CN213542901U - 一种高效换热的蒸发式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效换热的蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器内设有冷凝盘管组，冷凝盘管组包括制冷剂进口集箱、换热盘管和制冷剂出口集箱，换热盘管分为过热阶段换热盘管、冷凝阶段换热盘管和过冷阶段换热盘管，冷凝阶段换热盘管上套有多个翅片。本实用新型大大增强了蒸发式冷凝器的换热效率，减少了盘管使用，减少制冷剂的充注量，大大减小蒸发式冷凝器的尺寸。

Description

一种高效换热的蒸发式冷凝器

技术领域

本实用新型涉及一种高效换热的蒸发式冷凝器。

背景技术

蒸发式冷凝器作为制冷，化工等行业的主要换热设备之一，其应用范围非常广泛。蒸发式冷凝器以其节水节电的技术特点，有着非常广阔的市场基础。换热盘管组是蒸发式冷凝器中的核心部件，其作用是将管组内的高温高压的制冷剂气体冷凝液化，同时将制冷剂气体的内能转移到换热盘管外表面的水膜，使盘管外表面水膜温度升高并蒸发。水的蒸发吸热，进一步降低水的温度，从而保证换热盘管内制冷剂的冷凝效果。当前市场上混流蒸发式冷凝器所使用的冷凝盘管多以外表面光滑的圆管为主，逆流蒸发式冷凝器所使用的冷凝盘管多以外表面光滑的圆管、椭圆管为主，同时少量使用在外表面绕套钢翅片的圆管。这样的盘管存在换热面积小，冷凝效果差的缺点。而今全球发展受限于能源供给制约，因此如何提高混流蒸发式冷凝器的换热效率是急需解决的问题。

蒸发式冷凝器主要换热体现在盘管上，如何提高盘管的换热效率是设计高效换热蒸发式冷凝器的核心问题，而在换热盘管表面套装翅片是有效提高盘管换热面积，提高换热盘管换热效率的办法。套翅片盘管需要解决1.套片表面易结垢问题，翅片表面结垢会大大降低换热管的换热效率；2.翅片腐蚀问题，采用碳钢绕片需要热浸锌处理，热浸锌本身对环境和水资源有污染。采用不锈钢片，其冲制难度高，如不锈钢片绕于换热管表面又因于换热管接触不好，起不到增强传热效率的目的。采用铝翅片要考虑铝翅片的腐蚀问题。3.蒸发式冷凝器为冷凝冷却设备，要考虑套装翅片的盘管在热胀冷缩的情况下，翅片于盘管之间是否会松动，从而导致翅片与盘管接触不良，传热效率差。

制冷压缩机组的排气温度一般在70-100℃之间，部分特殊用途的制冷压缩机组的排气温度可达到130℃，而循环水在水温超过70℃后，水内溶解的碳酸氢钙和碳酸氢镁在高温水中分解析出不溶解于水的碳酸钙和碳酸镁。碳酸钙和碳酸镁在高温表面极易附着，形成水垢。且制冷剂冷凝温度一般为30-35℃，与排气温度之间有较大温差。蒸发式冷凝器一般安装在室外，其使用环境是潮湿、紫外线等，考虑材料的耐腐蚀问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种 高效换热的蒸发式冷凝器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效换热的蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器内设有冷凝盘管组，冷凝盘管组包括制冷剂进口集箱、换热盘管和制冷剂出口集箱，换热盘管分为过热阶段换热盘管、冷凝阶段换热盘管和过冷阶段换热盘管，冷凝阶段换热盘管的上方设有过热阶段换热盘管，冷凝阶段换热盘管的下方设有过冷阶段换热盘管，冷凝阶段换热盘管上套有多个翅片。

本实用新型的进一步改进在于：翅片与换热盘管的套接处设有翻边，翻边高度为10-12mm。

本实用新型的进一步改进在于：翅片与翅片之间的间距为10-12mm，翅片厚度为0.4mm。

本实用新型的进一步改进在于：翅片表面设有亲水防腐层。

本实用新型的进一步改进在于：蒸发式冷凝器为混流蒸发式冷凝器，包括蒸发冷外壳，蒸发冷外壳上方设有冷空气进口，冷空气进口下方设有布水管组，布水管组下方设有收水器，收水器内部上方设有冷凝盘管组，冷凝盘管组下方设有填料，蒸发冷外壳底部通过循环水泵和供水管道与布水管组相通，蒸发冷外壳上方还设有冷空气出口，冷空气出口下方为风机，蒸发冷外壳内还设有检修平台，蒸发冷外壳侧面也开有冷空气进口。

