CN112524973B - 一种液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体处理技术领域，公开了一种液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，包括外壳、换热子系统、喷淋子系统和压力控制子系统；换热子系统包括换热管和固定管板；外壳的内部具有蒸发腔，换热管沿水平方向设置于蒸发腔中，换热管的两端通过固定管板与外壳连接；喷淋子系统包括喷淋总管和喷淋管；喷淋总管固定于蒸发腔的内壁，喷淋管沿水平方向设置，并与换热管相配合，喷淋管的一端与喷淋总管连接，其另一端封闭，压力控制子系统与喷淋总管和蒸发腔连接。其有益效果在于：采用液态二氧化碳作为冷却剂能消除钢结构腐蚀和表面结垢现象，提高设备的传热效率并大大延长设备的使用寿命。换热器的换热温度可通过调节蒸发腔内二氧化碳的蒸发压力控制。
Description
技术领域
本发明涉及气体处理技术领域，具体涉及一种液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器。
背景技术
目前商业上实际应用的冷却式换热器主要有空气冷却式、水冷却式以及蒸发冷却式三种形式，这三种形式的换热器各自有其特有的换热特征。
对于水冷式换热器而言，对高温流体的冷却冷凝是通过水的升温，以显热方式进行换热，这一过程中需要大量的水来提取热量；在工艺流体温度较高时，冷却水侧的管壁结垢现象严重，影响设备的传热效率和寿命。空气冷却式换热器是以空气作为冷却剂，在风机作用下空气吹过换热管束间隙，实现对换热管内的高温流体进行冷却。此过程中所需风量很大，空气侧传热系数很小，空气冷却温度以空气的干球温度确定，在实际应用中设备的尺寸较大，占用空间大，导致设备投资较大，运行过程中耗能也较大。
相对于空气冷却式和水冷却式换热器而言，蒸发冷却式换热器将传统水冷换热设备与循环水冷却塔设备结合到一起，利用盘管表面水膜与空气中水蒸汽的分压力差促进水膜的蒸发，从而带走换热盘管内高温流体的热量，实现管内外流体的热量交换。由于采用的是换热表面水膜蒸发冷却技术，循环冷却水量和水泵功率均大大降低，可以节约水的消耗，循环水可以维持较低的温度，有利于提升压缩机的效率，节约能耗，同时也能延长压缩机的使用寿命。
在长期运行过程中，蒸发冷却式换热器使用强制对流的干冷空气使换热管表面喷淋水不断蒸发，在水中的钙镁离子和空气中的杂质及水温等因素共同作用下，导致浓缩的钙镁盐类、固体悬浮物或微生物沉积在盘管表面形成钢结构腐蚀和沉积结垢。由于其导热系数较低，因此垢层越厚，热阻越大，对换热过程影响越大。因此，开发出一种可降低甚至消除低温流体侧钢结构腐蚀和沉积结垢现象的换热装置对于改善现有蒸发冷却式换热器的换热效率及使用寿命有着极高的经济应用价值。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、维修方便，同时能消除表面结垢、实现低冷凝温度高效制冷的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，包括外壳、换热子系统、喷淋子系统和压力控制子系统；所述换热子系统包括换热管和固定管板；所述外壳的内部具有蒸发腔，所述固定管板分别位于蒸发腔的左右两端，并固定于外壳中，所述换热管沿水平方向设置于蒸发腔中，所述换热管的两端分别与固定管板连接；所述喷淋子系统包括喷淋总管和喷淋管；所述喷淋总管固定于蒸发腔的内壁，所述喷淋管沿水平方向设置，并与换热管相配合，所述喷淋管的一端与喷淋总管连接，其另一端封闭，所述喷淋管开有若干朝向换热管的喷淋孔，所述压力控制子系统与喷淋总管和蒸发腔连接。
进一步地，还包括回流二氧化碳气体入口；所述回流二氧化碳气体入口开设于外壳上，并与蒸发腔连通，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与外壳相切。
进一步地，所述回流二氧化碳气体入口位于靠近外壳进气端的固定管板与喷淋总管之间，所述回流二氧化碳气体入口与靠近外壳进气端的固定管板之间的间距为200～300mm。
