CN112833590B - 带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法 - Google Patents

带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法,属于冷凝器技术领域。主要包括空气预冷系统、喷淋水预冷系统、蒸发冷凝系统。空气在箱体左侧第一风机的作用下进入空气预冷系统，经遇冷后进入蒸发冷凝系统，水槽中的水在增压水泵的作用下，经过喷淋水预冷系统后进入蒸发冷凝系统。同时，在第二风机的作用下，空气分别流经三个系统的换热管束，促进换热管外水膜的蒸发吸热。纵向换热管排之间镶嵌泡沫翅片板，有效提高换热面积，易形成连续水膜，消除水管底部干斑。三个蒸发系统在同一个箱体内，结构紧凑。

Description

带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法
技术领域
本发明属于冷凝器技术领域，具体为一种带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法。
背景技术
随着国民经济的发展，我国对能源、自然资源的需求量日益剧增，而我国水资源非常紧缺，工业上的缺水现象尤为严重，工业冷却用水占据总工业用水的70%以上。也正是在如此情况下，蒸发式冷凝器技术获得了越来越多的关注，蒸发式冷凝器是利用水蒸发吸收潜热进而冷却介质的一种高效冷凝器，理论上蒸发冷的耗水量仅为水冷式的5%-10%。因此研发高效的蒸发式冷凝器对工业上的节约水资源具有重要的意义。
发明内容
本发明提出了一种带有双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的新型蒸发式冷凝器。结构紧凑，提高制冷量，降低能耗，同时易于形成连续的水膜，减少干斑，降低结垢。
一种带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，包括安装于箱体内的空气预冷系统、喷淋水预冷系统和蒸发冷凝系统。箱体左侧壁顶部设置第一进风口，箱体左侧壁下部设置第二进风口，箱体右侧壁下部设置出风口，三个系统在一个箱体内，共用一个风机，结构紧凑。
所述空气预冷系统位于箱体内部的左上侧，由第一定点喷淋装置、第一换热盘管、第一泡沫翅片板、第一风机组成；第一定点喷淋装置位于第一进风口的右下方，第一进风口进入的空气与第一定点喷淋装置滴落的喷淋水形成顺流，有利于在管外形成连续水膜，促进蒸发；第一换热盘管位于第一定点喷淋装置的正下方；第一泡沫翅片板镶嵌在第一换热盘管的纵向相邻管排之间，可以消除换热管底部的干斑，形成连续的水膜，降低结垢；第一风机位于箱体左侧壁中部位置，与第一换热盘管的下侧进口相连接；
所述蒸发冷凝系统位于箱体内部的右上侧，与空气预冷系统之间设置有挡板，挡板顶部与第一换热盘管的出口连接，作为蒸发冷凝系统的进风口；蒸发冷凝系统由第二定点喷淋装置、第二换热盘管、第二泡沫翅片板、第二风机组成；第二定点喷淋装置位于蒸发冷凝系统的进风口的右下方，第二换热盘管位于第二定点喷淋装置的正下方，可以使换热管外喷淋水与空气同向流动，空气包裹在水膜外，有利于形成连续水膜；第二泡沫翅片板镶嵌在第二换热盘管的纵向相邻管排之间，可以消除换热管底部的干斑，形成连续的水膜，降低结垢；第二风机位于箱体右侧壁的下部出风口处；
所述喷淋水预冷系统位于箱体内的底部水槽表面，由增压水泵、第三换热盘管、高吸水纤维、第二风机组成；第三换热盘管位于水槽表面，进口与水槽底部的增压水泵连接，出口与箱体上方的第一定点喷淋装置、第二定点喷淋装置通过管道连接；高吸水纤维包裹在第三换热盘管的表面，高吸水纤维的底部放置于水槽中，通过高吸水纤维的强吸水性，将水槽表面的水吸附到第三换热盘管表面，形成水膜，通过水膜蒸发，降低第三换热盘管内的水膜温度。
第二风机的底部与第三换热盘管在同一高度，有利于从第二进风口进入的空气直接吹略第三换热盘管表面，促进水膜蒸发。第二风机左侧放置挡水板。
所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器的工作方法，其特征在于，包括以下工作过程：
