CN113587497B - 一种双冷复合高效蒸发式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明属于制冷机械技术领域，具体涉及一种双冷复合高效蒸发式冷凝器。所述冷凝器包括机体，机体内腔设有的蒸发冷换热器连通一水冷换热器，通过管路将机体底部的水箱与水冷换热器与机体内腔上部的喷水管组件依次连通，通过另一并联的管路将水箱与喷水管组件连通。本发明的双冷复合高效蒸发式冷凝器，压缩机排出的高温过热制冷剂蒸气可先在水冷换热器中与冷却循环水进行一级换热，预冷后以较低的温度再进入蒸发冷凝换热器中进行二级蒸发冷凝换热，从而可有效避开钙镁离子溶解度较小的温度区间，大大提高了蒸发冷换热器的抗结垢性能，确保冷凝器的高效换热、稳定运行。

Description

一种双冷复合高效蒸发式冷凝器

技术领域

本发明属于制冷机械技术领域，具体涉及一种双冷复合高效蒸发式冷凝器。

背景技术

蒸发冷凝式冷水机组结合了水冷及风冷冷水机组的优点，以空气和循环水作为冷却介质，利用蒸发式冷凝器循环冷却水的蒸发潜热来冷凝压缩机排出的高温高压气体制冷剂，故冷凝温度较水冷机组可降低4～5℃，且可节省冷却水泵功耗。蒸发冷凝式冷水机组与常规水冷系统水冷机组+冷却水泵+冷却塔相比，机组制冷能效可提高20%左右；与风冷机组相比，机组制冷能效则可提高60%左右，因此其是目前制冷、空调系统中能效比最高的主机类型，能够很好解决常规风冷和水冷机组冷凝温度高，制冷能效低的缺陷，在医药、化工、冶金、食品饮料领域得到广泛的应用。

蒸发式冷凝器作为蒸发冷凝式冷水机组的核心部件，现有的蒸发式冷凝器一般采用盘管式结构，循环冷却水通过水泵喷淋均匀地覆盖在盘管外表面形成水膜，通过风机抽风或风机鼓风，使循环冷却水蒸发和使外界空气流经盘管外表面，从而带走盘管内部高温高压制冷剂蒸气在冷凝过程中排放的大量热量，传热效率较高。

压缩机排出的高温过热制冷剂蒸气进入盘管与管外的水膜及空气换热，逐渐冷却、冷凝，在制冷剂进入盘管时，因处在冷却阶段的部分换热盘管表面温度高，钙镁离子的溶解度低，容易析出形成硬垢，进而影响并降低冷凝器换热性能，严重的甚至造成机组无法正常运行。

在出风侧采用铜管翅片盘管对进入蒸发冷盘管的过热制冷剂蒸气进行预冷的方式，由于铜管翅片盘管表面温度高，蒸发冷盘管飞溅过来的水滴飘落在铜管翅片盘管表面时水分完全蒸发，钙镁离子残留在翅片上而形成硬垢，很容易导致铜管翅片盘管风道堵塞，致使机组无法正常运行。

现有技术ZL202110080745.3，名称：一种蒸发式冷凝器，其公布了的蒸发式冷凝器通过在冷凝器底部增设雾化喷头，使空气进入壳体后与水雾混合形成气液混合物，从而减少换热管表面的干点。但这种雾化碰头只能减轻底部部分盘管表面结垢的情况，效果非常局限。

发明内容

现有的蒸发冷换热器存在换热盘管表面容易结垢的技术问题，为此，本发明的目的在于提供一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，本发明的蒸发式冷凝器增设水冷换热器，高温过热制冷剂先后经过水冷一级换热、蒸发冷凝二级换热，可有效降低进入蒸发冷换热器的制冷剂温度，从而有效避开钙镁离子溶解度较小的温度区间，大大提高了蒸发冷换热器的抗结垢性能的蒸发式冷凝器。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，通过使用一定量的冷却水和制冷剂进行换热，所述冷凝器包括机体，机体顶部设风机，风机与机体内部连通，机体开设若干进风口，机体内腔上部设有喷水管组件，机体底部设有水箱，所述喷水管组件下方设有蒸发冷换热器与填料，蒸发冷换热器近进风口设置，填料设于蒸发冷换热器的出风侧和下方，所述蒸发冷换热器连通水冷换热器，通过管路依次将水箱、水冷换热器与喷水管组件连通，通过另一并联的管路将水箱与喷水管组件连通，靠近水箱出水口的管路中设循环水泵，循环水泵可以一定流速将冷却水泵至水冷换热器和喷水管组件，也可将冷却水直接泵至喷水管组件，在循环水泵的驱动下，冷却水流经水冷换热器与高温过热制冷剂蒸气进行一级换热，制冷剂预冷排出部分热量后进入蒸发冷换热器中进一步与蒸发冷换热器外部的由喷水管组件喷淋的喷淋水及风机运行驱动的低温空气进行二次换热而冷凝。

