CN202281526U - 一种冷却塔盘管式散热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种冷却塔盘管式散热器,包括若干组水平排列的弓字形冷却盘管,所述弓字形冷却盘管竖直设置,其下端开口为进水口,上端开口为回水口,弓字形冷却盘管的内径大于等于20毫米且小于等于25毫米,所述弓字形冷却盘管采用碳钢管制成,所述弓字形冷却盘管的外表面沿圆周方向等间距地设有轴向的散热筋片,所述弓字形冷却盘管的内表面设有聚对二甲苯防腐涂层,每根弓字形冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列。本实用新型制造成本低、管路不易堵塞、可用于冷却腐蚀性介质,并可防冻。

Description

一种冷却塔盘管式散热器
技术领域
本实用新型涉及热交换技术领域,具体是涉及一种用于冶金、铸造、制冷等设备的冷却的闭式冷却塔盘管式散热器。
背景技术
目前,用于冶金、铸造、制冷等领域的采用流体换热方式的冷却塔主要分为开式冷却塔和闭式冷却塔,开式冷却塔由于其循环水容易被污染,造成管道和冷却系统内结垢,从而减低冷却效率;另外,开式冷却塔中的填料易风化,需要经常更换,因此,其运行维护成本较高。而闭式冷却塔的循环冷却介质,其不与空气接触,也不需要专门的水池,其运行维护成本低,使用寿命长,因此,得到了广泛的应用。
现有的闭式冷却塔一般包括一个壳体,在壳体内中部设置盘管式散热器,壳体的底部为冷却水槽,壳体的顶部设置冷却用的风机,在风机和盘管式散热器之间设置喷淋装置,冷却水槽通过喷淋水泵与喷淋装置相连,工作流体(介质)用一个循环水泵送入盘管式散热器的进水口,工作流体在通过散热器的盘管时将热量传递给盘管,然后从散热器的回水口流出。而散热器盘管的热量一方面通过辐射散发,另一方面,通过冷却塔顶部的风机进行强制性风冷,由于在冷却塔的侧面位于散热器下方处设有进风栅格,而顶部的风机将热空气向外抽出,冷却塔外的冷空气在负压作用下通过进风栅格进入到冷却塔内,并快速通过散热器盘管将盘管表面的热量带走,变热的空气从冷却塔顶部排出,从而达到冷却散热的效果。当气温偏高时,单纯的风冷无法满足散热的需要,可启动喷淋水泵,将冷却水槽内的冷却水通过喷淋装置喷淋到散热器盘管上,进行强制性水冷。另外,为了提高热传导速度,盘管式散热器一般是采用热传导性能良好的铜管或铝管制成的。
但是上述盘管式散热器存在如下问题:由于铜的价格较高,因此整个散热器的制造成本很高,并且,为了降低成本,铜制散热盘管的内径一般只有14-15毫米,而壁厚只有0.6-0.7毫米,当散热器用于冷却淬火液一类具有一定腐蚀性、且含有较多杂质的介质时,容易出现管路堵塞,并且较薄的管壁也很容易因腐蚀而损坏。
另外,由于每组散热盘管都是垂直设置的同一平面内的,因而喷淋水难以直接喷到散热盘管下部的横向直管上,其一般是由喷淋到散热盘管上部的横向直管上的水在变热后在滴落到散热盘管下部的横向直管上,而喷淋到两组散热盘管之间空隙处的水则直接滴落到底部的冷却水槽内,所以其冷却效果受到限制。
例如,一种在中国专利文献上公开的“铜铝复合散热器制造方法”,其公开号为CN101342656A,该方案是通过将通水的散热铜管穿入由铝合金制成的型材内部的孔内,铜管的两端伸出型材的部分需要留出足够的长度以便于焊接,散热铜管穿入后,通过机械或水压的方式将其与铝合金型材涨接在一起,然后将与型材涨接在一起的散热铜管与联腔管焊接。上述技术方案通过铜铝复合,可减轻散热管的重量,但仍然存在容易堵塞、制造成本高、冷却效果差、冷却腐蚀性介质时使用寿命短的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术的盘管式散热器存在的制造成本高、管路容易堵塞的问题,提供一种制造成本低、管路不易堵塞的盘管式散热器。
本实用新型的另一个目的在于解决现有技术的盘管式散热器存在的冷却效果差、冷却腐蚀性介质时使用寿命短的问题,提供一种冷却效果好、适用于冷却腐蚀性介质的盘管式散热器。
为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:一种冷却塔盘管式散热器,包括若干组水平排列的弓字形冷却盘管,所述弓字形冷却盘管竖直设置,其下端开口为进水口,上端开口为回水口,弓字形冷却盘管的内径大于等于20毫米且小于等于25毫米,所述弓字形冷却盘管采用碳钢管制成。
在现有技术中,散热管通常都是用热传导性能良好的铜管或者铝管制成,本实用新型的弓字形冷却盘管开创性地采用碳钢管制成,由于碳钢管的成本要大大地低于铜管的成本,因而可显著地降低散热器的制造成本,特别地,低价格的碳钢管有利于在保持低成本的前提下增加弓字形冷却盘管的内径,一方面可有效地避免管路的堵塞,使其能适用于对淬火液一类含有较多杂质、容易堵塞管路的介质的冷却,同时增加了弓字形冷却盘管的换热面积,可弥补碳钢管本身存在的热传导性能较差的缺陷。
作为优选,所述弓字形冷却盘管的外表面沿圆周方向等间距地设有若干轴向的散热筋片,从而可极大地增加换热面积,进一步改善冷却效果。
作为优选,所述弓字形冷却盘管的内表面设有聚对二甲苯防腐涂层。该涂层具有极为良好的抗腐蚀性能,不仅有利于延长使用寿命,同时可降低对不锈钢管材质的要求。