进一步地，所述压力控制子系统包括依次连接的压力传感器、压力传感变送器、压力控制器和电磁阀；所述电磁阀安装于喷淋总管的进口端，所述压力传感器安装于蒸发腔内。
进一步地，所述固定管板的板面上设置有若干换热管安装位，换热管安装位沿竖直方向分层设置，上下相邻两层换热管安装位的圆心所在直线之间的间距为140～160mm，同一层的换热管安装位沿外壳的竖直直径对称分布。所述换热管水平设置有5～11层，各层平行排列，上下相邻两层换热管的圆心所在直线之间距离为140～160mm，层内相邻管外壁的最小间距为10～20mm。
进一步地，所述喷淋总管包括总进管和分流管；所述总进管沿外壳的竖直直径设置在蒸发腔中，所述总进管的一端与外壳的液态二氧化碳进口连通，所述总进管的另一端封闭，所述分流管沿总进管的轴向对称平行分布于总进管的两侧，上下相邻两根分流管之间的间隔与换热管相对应，所述分流管的一端与总进管连通，其另一端封闭，所述喷淋管沿水平方向设置，所述喷淋管的一端与总进管或分流管连接，所述喷淋管的另一端封闭。所述喷淋总管上均匀焊接有喷淋管，喷淋总管的直径大于喷淋管的直径50～90mm。
进一步地，喷淋管的管身正对换热管一侧呈120°范围内均匀分布有喷淋孔，所述喷淋孔的直径为1～3mm。
进一步地，所述换热管、固定管板、喷淋总管和喷淋管的材质均为不锈钢。
进一步地，所述外壳包括壳体、第一盖板和第二盖板；所述壳体围成的区域为蒸发腔，所述固定管板安装于壳体的左右两端，所述第一盖板和第二盖板扣设于壳体的左右两端，并与对应的固定管板之间夹有垫片，通过螺栓实现密封，所述喷淋总管靠近第一盖板设置，第一盖板开有进气口，第二盖板开有出气口，壳体开有液态二氧化碳进口、气态二氧化碳出口和回流二氧化碳气体入口，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与壳体相切。
进一步地，所述壳体包括两块上下扣合的半月形板，两块半月形板围成的区域为蒸发腔，位于上方的半月形板开有液态二氧化碳进口，位于下方的半月形板开有气态二氧化碳出口和回流二氧化碳气体入口，其中，液态二氧化碳进口和回流二氧化碳气体入口靠近第一盖板，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与半月形板相切，气态二氧化碳出口靠近第二盖板，所述第一盖板和第二盖板均呈弧形。
本发明相对于现有技术具有如下优点：
1、本发明中冷却介质为气态和液态的二氧化碳，纯度高，冷却侧管壁上因为冷却介质中的杂质沉积而导致的钢结构腐蚀和沉积结垢现象可大幅降低。在提高设备传热效率的同时大大延长了设备的使用寿命。通过压力控制子系统可调节控制二氧化碳气体的蒸发压力，从而控制液态二氧化碳蒸发温度，可达到控制换热温度的目的。
2、本发明中设置回流二氧化碳气体入口，回流的二氧化碳气体在蒸发腔中形成一股螺旋气流，充分扰动蒸发腔内二氧化碳气体侧换热系数，促进了液态二氧化碳蒸发。本装置采用法兰及密封垫形式锁接密封，维修简单，使用方便，可单独更换换热管、液态二氧化碳喷淋系统，极大地提高了产品的使用寿命，有利于产品的推广。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器的竖直剖视图；
图2示出了根据本发明的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器的水平剖视图；
图3示出了根据本发明中的固定管板的结构示意图；
图4示出了根据本发明中的喷淋总管的结构示意图；
图5示出了根据本发明中的喷淋总管和喷淋管连接的竖直剖视图；
图6示出了根据本发明中的喷淋管的截面示意图；
图7示出了根据本发明中的壳体在回流二氧化碳气体入口处的截面图；