另外，根据本发明上述实施例，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，具体的，所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于所述水冷换热器可设于机体外作为单独一个部件，也可集成于机体上。

具体的，所述所述喷水管组件末端设喷嘴，喷水管组件分为第一喷水管组件和第二喷水管组件，所述管路依次将水箱、水冷换热器与第一喷水管组件连通，第一喷水管组件末端喷嘴喷淋冷却水至填料的顶部，通过另一并联的管路将水箱与第二喷水管组件连通，第二喷水管组件末端喷嘴喷淋冷却水至蒸发冷换热器顶部。

具体的，所述填料分为独立的填料I与填料II，填料I设置于蒸发冷换热器出风侧，填料II设置于蒸发冷换热器与填料I的下部。

具体的，所述并联的管路靠近循环水泵出口处设流量调节阀，流量调节阀可调节控制并联管路中的冷却水流量。

具体的，所述并联的管路中分别设有循环水泵驱动各并联管路中的冷却水循环。

具体的，所述填料II与水箱之间设有污垢收集装置。

具体的，所述进风口开设于机体顶部风机的四周与机体侧壁，机体侧壁的进风口设有进风格栅。

具体的，所述风机位于机体顶部的中心，蒸发冷换热器与填料I、填料II组成的集合体，所述若干个集合体以风机轴心线布设于机体内腔。

具体的，所述蒸发冷换热器与填料I、填料II组成的集合体两个设于风机轴心线两侧。

本发明的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，压缩机排出的高温过热制冷剂蒸气可先在水冷换热器中与冷却循环水进行一级换热，预冷后以较低的温度再进入蒸发冷凝换热器中进行二级蒸发冷凝换热，从而可有效避开钙镁离子溶解度较小的温度区间，大大提高了蒸发冷换热器的抗结垢性能，确保冷凝器的高效换热、稳定运行。

附图说明

图1 本发明的双冷复合高效蒸发式冷凝器的第一个实施例的结构示意图。

图2 本发明的双冷复合高效蒸发式冷凝器的第二个实施例的结构示意图。

图3 本发明的双冷复合高效蒸发式冷凝器的第三个实施例的结构示意图。

图4 本发明的双冷复合高效蒸发式冷凝器的第四个实施例的结构示意图。

其中，1-机体；2-蒸发冷换热器；3-填料；31-填料I；32-填料II；4-喷水管组件；41-第一喷水管组件；42-第二喷水管组件；5-喷嘴；6-循环水泵；7-水冷换热器；8-流量调节阀；9-水箱；10-污垢收集装置；11-进风格栅；12-进风口；13-风机。

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”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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。

在本发明的描述中，需要理解的是，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，“多个”的含义是两个或两个以上，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”等应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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”、“之下”或“上面”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”或“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”或“下面”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之下”、“下方”或“下面”可是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“一个实施例”或“具体实施例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，本发明提出了一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，通过使用一定量的冷却水和制冷剂进行换热，从而使一定空间内的温度发生改变。

所述双冷复合高效蒸发式冷凝器包括机体1，所述机体1顶部设风机13，风机13与机体1内部连通。机体1顶部风机13的四周可开设若干进风口12，机体1侧壁也可开设若干进风口12。运行风机13，气流经机体1顶部或侧壁的进风口12，依次经机体1内部最后流至风机13从而形成气流风向。

