CN201837150U

CN201837150U - 一种蒸发式冷凝器

Info

Publication number: CN201837150U
Application number: CN2009202771639U
Authority: CN
Inventors: 翟百强
Original assignee: BINGXIAN REFRIGERATORS Co Ltd ZAOZHUANG
Current assignee: BINGXIAN REFRIGERATORS Co Ltd ZAOZHUANG
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2019-12-02

Abstract

一种热交换效率高的蒸发式冷凝器，包括直联式抽风机、喷淋水管嘴、高压进气管、过热回气管、冷凝盘管、高压出液管、低压进气管、进风口、热交换填料层、上水管、循环水泵、过滤器、过滤筛网、水箱、检修通道、过热管组，冷凝盘管包括螺旋式冷凝管，螺旋式冷凝管的管外缘为螺旋线点接触，管束之间为连续不规则的螺旋形通道，螺旋式冷凝管的顶端面曲率大于其他部位，螺旋式冷凝管的交变曲面外表面扭曲，形成螺旋状，螺旋式冷凝管的截面为变截面。本实用新型通过改变冷凝管的结构形式，改变蒸汽的流动和水膜覆盖，增大换热效率，通过增加制冷管路的回气过热与冷凝水的相互热交换，提高蒸发式冷凝器节能优化。

Description

一种蒸发式冷凝器

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝器，尤其涉及一种蒸发式冷凝器。

背景技术

冷凝器作为制冷、冶金和化工等行业的主要热交换设备之一，应用范围十分广泛。常用的冷凝器按其冷却介质和冷却方式一般可分为三种类型：水冷式(又分为壳管式、套管式、沉浸式)、空气冷却式、蒸发式，其中蒸发式冷凝器作为一种新型节能省耗换热设备，简化了冷却工艺流程，结构紧凑，占地面积较少，且安装方便，日常维修工作量小，近年来更是得到了巨大的发展和广泛的应用。

蒸发式冷凝器集传统管壳式冷凝器、冷却塔、循环水池、水泵等于一体，以水和空气的混合物作为冷却介质，气态制冷剂冷凝过程所释放的凝结潜热依靠冷却水的蒸发被带走，实际耗水量约为水冷式的5～10％，冷凝温度比风冷式和水冷式冷凝器低，可使压缩机的输入功率减少3～5％。由于依靠蒸发潜热来换热冷却，冷却水的水量及水温的改变对冷凝效果影响较小，运行工况比较稳定。

虽然蒸发式冷凝器是一种高效节能的换热设备，但其依然存在一定的局限性和缺点。目前在蒸发式冷凝器中，相对于盘管的膜状冷凝多趋于表面，蒸汽和冷凝液的流动没受到某种流动尺寸的限制。在受迫对流的水平管冷凝系统中，蒸汽流量对换热效率有强烈影响，而蒸汽流量又受到蒸汽在管壁凝聚速率的影响，热交换效率低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种热交换效率高的蒸发式冷凝器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种蒸发式冷凝器，包括直联式抽风机、喷淋水管嘴、高压进气管、过热回气管、冷凝盘管、高压出液管、低压进气管、进风口、热交换填料层、上水管、循环水泵、过滤器、过滤筛网、水箱、检修通道、过热管组，其特征是：冷凝盘管包括螺旋式冷凝管，螺旋式冷凝管的管外缘为螺旋线点接触，管束之间为连续不规则的螺旋形通道，螺旋式冷凝管的顶端面曲率大于其他部位，螺旋式冷凝管的交变曲面外表面扭曲，形成螺旋状，螺旋式冷凝管的截面为变截面。

本实用新型通过改变冷凝管的结构形式，改变蒸汽的流动和水膜覆盖，增大换热效率，通过增加制冷管路的回气过热与冷凝水的相互热交换，提高蒸发式冷凝器节能优化。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中过热装置的结构示意图；