图中，1为外壳；101为壳体；102为第一盖板；103为第二盖板；104为半月形板；105为进气口；106为出气口；107为液态二氧化碳进口；108为气态二氧化碳出口；109为回流二氧化碳气体入口；110为管外法兰；111为蒸发腔；2为换热子系统；201为换热管；202为固定管板；203为换热管安装位；3为喷淋子系统；301为喷淋总管；302为喷淋管；303为喷淋孔；304为总进管；305为分流管；4为压力控制子系统；401为压力传感器；402为压力传感变送器；403为压力控制器；404为电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1-图6所示的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，包括外壳1、换热子系统2、喷淋子系统3和压力控制子系统4；所述换热子系统2包括换热管201和固定管板202；所述外壳1的内部具有蒸发腔111，所述固定管板202位于蒸发腔111的左右两端，并固定于外壳1中，所述换热管201沿水平方向设置于蒸发腔111中，所述换热管201的两端分别与固定管板202连接；所述喷淋子系统3包括喷淋总管301和喷淋管302；所述喷淋总管301固定于蒸发腔111的内壁，所述喷淋管302沿水平方向设置，并与换热管201相配合，所述喷淋管302的一端与喷淋总管301连接，其另一端封闭，所述喷淋管302开有若干朝向换热管201的喷淋孔303，所述压力控制子系统4与喷淋总管301和蒸发腔111连接。本换热器中通入液态二氧化碳对换热管201进行冷却降温，吸热后的液态二氧化碳转化成气体排出，不会在换热器内腐蚀、沉积。
还包括回流二氧化碳气体入口109；所述回流二氧化碳气体入口109开设于外壳1，并与蒸发腔111连通，所述回流二氧化碳气体入口109的入口方向与外壳1相切。所述回流二氧化碳气体入口109位于靠近进气口105的固定管板202与喷淋总管301之间，所述回流二氧化碳气体入口109与靠近进气口的固定管板202之间的间距为200mm。二氧化碳气体从与外壳1相切的回流二氧化碳气体入口109流入蒸发腔111内，能在蒸发腔111中形成一股螺旋气流，充分扰动蒸发腔111内的气体流动，扰动二氧化碳气体侧换热系数，强化传热，提高传热效率。
所述压力控制子系统4包括压力传感器401、压力传感变送器402、压力控制器403和电磁阀404；所述电磁阀404安装于喷淋总管301的进口端，所述压力传感变送器402与蒸发腔111内的压力传感器401连接，电磁阀404的开度大小由压力控制器403发出的控制信号确定，压力控制器403的控制测定采用比例微分积分控制(PID)。压力传感变送器402通过压力控制器403与电磁阀404相连。压力传感器401用于测量蒸发腔111内二氧化碳气体的压力，并与设定压力对比，通过控制电磁阀404的开度大小，从而控制流经电磁阀404的液态二氧化碳的流量。
所述固定管板202的板面上设置有若干换热管安装位203，换热管安装位203沿竖直方向分层设置，上下相邻两层换热管安装位203的圆心所在直线之间的间距为140mm，同一层的换热管安装位203沿外壳1的竖直直径对称分布。所述换热管201水平设置有5层，各层平行排列，上下相邻两层换热管201的圆心所在直线之间距离为140mm，层内相邻管外壁的最小间距为10mm。层中换热管201以外壳1的竖直直径为对称轴对称分布，左右两边管外壁的最小间距为210mm，为喷淋总管301的总进管304预留安装空间。换热管201内径为60mm，壁厚为3mm。
所述喷淋总管301包括总进管304和分流管305；所述总进管304沿外壳1的竖直直径设置在蒸发腔111中，总进管304伸入换热管201阵列的中部，以使左右两部分的换热管沿总进管304的轴向对称分布，所述总进管304的一端与外壳1的液态二氧化碳进口107连通，所述总进管304的另一端封闭，所述分流管305沿总进管304的轴向对称平行分布于总进管304的两侧，上下相邻两根分流管305之间的间隔与换热管204相对应，所述分流管305的一端与总进管304连通，其另一端封闭，所述喷淋管302沿水平方向设置，所述喷淋管302的一端与总进管304或分流管305连通，所述喷淋管302的另一端封闭。喷淋总管301的直径大于喷淋管302的直径50～90mm。本实施例中：总进管304直径为90mm，分流管305直径为50mm，喷淋管302直径为20mm。通过此设置后，将喷淋管302设置于换热管201的两侧，提高换热效果。
喷淋管302的管身正对换热管201一侧呈120°范围内均匀分布有喷淋孔303，所述喷淋孔303的直径为1mm。此设置充分换热的同时，还能减少液态二氧化碳的浪费。