本实用新型的进一步改进在于：蒸发式冷凝器为逆流蒸发式冷凝器，包括蒸发冷外壳，蒸发冷外壳的侧面为冷空气进口，冷空气进口处设有进风栅格，蒸发冷外壳内设有布水管组，布水管组下方设有冷凝盘管组，蒸发冷外壳内底部设有水箱，水箱通过循环水泵和供水管道与布水管组相通，蒸发冷外壳上方为冷空气出口，冷空气出口下方为风机，风机下方为收水器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.大大增强了蒸发式冷凝器的换热效率。

2.减少了盘管使用，减少制冷剂的充注量。

3.大大减小蒸发式冷凝器的尺寸。

附图说明

图1为混流蒸发式冷凝器的结构示意图；

图2为逆流蒸发式冷凝器的结构示意图；

图3为冷凝盘管组的结构示意图；

图4为翅片的结构示意图；

图中标号：1-制冷剂进口集箱、2-制冷剂出口集箱、3-过热阶段换热盘管、4-冷凝阶段换热盘管、5-过冷阶段换热盘管、6-翅片、6-1-翻边、7-蒸发冷外壳、8-布水管组、9-收水器、10-冷凝盘管组、11-填料、12-循环水泵、13-供水管道、14-风机、15-检修平台、16-进风栅格、17-水箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例提供一种技术方案：一种高效换热的蒸发式冷凝器，所述蒸发式冷凝器内设有冷凝盘管组10，如图3所示，冷凝盘管组10包括制冷剂进口集箱1、换热盘管和制冷剂出口集箱2，换热盘管分为过热阶段换热盘管3、冷凝阶段换热盘管4和过冷阶段换热盘管5，冷凝阶段换热盘管4的上方设有过热阶段换热盘管3，冷凝阶段换热盘管4的下方设有过冷阶段换热盘管5，凝阶段换热盘管4上套有多个翅片6。进出口集箱及所有的盘管材质可以选择：铝，不锈钢，碳钢。

如图4所示，翅片6采用整体式铝翅片或者不锈钢翅片，翅片6与换热管套接处为翻边设计，增大翅片6与管的接触面翻边6-1高度为10-12mm，铝翅片表面镀有亲水防腐膜，翅片6与翅片6之间间距10-12mm，翅片厚度0.4mm，翅片6与管道套接，并通过水胀管技术，将换热管与翅片6牢牢的紧密贴合。整体式翅片比圆形翅片或者绕片的优点是套片方便，换热面积大。

蒸发式冷凝器的冷凝分为三个阶段：1.过热阶段：过热制冷剂气体向饱和制冷剂气体转化阶段。该阶段制冷剂气体温度由90℃左右的高温逐步冷却到35℃左右，该阶段的释放热量约占总换热量的9%；2.冷凝阶段：饱和制冷剂气体向饱和制冷剂液体转化阶段，该阶段制冷剂的温度保持在冷凝温度35℃左右，该阶段释放的热量约占总换热量的90%；3.过冷阶段：饱和制冷剂液体向过冷制冷剂液体转化阶段，该阶段制冷剂的温度由35℃左右逐步降低到30℃左右，该阶段释放的热量约占总换热量的1%；考虑到结垢是在高温的过热阶段容易形成，故过热冷却阶段仍然使用光滑圆管，来减缓结垢。换热量大的冷凝阶段，由于其温度不高且换热量大的特点，故在此阶段，在管外套接翅片能有效增加其换热效率。在过冷阶段，由于其换热量小，且为保证冷凝后的液体尽快排出，故需增加盘管倾斜角度，无需加装翅片。该设计的蒸发式冷凝器用高效管热盘管机芯能有效增加换热效率。

如图1所示，蒸发式冷凝器为混流蒸发式冷凝器，包括蒸发冷外壳7，蒸发冷外壳7上方设有冷空气进口，冷空气进口下方设有布水管组8，布水管组8下方设有收水器9，收水器9内部上方设有冷凝盘管组10，冷凝盘管组10下方设有填料11，蒸发冷外壳7底部通过循环水泵12和供水管道13与布水管组8相通，蒸发冷外壳7上方还设有冷空气出口，冷空气出口下方为风机14，蒸发冷外壳7内还设有检修平台15，蒸发冷外壳7侧面也开有冷空气进口。

