CN113483506A - 一种蒸发式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热设备领域，尤其涉及一种蒸发式冷凝器。一种蒸发式冷凝器，包括壳体，以及设置于所述壳体内部的喷淋组件、填料、换热组件和水箱；所述填料、换热组件和水箱从上至下依次布置于喷淋组件下方的壳体内部，水箱通过喷淋回路连接喷淋组件；所述填料和换热组件一侧的壳体侧壁上设有进风端，填料和换热组件另一侧的壳体侧壁或顶部上设有出风端。该方案中的冷却水在与高温高压气态制冷剂换热之前，经填料表面与湿空气换热降温，从而提升了与高温高压气态制冷剂换热的换热效率；而侧进风的方案为将填料设置于换热组件上方提供了基础。

Description

一种蒸发式冷凝器

技术领域

本发明涉及换热设备领域，尤其涉及一种蒸发式冷凝器。

背景技术

蒸发冷凝器是一种化工企业常用的制冷设备，蒸发冷凝器是将冷却水喷淋在换热器外表面，形成一层很薄的水膜。高温气体从冷凝换热器上部集管进入，冷凝换热器外表面水膜蒸发,从而实现热量的交换，高温气体被冷凝，冷凝液从冷凝换热器下部出液口流出。目前常规的可参考公告号为“CN203964694U”的中国实用新型专利文本中记载的方案，该蒸发式冷凝器，包括下端不同侧面分别设置有进风口、上端安装有轴流风机的箱体，箱体内安装有换热排管，换热排管的前端连接有进汽集管，后端连接有位于箱体外部一侧的出水集管，出水集管通过管路连接有液封箱，还包括安装在箱体内并位于换热排管上方的喷淋水管，轴流风机与喷淋管之间的挡水填料。

此类蒸发冷凝器借助轴流风机引导的冷风对出水集管中的汽液混合物进行二次冷凝，有效降低了汽液混合物中蒸汽的比例，从而降低了汽换热排管末端气体压力，使换热管内流体正向运动速度加快，并加速了换热排管内水膜的排出，减薄了水膜厚度甚至水膜被带离管路壁面，局部产生类似滴状冷凝效果。

上述蒸发冷凝器的出风口处于顶部，当风机口出现出风短路时，风阻较低，冷却效果大大降低。并且蒸发冷凝器的冷却效率主要取决于冷却水的温度，上述方案将冷却水直接喷淋在换热排管上，冷却效果不佳。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种蒸发式冷凝器，该方案中的冷却水在与高温高压气态制冷剂换热之前，经填料表面与湿空气换热降温，从而提升了与高温高压气态制冷剂换热的换热效率；而侧进风的方案为将填料设置于换热组件上方提供了基础。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种蒸发式冷凝器，包括壳体，以及设置于所述壳体内部的喷淋组件、填料、换热组件和水箱；其特征在于：所述填料、换热组件和水箱从上至下依次布置于喷淋组件下方的壳体内部，水箱通过喷淋回路连接喷淋组件；所述填料和换热组件一侧的壳体侧壁上设有进风端，填料和换热组件另一侧的壳体侧壁或顶部上设有出风端。

本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种蒸发式冷凝器，该蒸发式冷凝器采用侧进风的方案，即填料和换热组件一侧的壳体侧壁上设有进风端，填料和换热组件另一侧的壳体侧壁或顶部上设有出风端，空气经进风端进入壳体内部后，经与冷却水换热后从另一侧的出风端排出；相比于上进风的方案，具有风阻小、噪音低的特点，避免了因风机口出风短路导致风阻低的情况发生。

在此基础上，此方案中将填料设置于换热组件的上方，配合上述侧进风的方案，冷却水从喷淋组件喷出后洒落到填料表面与湿空气传热传质得到进一步冷却，而后分配到换热组件上形成水膜，水膜蒸发换热将换热组件内的高温高压气态制冷剂冷凝成过冷液体，从而达到冷凝制冷剂的目的。概括来说，冷却水在与高温高压气态制冷剂换热之前，经填料表面与湿空气换热降温，从而提升了与高温高压气态制冷剂换热的换热效率；而上述侧进风的方案为将填料设置于换热组件的上方提供了基础。

在进一步的实施方案中，所述壳体内部横向至少分为第一腔室和第二腔室，喷淋组件、填料、换热组件和水箱均从上至下依次布置于第一腔室内，进风端开设在第一腔室的侧壁上，出风端开设在第二腔室的侧壁或顶部上；所述第一腔室和第二腔室之间通过除水器隔断。该技术方案中，将壳体内部横向划分为第一腔室和第二腔室，空气从进风端先进入第一腔室，在填料表面和换热组件表面换热后经除水器除去水分后流入第二腔室，最终通过出风端排出。