所述换热管201、固定管板202、喷淋总管301和喷淋管302的材质均为不锈钢。采用不锈钢材料能够提高本换热器的使用寿命。
如图1和图7所示，所述外壳1包括壳体101、第一盖板102和第二盖板103；所述壳体101围成的区域为蒸发腔111，所述固定管板202安装于壳体101的两端，所述第一盖板102和第二盖板103扣设于壳体101的两端，并与固定管板202之间夹有垫片，通过螺栓实现密封。所述喷淋总管301靠近第一盖板102设置，第一盖板102开有进气口105，第二盖板103开有出气口106，壳体101开有液态二氧化碳进口107、气态二氧化碳出口108和回流二氧化碳气体入口109，所述回流二氧化碳气体入口109的入口方向与壳体101相切。固定管板202分别设置在蒸发腔111左右两端，并分别与对应的盖板和外壳1锁接，第一盖板102、第二盖板103、固定管板202与壳体101之间设置有法兰及密封垫，安装方便，确保换热器密封。
所述壳体101包括两块上下扣合的半月形板104，两块半月形板104之间通过管外法兰110和密封垫实现密封，两块半月形板104围成的区域为蒸发腔111，位于上方的半月形板104开有液态二氧化碳进口107，位于下方的半月形板104开有气态二氧化碳出口108和回流二氧化碳气体入口109，其中，液态二氧化碳进口107和回流二氧化碳气体入口109靠近第一盖板102，所述回流二氧化碳气体入口109的入口方向与半月形板104相切，气态二氧化碳出口108靠近第二盖板103，所述第一盖板102和第二盖板103均呈弧形。
待冷却气体的流程为：高温气流从进气口105进入到换热器内，气流通过固定管板202导流分散进入各换热管201内，与换热管201外表面的液态二氧化碳发生热量交换之后，离开换热管201，在固定管板202和第二盖板103形成的空间内汇聚成一股气流，最后从出气口离开换热器。二氧化碳的流程为：液态二氧化碳从液态二氧化碳进口107进入到喷淋子系统3中，其流量由压力控制子系统4控制。在喷淋子系统3中，液态二氧化碳从喷淋总管301流入，然后分流进入到喷淋管302中，最后从喷淋管302上的喷淋孔303均匀的喷淋到换热管201的外表面，液体二氧化碳蒸发过程中吸收换热管201内高温流体的热量，实现热量交换。蒸发腔111中的气态二氧化碳一部分由换热管201外表面的液态二氧化碳蒸发得到，另一部分来源于回流的二氧化碳气体。回流二氧化碳气体入口109与外壳1相切，回流的气态二氧化碳从回流二氧化碳气体入口109进入到蒸发腔111内，在蒸发腔111中形成一股螺旋气流，充分扰动蒸发腔111内的气体流动，扰动二氧化碳气体侧换热系数，强化传热，提高传热效率。
社会经济效益分析
本发明采用液态二氧化碳作为制冷剂，利用液态二氧化碳的相变吸热，对换热器中的高温气流进行降温，原料来源广，传热效果好。相较于传统的蒸发冷却式换热器而言，本发明中使用的冷却介质为气态和液态的二氧化碳，介质纯度高，可大幅降低因为冷却介质不纯，介质中的杂质在冷却侧管壁上沉积导致的钢结构腐蚀和沉积结垢现象，保持设备维持在一个较高的传热效率，并延长设备的使用寿命。以处理某炼厂尾气为例，尾气温度为150℃，工业要求对其进行回收提纯处理之后再将尾气中的杂质排放到大气中，提纯时要求气体温度不高于60℃。在处理尾气约16000m3/h时，若使用传统的蒸发冷却式换热器，需要使用的循环水量为4800m3/h，消耗电能100kW。使用本发明换热器处理尾气时，不需要消耗水量，需要使用的液态二氧化碳流量为40m3/h，消耗电能为28kW，可节约电能72kW。按年操作时间7000h计算，年节约电能50.4万kW·h。水和液态二氧化碳可循环使用，损耗较少，按年更换6次计量，年消耗液态二氧化碳量为240m3，年节约使用水量28800m3，大大节约水资源的使用。按2元/kW·h的电能、5元/t的自来水、3元/m3的二氧化碳的价格计算，每年可产生的经济效益约为115.128万元。