机体1内腔上部设有喷水管组件4，机体1底部设有水箱9。所述喷水管组件4下方设有蒸发冷换热器2与填料3，蒸发冷换热器2近机体1侧壁的进风口12，填料3设于蒸发冷换热器2的出风侧和下方。所述蒸发冷换热器2可以是盘管式、板管式、板片式结构、也可以是以上各结构的组合，蒸发冷换热器2的材质可以是不锈钢、碳钢、铜、铝以及由以上各材质为主的各类合金材料。

所述蒸发冷换热器2连通一水冷换热器7，水冷换热器7内设制冷剂管与冷却水管，制冷剂管内的制冷剂与冷却水管内的冷却水在水冷换热器7内换热。通过管路依次将水箱9、水冷换热器7与喷水管组件4连通。通过另一并联设置的管路将水箱9与喷水管组件4直接连通，近水箱9出水口的管路中设循环水泵6，循环水泵6可以一定流速将一部分循环冷却水通过管道输送至水冷换热器7，冷却水与制冷剂换热后通过喷水管组件4喷淋至填料3的顶部，另一部分循环冷却水通过管道输送至蒸发冷换热器2顶部的喷水管组件4对蒸发冷换热器2进行喷淋。在循环水泵的泵送下，冷却水流经水冷换热器7与压缩机排出的高温过热制冷剂蒸气进行一级换热，制冷剂预冷排出部分热量后进入蒸发冷换热器2，冷却水中进一步与蒸发冷换热器2外部的喷淋水及低温空气进行二次换热而冷凝，换热后湿热的的空气由风机13排出机体1。

通过一级预冷换热，可以有效降低进入蒸发冷换热器2的制冷剂温度，从而有效避开钙镁离子溶解度较小的温度区间，大大提高了蒸发冷换热器2的抗结垢性能，一级预冷换热后再进行二级换热，确保高效换热。

如图2-4所示，本发明的实施例还可以做如下变换。根据本发明的一个具体实施例，所述双冷复合高效蒸发式冷凝器包括机体1，所述机体1顶部中心设风机13，风机13与机体1内部连通。机体1顶部风机13的四周开设若干进风口12，机体1侧壁开设若干进风口12，机体1侧壁的进风口12设有进风格栅11。运行风机13，气流经机体1顶部或侧壁的进风口12进入，依次经机体1内部最后流至风机13从而形成气流风向。

机体1内腔上部设有喷水管组件4，机体1底部设有水箱9。所述喷水管组件4末端设喷嘴5，所述喷水管组件4下方设有蒸发冷换热器2与填料3，喷水管组件4分为第一喷水管组件41和第二喷水管组件42。蒸发冷换热器2与填料3组成的集合体布设于机体1内腔并以风机13轴心线布设，集合体优选为2个，布设于风机轴心线的两侧，蒸发冷换热器2靠近机体1侧壁的进风口12。所述填料3分为独立的填料I31与填料II32，填料I31设置于蒸发冷换热器2出风侧，填料II32设置于蒸发冷换热器2与填料I31的下部。

所述蒸发冷换热器2连通一水冷换热器7，水冷换热器7内设制冷剂管与冷却水管，制冷剂管内的制冷剂与冷却水管内的冷却水在水冷换热器7内换热。通过管路依次将水箱9、水冷换热器7与第一喷水管组件41连通，另一并联的管路将水箱9与第二喷水管组件42直接连通。靠近水箱9出水口的管路中设循环水泵6，循环水泵6可以一定流速将一部分循环水通过管道输送至水冷换热器7，冷却水与制冷剂换热后通过第一喷水管组件41末端喷嘴5喷淋冷却水至填料I31的顶部；另一部分循环冷却水通过管道输送至第二喷水管组件42，其末端喷嘴5喷淋冷却水至蒸发冷换热器2顶部。

在循环水泵的泵送下，冷却水流经水冷换热器7与压缩机排出的高温过热制冷剂蒸气进行一级换热，制冷剂预冷排出部分热量后进入蒸发冷换热器2，制冷剂进一步与蒸发冷换热器2外部的喷淋水及低温空气进行二次换热而冷凝。从蒸发冷换热器2及填料I31换热后的喷淋水经填料II32与低温空气换热冷却后落入水箱9。低温空气进入蒸发冷换热器2与制冷剂换热后再经填料I31中与循环冷却水进行换热为热湿空气，低温空气进入填料II32与循环冷却水换热为热湿空气，热湿空气经风机排出。