作为优选,所述弓字形冷却盘管的管壁厚度在1.5毫米到2.5毫米之间,从而可延长其使用寿命。
作为优选,所述弓字形冷却盘管的横向直管从上至下依次在水平方向上来回错位排列,从而形成螺旋状。相邻的两根横向直管之间在水平方向上是错位排列,从而上下两根横向直管之间不会相互遮挡,使喷淋水可直接地喷淋到较多的横向直管上,进而提高喷淋的冷却效率,减少喷淋装置的能耗。螺旋状的弓字形冷却盘管有利于介质在管内形成紊流,从而提高介质与冷却盘管之间的热传导速度和效率。
作为上述优选方案的一种替代方案,所述弓字形冷却盘管的横向直管从上至下依次在水平方向上逐步错位排列,从而形成梯阶状。有利于减少对下面的横向直管的遮挡,从而可使喷淋水发挥更大的冷却效果。
作为上述替代方案的优选,在与相邻的弓字形冷却盘管的水平方向的间隙范围内,所述弓字形冷却盘管的横向直管从上至下依次在水平方向上逐步错位并等间距排列,从而形成梯阶状。从而可确保位于相邻弓字形冷却盘管在水平方向的间隙范围内的喷淋水能均匀地喷淋到弓字形冷却盘管各横向直管上,最大限度地发挥喷淋水的冷却效果。
作为优选,每根弓字形冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列。因此,整个冷却盘管内从上端的回水口到下端的进水口之间均有一个高度落差,从而可确保冷却盘管内的介质在重力作用下会自然流出,冷却盘管内无法积留介质,因此能有效地解决冷却盘管在冬季因结冰而爆裂的问题。
综上所述,本实用新型具有如下有益效果:制造成本低、管路不易堵塞、可用于冷却腐蚀性介质,并可防冻。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图;
图2是本实用新型的弓字形冷却盘管的一种横截面结构示意图。
图3是本实用新型的弓字形冷却盘管的另一种横截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
在图1所示的实施例中,本实用新型的一种冷却塔盘管式散热器,包括若干组等间距水平排列的弓字形冷却盘管1,每组弓字形冷却盘管由若干横向直管2以及连接相邻横向直管的半圆形连接管3构成,各弓字形冷却盘管竖直设置并通过支架加以固定,其下端开口为进水口4,上端开口为回水口5,当管内的介质克服本身的重力从下端的进水口流向上端的回水口时会产生较强的紊流。弓字形冷却盘管可采用碳钢管制成,相同重量碳钢管的成本大约只有铜管的十二分之一左右,因而可极大地降低其制造成本。由于碳钢管的热传导性能要逊色于铜管,因此,可以通过增加管径以增加换热面积的方式加以弥补,现有的铜管内径一般只有14-15毫米,本实用新型的弓字形冷却盘管的内径设置为大于等于20毫米且小于等于25毫米,优选值为21毫米,从而使换热面积增加一倍,有效地弥补了碳钢管的热传导性能,使其能满足散热器对冷却性能的要求。尤其是,管径的增大会产生一个意外的效果,当用于冷却淬火液一类含有较多杂质或者是容易在管壁形成水垢的介质时,可确保管路不被堵塞。另外,如图2所示,在弓字形冷却盘管的外表面沿圆周方向等间距地设置六条轴向的散热筋片6,既可增加换热面积,优化冷却效果,又可增加弓字形冷却盘管的强度。
进一步地,弓字形冷却盘管的内表面可涂覆聚对二甲苯防腐涂层(商品名:帕里纶,英文:Parylene),以使其具有良好的防腐蚀性能,并且,将弓字形冷却盘管的管壁厚度设置在1.5毫米到2.5毫米之间,优选值为2毫米,从而延长其使用寿命,适用于对腐蚀性介质的冷却。
在现有技术中,每组冷却盘管通常是位于同一垂直平面内的,因而,上面的横向直管容易对下面的横向直管造成遮挡,使下面的横向直管无法直接被喷淋水淋到,一般是喷淋到上面的横向直管上吸收热量后未蒸发的喷淋水再次滴落到下面的横向直管上,因而下面的横向直管的冷却效果会受到影响。为了有利于减少对下面的横向直管的遮挡,从而使喷淋水发挥更大的冷却效果,并且有利于介质在弓字形冷却盘管内形成紊流,从而提高介质与冷却盘管之间的热传导速度和效率,如图2所示,弓字形冷却盘管的横向直管从上至下依次在水平方向上来回错位排列,从而使弓字形冷却盘管形成螺旋状,相同条件下,每组弓字形冷却盘管的横向直管在水平方向上变成两列,增加了接受喷淋水的面积,喷淋水可对两列横向直管进行直接的喷淋冷却,同时,使竖直方向上的一列横向直管的间距增加,从而有利于减少上面的横向直管对下面的横向直管的遮挡。
进一步地,如图1所示,每根弓字形冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列,使整个冷却盘管内从上端的回水口到下端的进水口之间任何两点之间均有一个高度落差,因而在寒冷的冬季散热器暂时停止工作时,可确保冷却盘管内的介质在重力作用下会自然流出,冷却盘管内无法积留介质,因此能有效地解决因介质结冰而使冷却盘管爆裂的问题。
作为一种优化的方案,弓字形冷却盘管的排列也可采用如图3所示的梯阶状结构,也就是说,在与相邻的弓字形冷却盘管的水平方向的间隙范围内,该弓字形冷却盘管所有的横向直管从上至下依次在水平方向上逐步错位并等间距排列,从而形成梯阶状。此时,散热器中所有的横向直管在水平面内的投影呈均匀的错位排列,可完全避免喷淋水直接滴落到冷却塔底部的冷却水槽内,每根横向直管上都能均匀地喷淋到冷却水,最大限度地发挥喷淋水的冷却效果。

