CN1648589A - 弹形管蒸发式冷换设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹形管蒸发式冷换设备，由换热盘管、箱体、风机、进风格栅、挡水栅、喷淋装置、水泵、集水槽共同连接构成。其特点是盘管组由直管和弯头构成，直管为弹形管，并与水平面有0°到15°之间的夹角，弯头为圆管。本发明单位体积盘管的传热管数量多，热容量大，水在传热管表面成膜能力强，水膜覆盖率高，水膜更新过程快速使冷却水能维持在较低温度，持续换热能力强，水膜在管表面完成换热过程后容易从管底端脱落，利于水的再分布和后续换热过程。弹形管用于蒸发冷换设备，不仅传热效率高，而且管截面的流线形设计使流动阻力最小。

Description

弹形管蒸发式冷换设备

                           技术领域

本发明属于制冷与空调设备领域，涉及蒸发式换热设备，特别是涉及一种弹形管蒸发式冷换设备。

                           背景技术

在蒸发式冷换设备中，换热盘管是关键部件，盘管内为被冷却(凝)流体，盘管外为水和空气流动及传热传质，水和空气的分布状态特别是水膜状态直接决定了换热效率，而水和空气的分布状态与盘管种类、形状及排列方式都有较大关系。现有的蒸发式冷换设备，其换热盘管采用了圆管、椭圆管、交变曲面波纹管、异滴形管、锥形圆弧管等，圆管的热容量有限，换热效率不高，流动阻力较大，其它管型在一定程度上提高了盘管热容量及换热效率，降低了空气流动阻力。但现有盘管由于其固有形状使盘管排列比较松散，对热容量提高有限；水流向管表面时，难以在管表面附着和成膜，容易在管表面形成“干斑”；水膜在管表面更新过程慢，导致水温迅速升高，冷换设备持续换热能力不强；水膜在盘管表面换热完成后难以从管底表面脱落，水的再分布能力不强；盘管均非完全流线形设计，据流体动力学原理，其阻力仍然未达到最小，空气容易在冷换设备内形成涡流，不仅增加能耗，而且会造成空气流局部温度过高，影响换热效率。

                        发明内容

本发明的目的在于对现有蒸发式冷换设备进行改进，提供一种能有效增加盘管热容量及换热面积，盘管表面水成膜能力强，水膜更新过程快速，水膜换热完成后容易从管表面脱落，持续换热能力强，换热效率高，流动阻力小的弹形管蒸发式冷换设备。

本发明的弹形管蒸发式冷换设备，由换热盘管组、箱体、风机、进风格栅、挡水栅、喷淋装置、水泵、集水槽共同连接构成，其特点是所述盘管组由直管和弯头构成，直管为弹形管，弯头为圆管。

最佳方案如下：直管与水平面有0°-15°之间的夹角，以利于管内流体的流动。

作为弯头的圆管管径与直管当量直径相差小于或等于5mm。

相邻弯头之间间隙小于或等于6mm。

本发明可以通过支架支撑所述盘管组，盘管组可以安装在喷淋装置与集水槽之间。

本发明的弹形管蒸发式冷换设备的运行原理为：空气在风机的作用下由外界经进风格栅进入箱体，并在箱体内自下而上运动，冷却水从盘管顶部的喷淋装置喷出，一部分直接与空气流接触，以潜热和显热的方式与空气流交换热量，以降低水的温度；另一部分喷淋在盘管表面形成水膜，水膜与管内工质流体交换热量，达到冷却(凝)工质流体的目的，工质可为蒸汽及任意流体，水膜同时在空气流动作用下扩散蒸发，以显热与潜热的方式与空气交换热量。喷淋的冷却水一部分在空中受热而蒸发成水蒸气，由空气流带走，另一部分经过盘管组后汇集于蒸发式冷换设备集水槽内，经水泵再送到喷淋装置循环使用。

本发明与现有蒸发式冷换设备相比有如下优点：

①单位体积盘管的管数量多，热容量大。由于管形的流线形设计，传热管的纵向轴长大于横向轴长，在横向可以排列得更为紧密，单位体积内的盘管数量可以更多，增大了单位体积内的盘管换热面积，从而增加了盘管的热容量。