上述方案中，由于进风端对应填料和换热组件设置，填料处于换热组件的上方，在出风风机的动力下，该处气流所带的水分更多，故此方案中优选除水器的厚度从上至下依次减小。

作为优选，所述喷淋组件与填料之间增加了均水板，均水板上面均匀布置有均水孔。均水板用于将喷淋组件喷出的冷却水均匀洒落到填料表面，从而能够充分利用填料表面，使冷却水能够在填料表面充分蒸发冷却。

作为优选，所述填料与换热组件之间还设有用于将水引导至换热组件上并使其在换热组件上形成水膜的分水部件。当填料中落下的冷却水在分水部件引导下在热板外表面上形成水膜，冷却水膜在换热组件表面蒸发带走大量热量，从而使换热组件内的高温高压气态制冷剂冷凝成过冷液体。在具体的实施方案中，所述换热组件包括多块间隔布置的换热板，换热板内部布置有制冷剂通道；所述分水部件具有将水引导至换热板外表面上的导向面。该技术方案中的换热组件采用板式换热器，包括多块换热板，可根据需要增减换热板数量，从而实现模块化组合。在使用换热板时，通过分水部件的导向面可将冷却水引导至换热板外表面上形成水膜。

在进一步的优选方案中，所述分水部件为设置在相邻两块换热板之间上方区域的分水板，分水板呈倒V型，分水板上设有两个导向面分别向其两侧倾斜。间隔设置的多块换热板之间上方区域均设有分水板，分水板上设置的两个导向面可将冷却水分别引导至其相邻两块换热板的外表面上。

作为优选，所述分水板的导向面上开有透水孔；透水孔的设置可使分水板导向面引导冷却水至换热板表面的过程中，有部分落入两块换热板之间的空间，该部分冷却水能够与空气换热。

在此基础上，在相邻两块换热板之间设有填料；冷却水在两块换热板之间区域能够落到填料表面进行充分换热。

附图说明

图1为本发明创造涉及的蒸发式冷凝器结构示意图。

图2为分水板结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1～2所示，本实施例涉及一种蒸发式冷凝器，包括壳体10，以及设置于所述壳体10内部的喷淋组件6、填料2、换热组件1和水箱11。所述填料2、换热组件1和水箱11从上至下依次布置于喷淋组件6下方的壳体10内部，水箱11通过喷淋回路连接喷淋组件6，喷淋回路内设有水泵12作为动力源。在如图所示的方案中，所述壳体10内部横向至少分为第一腔室10a和第二腔室10b，其中的喷淋组件6、填料2、换热组件1和水箱11均从上至下依次布置于第一腔室10a内，进风端开设在第一腔室10a的侧壁上并与填料2和换热组件1相对应，进风端上设有进风格栅4，出风端开设在第二腔室10b的侧壁或顶部上，图中所述处于顶部，出风端上设有轴流风机7。

该技术方案涉及一种蒸发式冷凝器，该蒸发式冷凝器采用侧进风的方案，即填料2和换热组件1一侧的壳体10侧壁上设有进风端，填料2和换热组件1另一侧的壳体10侧壁或顶部上设有出风端，空气经进风端进入壳体10内部后，经与冷却水换热后从另一侧的出风端排出。相比于上进风的方案，具有风阻小、噪音低的特点，避免了因风机口出风短路导致风阻低的情况发生。

在此基础上，此方案中将填料2设置于换热组件1的上方，配合上述侧进风的方案，冷却水从喷淋组件6喷出后洒落到填料2表面与湿空气传热传质得到进一步冷却，而后分配到换热组件1上形成水膜，水膜蒸发换热将换热组件1内的高温高压气态制冷剂冷凝成过冷液体，从而达到冷凝制冷剂的目的。概括来说，冷却水在与高温高压气态制冷剂换热之前，经填料2表面与湿空气换热降温，从而提升了与高温高压气态制冷剂换热的换热效率。而上述侧进风的方案为将填料2设置于换热组件1的上方提供了基础。

所述第一腔室10a和第二腔室10b之间通过除水器9隔断，除水器9的上方设有挡风板8。该技术方案将壳体10内部横向划分为第一腔室10a和第二腔室10b，空气从进风端先进入第一腔室10a，在填料2表面和换热组件1表面换热后经除水器9除去水分后流入第二腔室10b，最终通过出风端排出。在进一步的方案中，由于进风端对应填料2和换热组件1设置，填料2处于换热组件1的上方，在出风风机的动力下，该处气流所带的水分更多，故此方案中优选除水器9的厚度从上至下依次减小。

进一步的优选方案中，所述喷淋组件6与填料2之间增加了均水板5，均水板5上面均匀布置有均水孔。均水板5用于将喷淋组件6喷出的冷却水均匀洒落到填料2表面，从而能够充分利用填料2表面，使冷却水能够在填料2表面充分蒸发冷却。