在第一风机的作用下，空气进入空气预冷系统中的第一换热盘管；喷淋水通过第一定点喷淋装置滴落，在第一换热盘管外形成连续水膜，从第一进风口进入的位于第一换热盘管外的空气在第二风机的作用下与水膜同向流动，促进水膜蒸发吸收第一换热盘管内的空气的显热，第一换热盘管内空气预冷后通过挡板上部的出口流到第二定点喷淋装置上方；
喷淋水通过第二定点喷淋装置滴落，在第二换热盘管外形成连续水膜，在第二风机的作用下，预冷后的空气流过蒸发冷凝系统，促进水膜蒸发，实现制冷；当空气分别流过空气预冷系统与蒸发冷凝系统后，在第二风机的作用下，空气吹过第三换热盘管，同时从第二进风口进入的空气流过水槽表面，促进高吸水纤维中水的蒸发，降低第三换热盘管内的喷淋水温度，预冷后的喷淋水在增压水泵的作用下流到第一定点喷淋装置与第二定点喷淋装置。
所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，其特征在于：通过在泡沫翅片板的表面增加螺纹结构，增大换热面积与水膜湍流强度，促进水膜蒸发。
所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，其特征在于：第一定点喷淋装置中的水管底部有若干出流圆孔，出流圆孔的位置正对于第一换热盘管每一纵排的正上方；第二定点喷淋装置中的水管底部有若干出流圆孔，出流圆孔的位置正对于第二换热盘管每一纵排的正上方。管内喷淋水以液滴形式垂直滴落到正下方的换热管顶部，节约水资源，且通过此喷淋方式，喷淋水均匀分布在换热管表面，有利于形成连续的水膜，促进水膜蒸发。
所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，其特征在于：第一定点喷淋装置的尺寸小于第二定点喷淋装置，将大部分喷淋水分配到蒸发冷凝系统中，促进换热管内制冷剂的冷凝。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是第三换热盘管与高吸水纤维的结构示意图；
图3是第一定点喷淋装置、第一换热盘管、第一泡沫翅片板的结构示意图；
图中标号名称：1. 蒸发冷凝系统，2. 空气预冷系统，3. 喷淋水预冷系统，4. 第二定点喷淋装置，5.第二换热盘管，6. 第一定点喷淋装置，7.第一换热盘管，8.高吸水纤维，9.增压水泵，10.挡水板，11.第二风机，12.第一风机，13. 第二泡沫翅片板，14.第一泡沫翅片板，15.第三换热盘管，16.挡板。
具体实施方法
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1、2、3对本发明做进一步的详细说明。
第一换热盘管7每一纵排的正上方布置第一定点喷淋装置6。第二换热盘管5每一纵排的正上方布置第二定点喷淋装置4。第一定点喷淋装置6与第二定点喷淋装置4中的水管底部有若干出流圆孔，管内喷淋水以液滴形式垂直滴落到正下方的换热管顶部，这种喷淋方式使喷淋水分布更加均匀。喷淋水沿着镶嵌在纵向管排间的第一泡沫翅片板14与第二泡沫翅片板13向下流动，易形成连续的水膜，增大换热面积，消除第二换热盘管5与第一换热盘管7底部的干斑，减少结垢。
第三换热盘管15放置在水槽水面上，高吸水纤维8包裹在第三换热盘管15上，高吸水纤维8的底部放置在水槽中。
本发明主要包括空气预冷系统2、喷淋水预冷系统3、蒸发冷凝系统1。在第一风机的作用下，空气通过空气预冷系统2中的第一换热盘管7，喷淋水通过第一定点喷淋装置6滴落，在管外形成连续水膜，管外空气在第二风机11的作用下与水膜同向流动，促进水膜蒸发吸收管内空气的显热，管内空气预冷后通过挡板16上部的出口流到第二定点喷淋装置4上方；喷淋水通过第二定点喷淋装置4滴落，在第二换热盘管5外形成连续水膜，在第二风机11的作用下，预冷后的空气流过蒸发冷凝系统1，促进水膜蒸发，实现制冷；当空气分别流过空气预冷系统3与蒸发冷凝系统1后，在第二风机11的作用下，空气吹过第三换热盘管15，同时第三换热盘管15左侧进口空气流过水槽表面，促进高吸水纤维8中水的蒸发，降低第三换热盘管15内的喷淋水温度，预冷后的喷淋水在增压水泵9的作用下流到第一定点喷淋装置6与第二定点喷淋装置4。
