CN1884950A

CN1884950A - 板式蒸发空冷器

Info

Publication number: CN1884950A
Application number: CN 200510076870
Authority: CN
Inventors: 宋秉棠; 张延丰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-12-27

Abstract

一种板式蒸发空冷器，包括传热元件，风机、箱体、喷淋装置，所述箱体的顶部有进风口和出风口，进风口和出风口都与箱体的内腔连通，在箱体进风口处安装有板式传热元件，板式传热元件的上方装有喷淋装置；在箱体出风口处安装有引风机。本发明的传热元件为板束，进风口板束采用顺风布膜方式，即喷淋水受到的重力方向与风向相同；进风口处板束板片表面在喷淋水作用下形成水膜，通过水膜蒸发强化传热，传热效率高，解决了传统空冷器普遍存在的漏风、漏水且占地等问题。

Description

板式蒸发空冷器

技术领域

本发明涉及一种板式蒸发空冷器，采用波纹板片作为传热元件，利用蒸发强化传热，可替代传统管式蒸发空冷器。

背景技术

现有技术中的蒸发式空冷器为管式结构，采用逆风布膜，风向为由下向上，而水膜形成方向为由上向下，逆风布膜时，风越大，水膜越不均匀甚至不能形成水膜，而风速小时，空冷器的能耗则加大、传热效率低。

所以现有技术的蒸发式空冷器，普遍存在传热效率较低、重量大、结垢、积灰、寿命短、漏水及占地面积大的缺点。与此同时，蒸发管束的换热管为光管，一旦停水则换热性能急剧下降，不能满足工艺要求，甚至在寒冷的冬季仍不能停水，能耗较大。以上这些问题，在装置大型化过程中显得尤为突出。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用板式传热元件的蒸发式空冷器，其传热元件为板束，进风口板束采用顺风布膜方式，即喷淋水受到的重力方向与风向相同；进风口处板束板片表面在喷淋水作用下形成水膜，通过水膜蒸发强化传热，传热效率高，解决了传统空冷器普遍存在的漏风、漏水且占地等问题。

本发明的目的是这样实现的：一种板式蒸发空冷器，包括传热元件，风机、箱体、喷淋装置，其特征是：所述箱体的项部有进风口和出风口，进风口和出风口都与箱体的内腔连通，在箱体进风口处安装有板式传热元件，板式传热元件的上方装有喷淋装置；在箱体出风口处安装有引风机。

所述出风口处引风机的下方装有板式传热元件，该装在出风口处的板式传热元件的介质出口与所述装在进风口处的板式传热元件的介质入口经过管道连通。

所述板式传热元件为波纹板束，该波纹板束由多个结构相同的板管叠合组成，每个板管由两张波纹板片组成，该两张波纹板片的结构相同，每张波纹板片为矩形，波纹板片的中心为波纹区，波纹区的四周有用于焊接的边沿，波纹区有网格状波纹，该网格状波纹由多排行波纹和多排列波纹相互交叉排列构成，每排行波纹由多个非连续的条形凹纹或条形凸纹排列组成，每排列波纹由多个非连续的条形凸纹或条形凹纹排列组成，每张波纹板片上的行波纹与列波纹的凸凹方向相反，相邻的两个行波纹与相邻的两个列波纹构成一个四边形的网格单元；

所述两张波纹板片以行波纹对行波纹或列波纹对列波纹对接拼合组成一个板管，该两张波纹板片相邻的横向边沿焊接在一起，该两张波纹板片行波纹之间空隙或列波纹之间空隙形成的通道为介质的纵向流道；

所述各板管以行波纹对行波纹或列波纹对列波纹叠合，相邻板管之间的纵向边沿焊接在一起，相邻两板管行波纹之间空隙或列波纹之间空隙形成的通道为介质的横向流道。

所述波纹板片的纵向边沿有向前的折弯，横向边沿有向后的折弯。

所述行波纹或列波纹为长方形、长圆形、卵圆形中的一种。

所述四边形网格单元的形状为长方形、正方形、平行四边形中的一种。

所述每张波纹板片的行波纹和列波纹的高度相同，所述纵向流道与横向流道的高度相同。

所述每张波纹板片的行波纹和列波纹的高度不同，所述纵向流道与横向流道的高度不同。

本发明有以下积极有益效果：

板式蒸发空冷器采用波纹板束作为传热元件，在风的作用下，喷淋水顺风布膜，水借风势，在进风口处板片表面形成水膜，由于水膜形成方向与重力及风的方向一致，易于形成均匀水膜，利用水膜蒸发强化传热，大大提高了设备的传热效率；

采用顺风布膜方式，在较低的风速下便可形成利于蒸发的均匀水膜，而风速越大，水膜越均匀且薄，更有利于蒸发并提高传热性能，这与现有技术中的逆风布膜正好相反。

采用板式传热元件，与管式传热元件的圆形表面相比更易形成均匀水膜，有效蒸发面积提高到近100％，而且由于较高的风速在光滑的波纹表面湍流程度高，不易结垢与积灰，同时即便不喷水也具有很高的传热性能，冬季完全可以停水，能耗大为降低。