所述填料2与换热组件1之间还设有用于将水引导至换热组件1上并使其在换热组件1上形成水膜的分水部件3。当填料2中落下的冷却水在分水部件3引导下在热板外表面上形成水膜，冷却水膜在换热组件1表面蒸发带走大量热量，从而使换热组件1内的高温高压气态制冷剂冷凝成过冷液体。在具体的实施方案中，所述换热组件1包括多块间隔布置的换热板，换热板内部布置有制冷剂通道。所述分水部件3具有将水引导至换热板外表面上的导向面31。该技术方案中的换热组件1采用板式换热器，包括多块换热板，可根据需要增减换热板数量，从而实现模块化组合。在使用换热板时，通过分水部件3的导向面31可将冷却水引导至换热板外表面上形成水膜。

如图中所示，所述分水部件3为设置在相邻两块换热板之间上方区域的分水板，分水板呈倒V型，分水板上设有两个导向面31分别向其两侧倾斜。间隔设置的多块换热板之间上方区域均设有分水板，分水板上设置的两个导向面31可将冷却水分别引导至其相邻两块换热板的外表面上。在此基础上，所述分水板的导向面31上开有透水孔，透水孔可为连续的或者不连续的均匀分布，透水孔的设置可使分水板导向面31引导冷却水至换热板表面的过程中，有部分落入两块换热板之间的空间，该部分冷却水能够与空气换热。在相邻两块换热板之间设有填料2。冷却水在两块换热板之间区域能够落到填料2表面进行充分换热。

该蒸发式冷凝器的使用步骤如下：水箱11中的冷却水被水泵12打到喷淋组件6上，喷淋组件6将冷却水喷洒到均水板5上，然后均水板5将冷却水均匀洒落到填料2表面与湿空气传热传质后进一步降温，从填料2落下的冷却水通过分水板均匀地分配到换热板上形成冷却水膜，冷却换热板内的高温高压气态制冷剂，让制冷剂冷凝成过冷液体，冷却水经过换热板后，最后落入冷却水箱11，完成一个冷却水路循环；

同时，空气经过进风格栅4，分别进入上部填料2和下部换热组件1中。空气与填料2和换热板组件表面的冷却水进行传热传质换热后通过除水器9，最后被风机排出蒸发冷冷凝器，完成一个空气侧循环。

该蒸发式冷凝器基于上述结构和使用方式，具有以下几种优点：

1.侧面双进风，跟上进风相比，避免了风机口出风短路，风阻低；

2.填料2位于换热板上方，水在填料2表面蒸发冷却后直接冷却板片，换热效率更高；

3.采用板片式，通道内结构增加制冷剂扰动，换热效率高，减少制冷剂充注量；

4.每两个换热板之间顶部增加分水板，保证换热板两面都能均匀布满水膜，没有干点；

5.填料2与喷淋组件6之间增加均水板5，让水更均匀洒落到填料2表面，增加水与湿空气的传热传质效果；

6.采用闭式横流结构，结构更紧凑，便于模块化组合；

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种蒸发式冷凝器，包括壳体(10)，以及设置于所述壳体(10)内部的喷淋组件(6)、填料(2)、换热组件(1)和水箱(11)；其特征在于：所述填料(2)、换热组件(1)和水箱(11)从上至下依次布置于喷淋组件(6)下方的壳体(10)内部，水箱(11)通过喷淋回路连接喷淋组件(6)；所述填料(2)和换热组件(1)一侧的壳体(10)侧壁上设有进风端，进风端上设有进风格栅(4)，填料(2)和换热组件(1)另一侧的壳体(10)侧壁或顶部上设有出风端,出风端上设有轴流风机(7)。

2.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述壳体(10)内部横向至少分为第一腔室(10a)和第二腔室(10b)，喷淋组件(6)、填料(2)、换热组件(1)和水箱(11)均从上至下依次布置于第一腔室(10a)内，进风端开设在第一腔室(10a)的侧壁上，出风端开设在第二腔室(10b)的侧壁或顶部上；所述第一腔室(10a)和第二腔室(10b)之间通过除水器(9)隔断。

3.根据权利要求2所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述除水器(9)的厚度从上至下依次减小。

4.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述喷淋组件(6)与填料(2)之间增加了均水板(5)，均水板(5)上面均匀布置有均水孔，用于将水均匀洒落到填料(2)表面。

5.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述填料(2)与换热组件(1)之间还设有用于将水引导至换热组件(1)上并使其在换热组件(1)上形成水膜的分水部件(3)。

6.根据权利要求5所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述换热组件(1)包括多块间隔布置的换热板，换热板内部布置有制冷剂通道；所述分水部件(3)具有将水引导至换热板外表面上的导向面(31)。

7.根据权利要求6所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述分水部件(3)为设置在相邻两块换热板之间上方区域的分水板，分水板呈倒V型，分水板上设有两个导向面(31)分别向其两侧倾斜。

8.根据权利要求7所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：所述分水板的导向面(31)上开有透水孔。

9.根据权利要求8所述的一种蒸发式冷凝器，其特征在于：相邻两块换热板之间设有填料(2)。

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