CN202329320U

CN202329320U - 一种热管蒸发冷却器

Info

Publication number: CN202329320U
Application number: CN2011204932435U
Authority: CN
Inventors: 杜兴敏; 陈焕倬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-02

Abstract

一种热管蒸发冷却器，属于工业冷却设备技术领域，用于对工业热气体进行快速冷却，其技术方案是：它由箱体、热管、隔板组成，隔板将箱体分割为互不连通的上管箱和下管箱，热管有多个，竖直平行排列穿过隔板，两端分别位于上管箱和下管箱中，热管管壁与隔板之间密封，上管箱两侧分别有冷气体进口和冷气体出口，上管箱内安装有喷淋装置，下管箱的两侧分别有热气体进口和热气体出口。本实用新型使用热管作为传热原件，由于热管具有传递热流密度高、等温性能好等优点，提高了蒸发冷却器的换热性能；同时，通过在热管外侧设置翅片的办法调节换热面积，进而调节热管对流换热热阻，达到热管蒸发段和冷却段热阻相等的目的，使得换热效率得到提高。

Description

一种热管蒸发冷却器

技术领域

本实用新型涉及一种对多级压缩机的气体及其他工业热气体进行冷却的设备，属于工业冷却设备技术领域。

背景技术

常规蒸发冷却器的工作原理是热气体在管内流动，管外流过冷气体对热气体进行冷却。除了冷热流体在管内外流动进行换热外，为了提高管外的冷气流的换热效果，通过喷淋装置，在管外冷气流中加入水份，使其携带大量水滴，当这些水滴一旦接触热壁面时，能够产生蒸发现象。水滴的相变可以吸收大量的热量，进而提高换热效果。一般情况下，含水空气的对流换热系数是干空气的1—3倍。根据换热器原理，管内热流体将热量传递给管外的冷流体的过程中，在忽略污垢热阻的情况下，热流基本上要经过3个热阻：管内流体与内壁面之间的对流换热的热阻、管壁的导热热阻、管外流体与外壁面之间的对流换热热阻。考虑到管壁为金属材料，热阻很小，主要热阻是管内、外的对流换热热阻。当管外空气喷淋了水分后提高了管外对流换热系数，降低了相应的热阻。但是，如果管内对流换热系数不能得到很好的提高，管外换热系数的提高，对改善总传热系数所能发挥的作用将很有限。于是降低管内对流换热热阻就成为提高换热器性能的主要问题。降低管内对流换热热阻主要有几种方法：增加换热面积、提高流速或者插入扰动原件。但是由于管内的空间限制，增加换热面积困难很大。提高流速可以提高换热系数，但是流动阻力也会增加，增加能耗；插入扰动原件，可以改变流场，破坏边界层，减低热阻，但是同样也会增加流动阻力，增加能耗。因此如何提高管内换热系数，降低管内对流换热热阻就成为提高蒸发冷却器性能的关键问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以提高蒸发冷却器的换热性能、缩小换热器体积、流动阻力小、节约能耗的热管蒸发冷却器。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种热管蒸发冷却器，它由箱体、热管、隔板组成，隔板位于箱体中部，将箱体分割为互不连通的上管箱和下管箱，热管有多个，竖直平行排列穿过隔板，两端分别位于上管箱和下管箱中，热管管壁与隔板之间密封，上管箱两侧分别有冷气体进口和冷气体出口，上管箱内安装有喷淋装置，下管箱的两侧分别有热气体进口和热气体出口。