Claims (8)

1.一种冷却塔盘管式散热器,包括若干组水平排列的弓字形冷却盘管,其特征是,所述弓字形冷却盘管(1)竖直设置,其下端开口为进水口(4),上端开口为回水口(5),弓字形冷却盘管的内径大于等于20毫米且小于等于25毫米,所述弓字形冷却盘管采用碳钢管制成。
2.根据权利要求1所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,所述弓字形冷却盘管的外表面沿圆周方向等间距地设有若干轴向的散热筋片(6)。
3.根据权利要求1所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,所述弓字形冷却盘管的内表面设有聚对二甲苯防腐涂层。
4.根据权利要求1所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,所述弓字形冷却盘管的管壁厚度在1.5毫米到2.5毫米之间。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,所述弓字形冷却盘管的横向直管(2)从上至下依次在水平方向上来回错位排列,从而形成螺旋状。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,所述弓字形冷却盘管的横向直管从上至下依次在水平方向上逐步错位排列,从而形成梯阶状。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,在与相邻的弓字形冷却盘管的水平方向的间隙范围内,所述弓字形冷却盘管的横向直管从上至下依次在水平方向上逐步错位并等间距排列,从而形成梯阶状。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种冷却塔盘管式散热器,其特征是,每根弓字形冷却盘管的横向直管从进水端至出水端均呈斜向上排列。
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: laiwu Tian Yi Heating Technology Co., Ltd.

Assignor: Ningbo Strong Water-cooled Machinery Co., Ltd.

Contract record no.: 2015370000031

Denomination of utility model: Coil pipe type radiator of cooling tower

Granted publication date: 20120620

License type: Exclusive License

Record date: 20150310

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120620

Termination date: 20171102