②水在盘管表面成膜能力强，覆盖率高。由于弹形管的管顶端面曲率较大，流向管表面的水很容易附着并形成水膜，而盘管的流线形设计使空气很容易包裹住水膜而形成管表面双面湿润，增加了水膜覆盖率。

③水膜更新过程快速。弹形管的管表面曲率从顶部到底端逐渐减小，这使水膜在下流过程中容易从管表面脱落及再附着，加强了水膜在管表面的更新过程，有利于水维持在较低温度，增加了传热温差。

④换热完成后，水膜在管表面容易脱落。弹形管的下底端为尖形，水膜在完成换热过程后下流到管底端后，很容易从管表面脱落，利于水的再分布及后续换热过程。

⑤流动阻力小，空气流分布均匀。弹形管采用流线形设计，据流体动力学原理，流线形表面的流动阻力最小，因此弹形管的阻力小于现有管型，空气流也难以在局部形成过大涡流，使空气流分布均匀。

                           附图说明

图1是本发明的弹形管蒸发式冷换设备结构示意图。

图2是图1中的A-A的截面图。

图3是图1中的弹形管盘管组盘管排列主视图。

图4是图1中的弹形管截面示意图。

                         具体的实施方式

实现本发明的一般方式可为如下过程：(1)按图1所示的本弹形管蒸发式冷换设备的加工制造方法及工艺均可采用普通蒸发式冷换设备的加工、制造及工艺来进行加工、制造、安装，具体来说，可选用钢，铜，铝等金属作为材料，采用通用的机加工及连接方法来加工制造和安装；(2)首先设计、加工制造本冷换设备的各部件和连接件，冷换设备箱体8及集水槽3可用钢板通过连接件连接而成，进风栅2、挡水栅5可用一般的栅格加工技术及设备即可加工，风机4及水泵7、喷淋装置6可依国家标准制造的标准件选配，弹形管按图4所示的结构设计，根据操作压力、温度及工作介质可选用符合国家标准的无缝或有缝圆管为基管，用不同模具的冷模滚轧的机加工方法加工而成，选用弹形管作为盘管组的直管，由圆管加工的弯头连接并排列成盘管组，为防腐防垢，可在盘管组表面进行整体热浸锌或其它涂层，可行的盘管组的排列方式主视图如图2、截面图如图3所示，盘管组的两端连接被冷却(凝)流体进出口，盘管1放置在集水槽3与水喷淋装置6之间的支架上，集水槽3在设备的底部，在集水槽3与盘管1之间为进风栅2，盘管顶部为水喷淋装置6，喷淋装置6上部为档水栅2，档水栅上部为风机4，上述部件均在箱体8内，另外水喷淋装置3通过管道与水泵7相连接，水泵7的进口在集水槽3中，上述各部件共同连接构成本冷换设备，这样便能较好的实施本发明，实现本设备高效传热、低流动阻力性能的目的。

Claims (6)

1、一种弹形管蒸发式冷换设备，主要由换热盘管组、箱体、风机、进风格栅、挡水栅、喷淋装置、水泵、集水槽共同连接构成，其特征在于所述盘管组由直管和弯头构成，直管为弹形管，弯头为圆管。

2、根据权利要求1所述的一种弹形管蒸发式冷换设备，其特征在于直管与水平面有0°-15°之间的夹角。

3、根据权利要求1或2所述的一种弹形管蒸发式冷换设备，其特征在于作为弯头的圆管管径与直管当量直径相差小于或等于5mm。

4、根据权利要求1或2所述的一种弹形管蒸发式冷换设备，其特征在于相邻弯头之间间隙小于或等于6mm。

5、根据权利要求3所述的一种弹形管蒸发式冷换设备，其特征在于相邻弯头之间间隙小于或等于6mm。

6、根据权利要求5所述的一种弹形管蒸发式冷换设备，其特征在于盘管组安装在喷淋装置与集水槽之间。

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