上述热管蒸发冷却器，所述每根热管位于上管箱部分为光滑外壁面，位于下管箱部分的外壁面上安装有散热翅片。

上述热管蒸发冷却器，所述上管箱的一侧有引风机，上管箱的下部有排水口，上管箱中的喷淋装置与箱体外的循环泵和水箱相连接。

本实用新型的有益之处在于：

在本实用新型中使用热管作为传热原件，由于热管具有传递热流密度高、等温性能好等优点，提高了蒸发冷却器的换热性能；同时，通过在热管外侧设置翅片的办法调节换热面积，进而调节热管对流换热热阻，达到热管蒸发段和冷却段热阻相等的目的，最终使得换热效率得到提高，并解决了常规蒸发冷却器的管内换热面不易增加换热面积的困难。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：热管1、下管箱2、上管箱3、翅片4、喷淋装置5、排水口6、热气体进口7、热气体出口8、冷气体进口9、冷气体出口10、隔板11、循环泵12、引风机13、水箱14。

具体实施方式

如图所示，本实用新型将热管蒸发冷却器的箱体分隔为上管箱3和下管箱2，上管箱3通过冷气体，下管箱2通过热气体，两部分箱体之间由隔板11进行分隔并密封，使得冷、热气体不得掺混。

如图所示，隔板上安装有多个平行排列的竖直重力热管1，热管1管壁与隔板11之间密封，保证冷、热气体之间不能掺混和阻止上管箱3的喷淋水泄露到下管箱2。热管1在下管箱2的部分为热管蒸发段，其壁面外侧设置有翅片4；热管1在上管箱3的部分为冷却段，其壁面为光管，即不加翅片4。

如图所示，在上管箱3内设有喷淋装置5，通过该装置，可以向上管箱3内的冷气体中喷淋水，使得冷气体中携带大量的水滴，上管箱3的冷气体在引风机13的作用下与热管1进行热交换，部分未蒸发的喷淋水通过上箱体3的排水口6流到外设的水箱中，不断循环使用。

如图所示，下箱体2流过热气体，并与热管1的蒸发段进行热交换。于是，在热管1作用下，热气体不断将热量传递给热管1的蒸发段，热管1又将蒸发段的热量传给冷却段，再通过冷却段与热管1外侧冷气体进行热交换，完成热气体与冷气体之间的热量传递过程。

根据热管原理分析：热管1在传递热量过程中，蒸发段管壁与热管1外的气体之间进行热交换，形成对流传热热阻；同样，冷却段管壁与热管1外的气体之间也形成对流传热热阻。当两热阻相等时，热管1的传热热阻最小，效率最大。由于在蒸发冷却器上管箱3内的冷气体中进行喷淋，使之成为携带水分的湿空气，于是在对流换热的基础上增加了相变换热，可以将换热系数提高几倍，所以热管1冷却段外的对流传热热阻小了几倍；另外一方面，下管箱2内的气体由于工艺要求，不可能喷淋水分，因此为了增加蒸发段的换热效果，即，减少蒸发段的对流换热热阻，可以通过增加换热面积达到此目的。所以在热管1的蒸发段外侧设置了翅片4，达到了蒸发段和冷却段对流换热热阻相等的目的。因而也使热管1最终达到了的最大传热效率。

Claims

1.一种热管蒸发冷却器，其特征在于：它由箱体、热管（1）、隔板（11）组成，隔板（11）位于箱体中部，将箱体分割为互不连通的上管箱（3）和下管箱（2），热管（1）有多个，竖直平行排列穿过隔板（11），两端分别位于上管箱（3）和下管箱（2）中，热管（1）管壁与隔板（11）之间密封，上管箱（3）两侧分别有冷气体进口（9）和冷气体出口（10），上管箱（3）内安装有喷淋装置（5），下管箱（2）的两侧分别有热气体进口（7）和热气体出口（8）。

2.根据权利要求1所述的热管蒸发冷却器，其特征在于：所述每根热管（1）位于上管箱（3）部分为光滑外壁面，位于下管箱（2）部分的外壁面上安装有散热翅片（4）。

3.根据权利要求1或2所述的热管蒸发冷却器，其特征在于：所述上管箱（3）的一侧有引风机（13），上管箱（3）的下部有排水口（6），上管箱（3）中的喷淋装置（5）与箱体外的循环泵（12）和水箱（14）相连接。