根据需要，可在出风口处安装板束，实现介质预冷与空气除雾，提高设备换热能力。采用四周封闭型水箱，彻底解决漏风、漏水及循环水污染问题。

板片的波纹在强化传热的同时具有导向支撑作用，板片具有较高的承压能力，板片间流道不需要增加其他支撑件。

板片组叠后在板束两侧分别形成横向与纵向无死区的直通的流道。介质分别在横向与纵向直通的流道中流动，两组介质呈交错方向流动。可实现机械清洗方式，甚至较之更方便清洗。

波纹板片之间采用焊接结构，解决板片间密封问题。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图；

图2是图1中A局部的放大图；

图3是图1中B-B剖视图；

图4是图中C-C剖视图；

图5是图4中D局部的放大图；

图6是本发明另一实施例的结构示意图；

图7是本发明的波纹板束的一实施例的立体结构示意图；

图8是图7的E向视图；

图9是图7的F向视图；

图10是图7中一个板管的立体结构示意图；

图11是图10分解结构示意图；

图12是图10的主视图；

图13是图12的仰视图；

图14是图12的侧视图；

图15是本发明的波纹板片的另一实施例的俯视图；

图16是图15中I局部放大图的实施例一；

图17是图15中I局部放大图的实施例二；

图18是本发明的波纹板片的又一实施例的俯视图；

图19是图18中II局部放大图的实施例一；

图20是图18中II局部放大图的实施例二。

具体实施方式

附图编号 1.板束 2.板管

3.板片 301.行波纹 302.列波纹

303.横向边沿 304.横向边沿 305.纵向边沿 306.纵向边沿

4.板片 401.行波纹 402.列波纹

403.横向边沿 404.横向边沿 405.纵向边沿 406.纵向边沿

5.横向流道 6.纵向流道 7.箭头 8.箭头 9.箭头

10.箱体 11.进风口

12.出风口 13.喷淋装置 14.内腔 15.引风机

请参照图1、图2、图3、图4、图5，本发明是一种板式蒸发空冷器，包括箱体10，箱体10的顶部有进风口11和出风口12，进风口11和出风口12都与箱体10的内腔14连通，在进风口11处安装有板式传热元件，该板式传热元件可以是板束1，板束1的上方装有喷淋装置13；在箱体10出风口12处安装有引风机15。箱体10采用四周全封闭结构；引风机15采用抽风式轴流风机。

请参照图6，出风口12处引风机的下方装有板式传热元件，该装在出风口处的板式传热元件的介质出口与所述装在进风口处的板式传热元件的介质入口经过管道连通。

在进风口11与出风口12处分别设置一组由波纹板片叠合而成的进风口处板束1与出风口处板束1，空气在引风机15的作用下依次通过喷淋装置13、进风口11处的板束1、水箱10的内腔14及出风口12处板束1。喷淋水通过喷淋装置13均匀分布到进风口处的板束1的波纹板片表面，喷淋水在重力与风的作用下在板片表面形成均匀液膜，通过蒸发强化传热。夹带少量水的空气通过出风口12处的板束1时，被板束1阻挡及蒸发作用进一步换热过程中除去了空气中的水。请参照图1、图6，图中箭头7为空气的流动方向，箭头8为介质的流动方向，箭头9为喷淋水进入的方向。

请参照图7、图8、图9，本发明的板束1由多个结构相同的板管2叠合组成，请参照图10、图11、图12、图13、图14，每个板管2由两张波纹板片3、4组成，该波纹板片3和波纹板片4的结构相同，波纹板片3为矩形，波纹板片3的中心为波纹区，波纹区的四周有的边沿，波纹区有网格状波纹，该网格状波纹由多排行波纹和多排列波纹相互交叉排列构成，每排行波纹301由多个非连续的条形凹纹排列组成，每排列波纹302由多个非连续的条形凸纹排列组成，每张波纹板片上的行波纹301与列波纹302的凸凹方向相反，相邻的两个行波纹301与相邻的两个列波纹302构成一个四边形的网格单元；

波纹板片4反向与波纹板片3对接拼合组成一个板管2，拼合的方式为波纹板片4的行波纹401与波纹板片3的行波纹301对接，该两张波纹板片3、4相邻的横向边沿303与403焊接在一起，304与404焊接在一起，从而将横向两侧密封，该两张波纹板片3、4行波纹之间空隙形成的通道为介质的横向流道5，如图8所示。