由本发明装置对换热管采用液态二氧化碳蒸发降温，利用了液态二氧化碳相变吸热，传热性能更好，所需冷却介质量更少，且冷却介质纯度高，减少了因介质不纯，介质中的杂质沉积在换热管表面形成的钢结构腐蚀和沉积结垢现象，保证了换热管的传热系数稳定在高水平状态，同时延长了设备的使用寿命。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：包括外壳、换热子系统、喷淋子系统和压力控制子系统；所述换热子系统包括换热管和固定管板；所述外壳的内部具有蒸发腔，所述固定管板分别位于蒸发腔的左右两端，并固定于外壳中，所述换热管沿水平方向设置于蒸发腔中，所述换热管的两端分别与固定管板连接；所述喷淋子系统包括喷淋总管和喷淋管；所述喷淋总管固定于蒸发腔的内壁，所述喷淋管沿水平方向设置，并与换热管相配合，所述喷淋管的一端与喷淋总管连接，其另一端封闭，所述喷淋管开有若干朝向换热管的喷淋孔，所述压力控制子系统与喷淋总管和蒸发腔连接；
所述喷淋总管包括总进管和分流管；所述总进管沿外壳的竖直直径设置在蒸发腔中，所述总进管的一端与外壳的液态二氧化碳进口连通，所述总进管的另一端封闭，所述分流管沿总进管的轴向对称平行分布于总进管的两侧，上下相邻两根分流管之间的间隔与换热管相对应，所述分流管的一端与总进管连通，其另一端封闭，所述喷淋管沿水平方向设置，所述喷淋管的一端与总进管或分流管连接，所述喷淋管的另一端封闭；喷淋管的管身正对换热管一侧呈120°范围内均匀分布有喷淋孔；
所述压力控制子系统包括依次连接的压力传感器、压力传感变送器、压力控制器和电磁阀；所述电磁阀安装于喷淋总管的进口端，所述压力传感器安装于蒸发腔内。
2.根据权利要求1所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：还包括回流二氧化碳气体入口；所述回流二氧化碳气体入口开设于外壳上，并与蒸发腔连通，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与外壳相切。
3.根据权利要求2所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：所述回流二氧化碳气体入口位于靠近外壳进气端的固定管板与喷淋总管之间，所述回流二氧化碳气体入口与靠近外壳进气端的固定管板之间的间距为200～300mm。
4.根据权利要求1所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：所述固定管板的板面上设置有若干换热管安装位，换热管安装位沿竖直方向分层设置，上下相邻两层换热管安装位的圆心所在直线之间的间距为140～160mm，同一层的换热管安装位沿外壳的竖直直径对称分布。
5.根据权利要求1所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：所述喷淋孔的直径为1～3mm。
6.根据权利要求1所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：所述换热管、固定管板、喷淋总管和喷淋管的材质均为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：所述外壳包括壳体、第一盖板和第二盖板；所述壳体围成的区域为蒸发腔，所述固定管板安装于壳体的两端，所述第一盖板和第二盖板扣设于壳体的两端，并与固定管板之间夹有垫片，通过螺栓实现密封，所述第一盖板开有进气口，第二盖板开有出气口，壳体开有液态二氧化碳进口、气态二氧化碳出口和回流二氧化碳气体入口，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与壳体相切。
8.根据权利要求7所述的液态二氧化碳喷淋式变压控温换热器，其特征在于：所述壳体包括两块上下扣合的半月形板，两块半月形板围成的区域为蒸发腔，位于上方的半月形板开有液态二氧化碳进口，位于下方的半月形板开有气态二氧化碳出口和回流二氧化碳气体入口，其中，液体二氧化碳进口和回流二氧化碳气体入口靠近第一盖板，所述回流二氧化碳气体入口的入口方向与半月形板相切，气态二氧化碳出口靠近第二盖板，所述第一盖板和第二盖板均呈弧形。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08303989A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 密閉形冷却塔 |