以上所述仅是本发明的实施范例，同时强调，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的基础上做出的改进和变形仍然属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，包括安装于箱体内的空气预冷系统（2）、喷淋水预冷系统（3）和蒸发冷凝系统（1），其特征在于：
箱体左侧壁顶部设置第一进风口，箱体左侧壁下部设置第二进风口，箱体右侧壁下部设置出风口；
所述空气预冷系统（2）位于箱体内部的左上侧，由第一定点喷淋装置（6）、第一换热盘管（7）、第一泡沫翅片板（14）、第一风机（12）组成；第一定点喷淋装置（6）位于第一进风口的右下方；第一换热盘管（7）位于第一定点喷淋装置（6）的正下方；第一泡沫翅片板（14）镶嵌在第一换热盘管（7）的纵向相邻管排之间；第一风机（12）位于箱体左侧壁中部位置，与第一换热盘管（7）的下侧进口相连接；
所述蒸发冷凝系统（1）位于箱体内部的右上侧，与空气预冷系统（2）之间设置有挡板（16），挡板（16）顶部与第一换热盘管（7）的出口连接，作为蒸发冷凝系统（1）的进风口；蒸发冷凝系统（1）由第二定点喷淋装置（4）、第二换热盘管（5）、第二泡沫翅片板（13）、第二风机（11）组成；第二定点喷淋装置（4）位于蒸发冷凝系统（1）的进风口的右下方，第二换热盘管（5）位于第二定点喷淋装置（4）的正下方；第二泡沫翅片板（13）镶嵌在第二换热盘管（5）的纵向相邻管排之间；第二风机（11）位于箱体右侧壁的下部出风口处；
所述喷淋水预冷系统（3）位于箱体内的底部水槽表面，由增压水泵（9）、第三换热盘管（15）、高吸水纤维（8）、第二风机（11）组成；第三换热盘管（15）位于水槽表面，进口与水槽底部的增压水泵（9）连接，出口与箱体上方的第一定点喷淋装置（6）、第二定点喷淋装置（4）通过管道连接；高吸水纤维（8）包裹在第三换热盘管（15）的表面，高吸水纤维（8）的底部放置于水槽中；
第二风机（11）的底部与第三换热盘管（15）在同一高度，第二风机（11）左侧放置挡水板（10）。
2.根据权利要求1所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，其特征在于：泡沫翅片板的表面含有增大换热面积与水膜湍流强度的螺纹结构。
3.根据权利要求1所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，其特征在于：第一定点喷淋装置（6）中的水管底部有若干出流圆孔，出流圆孔的位置正对于第一换热盘管（7）每一纵排的正上方；第二定点喷淋装置（4）中的水管底部有若干出流圆孔，出流圆孔的位置正对于第二换热盘管（5）每一纵排的正上方。
4.根据权利要求1所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器，其特征在于：第一定点喷淋装置（6）的尺寸小于第二定点喷淋装置（4）。
5.根据权利要求1所述的带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器的工作方法，其特征在于，包括以下工作过程：
在第一风机（12）的作用下，空气进入空气预冷系统（2）中的第一换热盘管（7）；喷淋水通过第一定点喷淋装置（6）滴落，在第一换热盘管（7）外形成连续水膜，从第一进风口进入的位于第一换热盘管（7）外的空气在第二风机（11）的作用下与水膜同向流动，促进水膜蒸发吸收第一换热盘管（7）内的空气的显热，第一换热盘管（7）内空气预冷后通过挡板（16）上部的出口流到第二定点喷淋装置（4）上方；
喷淋水通过第二定点喷淋装置（4）滴落，在第二换热盘管（5）外形成连续水膜，在第二风机（11）的作用下，预冷后的空气流过蒸发冷凝系统（1），促进水膜蒸发，实现制冷；当空气分别流过空气预冷系统（2 ）与蒸发冷凝系统（1）后，在第二风机（11）的作用下，空气吹过第三换热盘管（15），同时从第二进风口进入的空气流过水槽表面，促进高吸水纤维（8）中水的蒸发，降低第三换热盘管（15）内的喷淋水温度，预冷后的喷淋水在增压水泵（9）的作用下流到第一定点喷淋装置（6）与第二定点喷淋装置（4）。
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