请参照图7、图8，图9、图10、图11、图12、图13、图14，各相邻板管2以列波纹对列波纹叠合，叠合的顺序是位于前方的板管2的列波纹402与相邻的位于后方的板管2的列波纹302对接，板管2之间相邻的纵向边沿焊接在一起，焊接的顺序是位于前方的板管2的纵向边沿405、406分别与相邻的位于后方的板管2的纵向边沿305、306焊接在一起，从而将纵向两侧密封，相邻两板管2列波纹之间空隙形成的通道为纵向流道6，空气和喷淋装置13喷出的水与从纵向流道6中通过，与横向流道5内的介质进行热交换，从而使横向流道5内的介质冷却。

本发明的板束两侧形成的横向流道与纵向流道为无死区的直通的流道。两组介质分别在横向与纵向直通的流道中呈交错方向流动。其中一组介质为需要冷却的介质在横向流道5中流动，另一组介质是空气和喷淋装置13喷出的水，空气和水在纵向流道6中流动。空气在引风机15的作用下流动，形成风，在风的作用下，喷淋装置13喷出的水顺风布膜，水借风势，在进风口11处板束1的纵向流道6内板片的表面形成水膜，由于水膜形成方向与重力及风的方向一致，易于形成均匀水膜，利用水膜蒸发强化传热，大大提高了设备的传热效率；增强了横向流道5内介质的冷却效果。

请参照图10，图11，组成一个板管2的两个波纹板片3、4中的位于前面的波纹板片3的横向边沿303、304有向后的折弯，因波纹板片4与波纹板片3的方向相反，所以位于后面的波纹板片4的横向边沿403、404的折弯方向向前，折弯的作用是既保证每个板管2的两个横向边沿能够密封地焊接在一起，又保证两波纹板片3、4之间的行波纹相接触。使板片3、4具有较高的承压能力，板片3、4间不需要增加支撑件。

各板管2叠合组成板束1时，位于后面的板管2的波纹板片3的纵向边沿305、306有向前的折弯，因相邻板管2之间的相邻波纹板片的方向相反，所以位于前面的板管2的对应的波纹板片4的纵向边沿405、406的折弯向后。折弯的作用是既保证相邻板管2的纵向边沿能够密封在一起，又保证两板管2之间的列波纹相接触，使板管2之间具有较高的承压能力，板管2之间不需要增加支撑件。

请参照图15、图16、图17，行波纹或列波纹为长圆形(跑道圆)如图16所示，也可以是卵圆形如图17所示，也可以是其它形状。图16、图17所示实施例中，行波纹、列波纹的中心线与分别为水平线和竖直线，相邻的两个行波纹301与相邻的两个列波纹302构成的四边形的网格单元的形状为正方形。

请参照图18、图19、图20，本实施例中，行波纹、列波纹的中心线与分别与水平线和竖直线成一定角度，相邻的两个行波纹301与相邻的两个列波纹302构成的四边形的网格单元的形状为平形四边形。

请参照图8，图9，每张波纹板片的行波纹的高度H1和列波纹的高度H2可以相同，其组成板束1后，横向流道5与纵向流道6的高度相同。每张波纹板片的行波纹的高度H1和列波纹的的高度H2也可以不同，其组成板束1后，横向流道5与纵向流道6的高度不相同。以适应不同操作介质工况的要求。

Claims

1.一种板式蒸发空冷器，包括传热元件，风机、箱体、喷淋装置，其特征是：所述箱体的顶部有进风口和出风口，进风口和出风口都与箱体的内腔连通，在箱体进风口处安装有板式传热元件，板式传热元件的上方装有喷淋装置；在箱体出风口处安装有引风机。

2.如权利要求1所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述出风口处引风机的下方装有板式传热元件，该装在出风口处的板式传热元件的介质出口与所述装在进风口处的板式传热元件的介质入口经过管道连通。

3.如权利要求1或2所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述板式传热元件为波纹板束，该波纹板束由多个结构相同的板管叠合组成，每个板管由两张波纹板片组成，该两张波纹板片的结构相同，每张波纹板片为矩形，波纹板片的中心为波纹区，波纹区的四周有用于焊接的边沿，波纹区有网格状波纹，该网格状波纹由多排行波纹和多排列波纹相互交叉排列构成，每排行波纹由多个非连续的条形凹纹或条形凸纹排列组成，每排列波纹由多个非连续的条形凸纹或条形凹纹排列组成，每张波纹板片上的行波纹与列波纹的凸凹方向相反，相邻的两个行波纹与相邻的两个列波纹构成一个四边形的网格单元；

4.如权利要求3所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述波纹板片的纵向边沿有向前的折弯，横向边沿有向后的折弯。

5.如权利要求3所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述行波纹或列波纹为长方形、长圆形、卵圆形中的一种。

6.如权利要求3所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述四边形网格单元的形状为长方形、正方形、平行四边形中的一种。

7.如权利要求3所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述每张波纹板片的行波纹和列波纹的高度相同，所述纵向流道与横向流道的高度相同。

8.如权利要求3所述的板式蒸发空冷器，其特征是：所述每张波纹板片的行波纹和列波纹的高度不同，所述纵向流道与横向流道的高度不同。