下降；
2、换热效率高：喷雾和填料区的应用，使得换热面积大大增加，φ25mm的拉西环填料，比表面积达到220m2/m3，即填充1m3填料，相当于220m2列管换热器的换热面积，巨大的换热面积，可以做到能量的全交换。
3更低的造价：由于喷雾和填料区的应用，使得换热段的造价降低90%以上，常规工艺，采用的换热面积为100m2，列管的厚度不低于2.0mm，仅单面使用，而采用填料区换热，同样100m2，填料材料的厚度仅为0.2mm，而且可双面使用，换热段材料费节省90%以上。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的含湿空气走向示意图；
图中标号：1、喷淋水泵；2、进水管；3、进水阀；4、冷凝塔；5、出水管；6、出水阀；7、进水法兰；8、换热器；9、进水管；10、冷水进口；11、冷水出口；12、出水法兰；13、冷凝水管；14、连接法兰；15、冷凝塔管；16、喷头；17、填料区；18、溢流口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-2所示，本发明提供技术方案，一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，包括喷淋水泵1，喷淋水泵1进水端连接有进水管2，进水管2一端与冷凝塔4相连；
喷淋水泵1出水端与出水管5相连，进水管2中部嵌入安装有进水阀3，出水管5中部嵌入安装有出水阀6，从而便于后期拆卸喷淋水泵1，便于检修，而出水管5一端连接有进水法兰7，进水法兰7与换热器8相连，换热器8底端设置有进水管9，进水管9与进水法兰7相连，换热器8顶端设置有出水管，且出水管连接有出水法兰12，换热器8底部设置有冷水进口10，换热器8顶部设置有冷水出口11，从而便于了正常的连接，换热器8顶端连接有冷凝水管13；
冷凝水管13分为两段，通过连接法兰14相连，冷凝水管13表面嵌入有温度计，便于观察冷凝水管13内部的水温，冷凝水管13连接到冷凝塔管15中，冷凝塔管15内侧中部设置有填料区 17，冷凝塔管15中的冷凝水管13底端连接有若干喷头16；
冷凝塔管15底端在冷凝塔4顶端连接处开设有溢流口18。
冷凝塔管15顶部与底部均开设有空气流通口，顶部为含湿空气进口，底部为含湿空气出口，从而可以方便空气流通。
一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置的使用方法，在冷凝塔4中注入适量的冷凝水，打开进水阀3和出水阀6，接着通过启动喷淋水泵1，喷淋水泵1将冷凝塔4中冷凝水通过进水管2引流到出水管5中，接着通过出水管5引流到换热器8中；
而换热器8中从冷水进口10注入，通过冷水出口11出水，保证了流入到冷凝水管13中的正常水温，而冷凝水管13中水通过喷头16喷洒到冷凝塔管15的中部填料区17中；
通过在冷凝塔管15顶部引入含湿空气，通过冷凝塔管15底部引出含湿空气，形成空气流通，而冷凝后的水流入冷凝塔4中，在冷凝塔4中冷凝水过多的时候，通过溢流口18溢出。
为了便于控制冷凝温度，换热器8控制冷凝水管13中水温为10度；
冷凝塔管15顶部引入含湿空气通过热泵蒸发器排出。
冷凝塔管15顶部引入含湿空气和冷凝塔管15底部引出含湿空气均需要测温与湿度。
经过测试，使用中，热泵蒸发器所排出的52℃含湿100%的空气，从冷凝塔1的上部进入，从冷凝塔1下部排出，排出空气为12℃含湿100%的空气，所需载湿空气流量为8.657Nm3/（kg.h），而冷凝水经喷淋水泵1，经过换热器8对冷凝水进行冷却降温至10℃后，从冷凝塔1顶部以雾状喷下，经过冷凝塔1内部的填料区17以增加接触面积，充分换热，再自流进入到冷凝塔1底部的水槽，然后再次进入喷淋水泵1进行循环喷淋。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
1、冷凝效果稳定：由于冷凝换热过程发生在喷雾和冷凝塔内部的填料区，属于体积换热，不会因为换热管表面污染造成换热效率下降；
2、换热效率高：喷雾和填料区的应用，使得换热面积大大增加，φ25mm的拉西环填料，比表面积达到220m2/m3，即填充1m3填料，相当于220m2列管换热器的换热面积，巨大的换热面积，可以做到能量的全交换。
3更低的造价：由于喷雾和填料区的应用，使得换热段的造价降低90%以上，常规工艺，采用的换热面积为100m2，列管的厚度不低于2.0mm，仅单面使用，而采用填料区换热，同样100m2，填料材料的厚度仅为0.2mm，而且可双面使用，换热段材料费节省90%以上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于：包括喷淋水泵（1），所述喷淋水泵（1）进水端连接有进水管（2），所述进水管（2）一端与冷凝塔（4）相连；
所述喷淋水泵（1）出水端与出水管（5）相连，所述出水管（5）一端连接有进水法兰（7），所述进水法兰（7）与换热器（8）相连，所述换热器（8）顶端连接有冷凝水管（13）；
所述冷凝水管（13）分为两段，通过连接法兰（14）相连，所述冷凝水管（13）连接到冷凝塔管（15）中，所述冷凝塔管（15）中的冷凝水管（13）底端连接有若干喷头（16）；
所述冷凝塔管（15）底端在冷凝塔（4）顶端连接处开设有溢流口（18）。
2.根据权利要求1所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于，所述进水管（2）中部嵌入安装有进水阀（3），所述出水管（5）中部嵌入安装有出水阀（6）。
3.根据权利要求1所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于，所述换热器（8）底端设置有进水管（9），所述进水管（9）与进水法兰（7）相连，所述换热器（8）顶端设置有出水管，且出水管连接有出水法兰（12）。
4.根据权利要求1所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于，所述换热器（8）底部设置有冷水进口（10），所述换热器（8）顶部设置有冷水出口（11）。
5.根据权利要求1所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于，所述冷凝塔管（15）内侧中部设置有填料区（ 17）。
6.根据权利要求1所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于，所述冷凝塔管（15）顶部与底部均开设有空气流通口，顶部为含湿空气进口，底部为含湿空气出口。
7.根据权利要求1所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置，其特征在于，所述冷凝水管（13）表面嵌入有温度计，便于观察冷凝水管（13）内部的水温。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置的使用方法，其特征在于，在冷凝塔（4）中注入适量的冷凝水，打开进水阀（3）和出水阀（6），接着通过启动喷淋水泵（1），喷淋水泵（1）将冷凝塔（4）中冷凝水通过进水管（2）引流到出水管（5）中，接着通过出水管（5）引流到换热器（8）中；
而换热器（8）中从冷水进口（10）注入，通过冷水出口（11）出水，保证了流入到冷凝水管（13）中的正常水温，而冷凝水管（13）中水通过喷头（16）喷洒到冷凝塔管（15）的中部填料区（17）中；
通过在冷凝塔管（15）顶部引入含湿空气，通过冷凝塔管（15）底部引出含湿空气，形成空气流通，而冷凝后的水流入冷凝塔（4）中，在冷凝塔（4）中冷凝水过多的时候，通过溢流口（18）溢出。
9.根据权利要求8所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置的使用方法，其特征在于，所述换热器（8）控制冷凝水管（13）中水温为10度；
所述冷凝塔管（15）顶部引入含湿空气通过热泵蒸发器排出。
10.根据权利要求8所述的一种常压热泵蒸发器用喷淋冷凝装置的使用方法，其特征在于，所述冷凝塔管（15）顶部引入含湿空气和冷凝塔管（15）底部引出含湿空气均需要测温与湿度。
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