图3是本实用新型中螺旋式冷凝管的断面结构示意图；

图4是本实用新型中螺旋式冷凝管的结构示意图。

附图中：

1、直联式抽风机 2、喷淋水管嘴 3、高压进气管 4、过热回气管

5、冷凝盘管 6、高压出液管 7、低压进气管 8、进风口

9、热交换填料层 10、上水管 11、循环水泵 12、过滤器

13、过滤筛网 14、水箱 15、检修通道 16、过热管组

17、过热回气集管18、排污口 19、螺旋式冷凝管

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述：

一种蒸发式冷凝器，如图1、图2、图3、图4所示，包括直联式抽风机1、喷淋水管嘴2、高压进气管3、过热回气管4、冷凝盘管5、高压出液管6、低压进气管7、进风口8、热交换填料层9、上水管10、循环水泵11、过滤器12、过滤筛网13、水箱14、检修通道15、过热管组16，冷凝盘管5包括螺旋式冷凝管19，螺旋式冷凝管19的管外缘为螺旋线点接触，管束之间为连续不规则的螺旋形通道，螺旋式冷凝管19的顶端面曲率大于其他部位，螺旋式冷凝管19的交变曲面外表面扭曲，形成螺旋状，螺旋式冷凝管19的截面为变截面。

本实用新型涉及制冷技术领域，用于大中型食品冷藏及冷冻库。

目前关于蒸发式冷凝器的专利中多以圆管和椭圆管作为制冷剂的冷凝管，本实用新型中的螺旋式冷凝管的管外缘是螺旋线点接触，管束之间形成连续不规则的螺旋形通道，空气流在其中受到离心力的作用而不断地改变速度和方向，从而加强了空气流的径向混合，因此螺旋式冷凝管相对于圆管和椭圆管所形成的涡流最明显，管束中所形成的空气流场扰动性也最强。

本实用新型中的螺旋式冷凝管的顶端面曲率较大，水很容易附着并形成水膜，使空气很容易包裹住水膜，从而形成管表面双面湿润，增加了水膜覆盖率，并且交变曲面波纹管迎风面背后的涡流明显也要比圆管和椭圆管多。螺旋式冷凝管周围所形成的温度梯度平均要比椭圆管及圆管的大，造成交变曲面的传热推动力平均要比圆管和椭圆管大，这就大大增加了传热效率。

本实用新型中的螺旋式冷凝管的交变曲面外表面扭曲，形成螺旋状，增大了传热面积。另外，由于其截面是一种典型的变截面，换热管束之间形成连续的、不规则的螺旋形通道，空气在其中强制流动时会产生复杂的旋转物流分离与混合并存的强扰动现象，在壁面形成二次环流，使得部分流体在某些地方直接冲刷壁面，大幅度地减薄了边界压力。管束中的流体经过相邻管子的接触点时形成脱离管壁的尾流，同样增强了流体的湍流程度，破坏了流体在管壁上的边界层，减少了热阻，增大了温度梯度，提高了传热推动力，强化了传热作用。

本实用新型的螺旋式冷凝管作为蒸发式冷凝器的主体，冷凝系统性相对于以往的圆形和椭圆形冷凝管具有以下显著特点：

1、螺旋式冷凝管表面可双面湿润并增加水膜覆盖率，克服现有管形容易形成“干斑”的缺点，减缓结垢速度，同时由于螺旋状通道的导向和应力作用，水膜容易成膜和脱落，可加快水膜更新速率，减小水膜厚度，并增大水膜湍动程度；

2、螺旋式冷凝管间空气不断变化流向，以较小的流量即保持较高的流速，增大传热传质的剧烈程度，而且由于局部速度区和流体分布的合理化，热传导更加均衡，流体流动路线加长也可使热质交换更充分；

3、采取螺旋管与直管交替出现，螺旋管段可加快制冷剂蒸汽的制冷过程，直管平稳段则有利于冷凝液分离；

4、通过换热管倾斜排列和盘管组模块化减少流阻。

影响蒸发式冷凝器换热性能的因素有很多，象水喷淋密度和温度，进风口的正压迎面送风量，出风口的负压轴流风机的排风量及湿球温度等都可以影响蒸发式冷凝器换热性能。现有的蒸发式冷凝器的总传热传质系数一般会随冷却水的喷淋密度和迎面风速增大而增大，当喷淋密度增加至0.05kg/(m·s)、迎面风速增加为3.0m/s时，总的传热传质系数会趋于恒定，这时的工况也就是蒸发式冷凝器的最佳换热工况。