| CN2330958Y (zh) * | 1998-04-01 | 1999-07-28 | 中国石化茂名石油化工公司 | 双侧相变冷凝器 |
| CN1387014A (zh) * | 2001-05-22 | 2002-12-25 | 普莱克斯技术有限公司 | 低温冷凝及蒸发系统 |
| CN102155854A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-08-17 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种管外垂直降膜换热器 |
| CN104457312A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-25 | 桂林新艺制冷设备有限责任公司 | 一种冷凝器 |
| CN204286138U (zh) * | 2014-11-20 | 2015-04-22 | 朱新华 | 一种蒸发式冷凝器用淋水装置 |
| CN204495161U (zh) * | 2014-12-20 | 2015-07-22 | 重庆市飞涛科技有限公司 | 适用于圆柱型高效冷却塔的布水装置 |
| CN106288523A (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-04 | 约克（无锡）空调冷冻设备有限公司 | 冷凝和降膜蒸发混合换热器 |
| CN207675002U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-31 | 广州市富锋环保节能科技有限公司 | 一种卧式喷淋蒸发器 |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08303989A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 密閉形冷却塔 |
| CN2330958Y (zh) * | 1998-04-01 | 1999-07-28 | 中国石化茂名石油化工公司 | 双侧相变冷凝器 |
| CN1387014A (zh) * | 2001-05-22 | 2002-12-25 | 普莱克斯技术有限公司 | 低温冷凝及蒸发系统 |
| CN102155854A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-08-17 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种管外垂直降膜换热器 |
| CN204286138U (zh) * | 2014-11-20 | 2015-04-22 | 朱新华 | 一种蒸发式冷凝器用淋水装置 |
| CN104457312A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-25 | 桂林新艺制冷设备有限责任公司 | 一种冷凝器 |
| CN204495161U (zh) * | 2014-12-20 | 2015-07-22 | 重庆市飞涛科技有限公司 | 适用于圆柱型高效冷却塔的布水装置 |
| CN106288523A (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-04 | 约克（无锡）空调冷冻设备有限公司 | 冷凝和降膜蒸发混合换热器 |
| CN207675002U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-31 | 广州市富锋环保节能科技有限公司 | 一种卧式喷淋蒸发器 |
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