如图2所示，为本发明一种双冷复合高效蒸发式冷凝器的一具体实施例的结构示意图，并联管路中分别设置了独立的循环水泵6，从而第一喷水管组件41、第二喷水管组件42的供水可独立控制以喷淋至蒸发冷换热器2和填料3。

如图3所示，为本发明一种双冷复合高效蒸发式冷凝器的一具体实施例的结构示意图，双冷复合高效蒸发式冷凝器采用了单侧进风结构，风机13位于机体1顶部的边侧，蒸发冷换热器2与填料3设于机体1内腔，处于风机13相对的另一侧，风机13竖直的正下方为空气流道。从蒸发冷换热器2及填料3下来的喷淋水与低温空气换热冷却后进入水箱9，进入蒸发冷换热器2中的低温空气与制冷剂换热后再进入填料3，低温空气与冷却水换热混合后为热湿空气经风机13排出。

如图4所示，为本发明一种双冷复合高效蒸发式冷凝器的一具体实施例的结构示意图，双冷复合高效蒸发式冷凝器采用了单侧进风结构设计，并且冷凝器设置了两个循环水泵6，分别对第一喷水管组件41、第二喷水管组件42进行供水，从而可以独立控制喷淋至蒸发冷换热器2和填料3。

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。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，通过使用一定量的冷却水和制冷剂进行换热，所述冷凝器包括机体，机体顶部设风机，风机与机体内部连通，机体开设若干进风口，机体内腔上部设有喷水管组件，喷水管组件分为第一喷水管组件和第二喷水管组件，机体底部设有水箱，所述喷水管组件下方设有蒸发冷换热器与填料，蒸发冷换热器近进风口设置，填料设于蒸发冷换热器的出风侧和下方，其特征在于：所述蒸发冷换热器与设于机体外的水冷换热器相连通，水冷换热器内设冷却水管，通过管路依次将水箱、水冷换热器的冷却水管、第一喷水管组件连通，第一喷水管组件喷淋冷却水至填料的顶部，通过另一并联的管路将水箱与第二喷水管组件连通，第二喷水管组件喷淋冷却水至蒸发冷换热器的顶部，靠近水箱出水口的管路中设循环水泵，循环水泵以一定流速将冷却水泵至水冷换热器换热后再流至喷水管组件，和循环水泵将冷却水直接泵至喷水管组件，在循环水泵的驱动下，冷却水流经水冷换热器中的冷却水管与制冷剂管内的高温过热制冷剂蒸气进行一级换热，制冷剂预冷排出部分热量，后进入蒸发冷换热器的上部，进一步与蒸发冷换热器外部的由喷水管组件喷淋的喷淋水及风机运行驱动的低温空气进行二次换热，换热冷凝后的制冷剂由蒸发冷换热器的下部流出。

2.根据权利要求1所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述水冷换热器设于机体外作为单独一个部件，或集成于机体上。

3.根据权利要求1所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述喷水管组件末端设喷嘴，第一喷水管组件末端喷嘴喷淋冷却水至填料的顶部，第二喷水管组件末端喷嘴喷淋冷却水至蒸发冷换热器顶部。

4.根据权利要求3所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述填料分为独立的填料I与填料II，填料I设置于蒸发冷换热器出风侧，填料II设置于蒸发冷换热器与填料I的下部。

5.根据权利要求1所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述并联的管路靠近循环水泵出口处设流量调节阀，流量调节阀调节控制并联管路中的冷却水流量。

6.根据权利要求1所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述并联的管路中分别设有循环水泵驱动各并联管路中的冷却水循环。

7.根据权利要求4所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述填料II与水箱之间设有污垢收集装置。

8.根据权利要求1所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述进风口开设于机体顶部风机的四周与机体侧壁，机体侧壁的进风口设有进风格栅。

9.根据权利要求4所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述风机位于机体顶部的中心，蒸发冷换热器与填料I、填料II组成的集合体，若干个集合体以风机轴心线布设于机体内腔。

10.根据权利要求9所述的一种双冷复合高效蒸发式冷凝器，其特征在于：所述蒸发冷换热器与填料I、填料II组成的集合体两个设于风机轴心线两侧。

Images