改变喷淋密度和风速对提高蒸发式冷凝器的换热性能有一定的关系，但这并没有体现出蒸发式冷凝器自身的节能省耗的作用。本实用新型采取喷淋水与制冷系统低温回气总管的热交换，以降低喷淋水的温度为目的，并达到过热蒸发器的回气温度，使返回活塞式压缩机气缸的制冷剂完全汽化，杜绝了活塞式制冷压缩机的由于回气中带液所造成的液击故障的发生，同时过冷制冷剂的排气温度，使整个制冷系统处于节能状态。冷凝温度每降低一度，压缩机的运行能耗可以降低2％～5％，本实用新型的优化设计与现有的蒸发式冷凝器相比，可以使冷凝温度降低5～8℃，尤其应用大型低温制冷系统，节能效用不可估量。

本实用新型主要包括直联式抽风机、喷淋水管嘴、高压进气管、过热回气管、冷凝盘管、高压出液管、低压进气管、进风口、热交换填料层、上水管、循环水泵、过滤器、过滤筛网、水箱、检修通道、过热管组。冷凝制冷剂的喷淋水从水箱的循环水中，由循环水泵抽取，经上水管到喷淋水管嘴，将冷却水均匀连续的喷淋在过热管组的表面上形成水膜覆盖层后，对过热管组中由蒸发器返回流经低压进气管的低温汽液混合态的制冷剂过热。由于热交换，流经过热回气管的冷却水被降温冷却，流至到对由压缩机进入冷凝盘管中的高温高压气态制冷剂进行冷却，喷淋水在冷凝盘管中的螺旋式冷凝管曲率较大的顶端面很容易附着并形成水膜，且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，其效果比目前现有的椭圆管及圆管在交变曲面的波纹迎风面背后的涡流要明显，周围所形成的温度梯度平均值也加大，造成交变曲面的传热推动力加大，这就大大增加了传热效率。冷却喷淋水流经PVC热交换填料层，通过进风口的进风横流过PVC热交换填料层，冷却水的温度再次降低，并进入水箱，经过滤筛网、过滤器，再由循环水泵进入上水管继续循环运行。直联式抽风机将蒸发式冷凝器箱体内含有高压高热制冷剂的冷凝盘管进行热交换所产生的湿热蒸汽抽出去，并通过检修通道，对所蒸发掉的水份和设备的运行情况做定期的检查。其中冷凝盘管上端的高压进气管口与压缩机的排气口连接，冷凝盘管下端的高压出液管口与节流装置连接。

回气过热装置的结构由低压进气管通过过热回气集管连接多根相通的过热回气管排列组成，过热回气管上端的过热回气集管的出口与压缩机汽缸的回气口连接，使过热后的气态制冷剂进入压缩机，过热回气集管下端的排污口可以定期排除油污。由于喷淋水管嘴流出的冷凝水与过热回气管中的低温剂产生热交换，使冷凝水的温度在被冷却后有助于的冷却冷凝盘管中的高温制冷剂，而且过热回气管中未被汽化的制冷剂得到了充分的汽化。

Claims

1.一种蒸发式冷凝器，包括直联式抽风机(1)、喷淋水管嘴(2)、高压进气管(3)、过热回气管(4)、冷凝盘管(5)、高压出液管(6)、低压进气管(7)、进风口(8)、热交换填料层(9)、上水管(10)、循环水泵(11)、过滤器(12)、过滤筛网(13)、水箱(14)、检修通道(15)、过热管组(16)，其特征是：冷凝盘管(5)包括螺旋式冷凝管(19)，螺旋式冷凝管(19)的管外缘为螺旋线点接触，管束之间为连续的螺旋形通道，螺旋式冷凝管(19)的顶端面曲率大于其他部位，螺旋式冷凝管(19)的交变曲面外表面扭曲，形成螺旋状，螺旋式冷凝管(19)的截面为变截面。