混流蒸发式冷凝器的工作原理是高温高压的制冷剂气体从冷凝盘管组的上进口进入盘管，在盘管内冷凝成液体，从下出口排出。循环冷却水在循环水泵的工作下泵入布水管组，布水管组的作用是将冷水均匀的洒在冷凝盘管组的外表面，给冷凝盘管降温。由于冷凝盘管组的局部表面温度高达90℃左右，故一部分水在其表面蒸发吸热，另一部分水下落到填料上，填料是由很多片塑料组合成的中空部件，其作用是让被冷凝盘管加热后的水在其表面铺开形成一层薄薄的水膜，风从填料的一端进入，给水膜冷却。水膜的水会有一部分蒸发来冷却剩余的水。冷凝盘管和填料表面蒸发出来的水蒸气在风机的抽吸下排出混流蒸发式冷凝器。收水器的作用是防止飞溅的水珠被高速风带出混流蒸发式冷凝器，以减少混流蒸发式冷凝器的水耗。

如图2所示，蒸发式冷凝器为逆流蒸发式冷凝器，包括蒸发冷外壳7，蒸发冷外壳7的侧面为冷空气进口，冷空气进口处设有进风栅格16，蒸发冷外壳7内设有布水管组8，布水管组8下方设有冷凝盘管组10，蒸发冷外壳7内底部设有水箱17，水箱17通过循环水泵12和供水管道13与布水管组8相通，蒸发冷外壳7上方为冷空气出口，冷空气出口下方为风机14，风机14下方为收水器9。

逆流蒸发式冷凝器的工作原理是高温高压的制冷剂气体从冷凝盘管组的上进口进入盘管，在盘管内冷凝成液体，从下出口排出。水箱内的水在循环水泵的工作下泵入布水管组，布水管组的作用是将冷水均匀的洒在冷凝盘管组的外表面，给冷凝盘管降温。由于冷凝盘管组的局部表面温度高达90℃左右，故水在其表面蒸发吸热，蒸发出来的水蒸气在风机的抽吸下排出逆流蒸发式冷凝器。收水器的作用是防止飞溅的水珠被高速风带出逆流蒸发式冷凝器，以减少逆流蒸发式冷凝器的水耗。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式，例如，能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、 “在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高效换热的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述蒸发式冷凝器内设有冷凝盘管组（10），所述冷凝盘管组（10）包括制冷剂进口集箱（1）、换热盘管和制冷剂出口集箱（2），所述换热盘管分为过热阶段换热盘管（3）、冷凝阶段换热盘管（4）和过冷阶段换热盘管（5），所述冷凝阶段换热盘管（4）的上方设有所述过热阶段换热盘管（3），所述冷凝阶段换热盘管（4）的下方设有所述过冷阶段换热盘管（5），所述过热阶段换热盘管（3）为光滑圆管，所述冷凝阶段换热盘管（4）上套有多个翅片（6）。

2.根据权利要求1所述的一种高效换热的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述翅片（6）与所述换热盘管的套接处设有翻边（6-1），所述翻边（6-1）高度为10-12mm。

3.根据权利要求1所述的一种高效换热的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述翅片（6）与所述翅片（6）之间的间距为10-12mm，所述翅片（6）厚度为0.4mm。

4.根据权利要求1所述的一种高效换热的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述翅片（6）表面设有亲水防腐层。

5.根据权利要求1所述的一种高效换热的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述蒸发式冷凝器为混流蒸发式冷凝器，包括蒸发冷外壳（7），所述蒸发冷外壳（7）上方设有冷空气进口，所述冷空气进口下方设有布水管组（8），所述布水管组（8）下方设有收水器（9），所述收水器（9）内部上方设有冷凝盘管组（10），所述冷凝盘管组（10）下方设有填料（11），所述蒸发冷外壳（7）底部通过循环水泵（12）和供水管道（13）与布水管组（8）相通，所述蒸发冷外壳（7）上方还设有冷空气出口，所述冷空气出口下方为风机（14），所述蒸发冷外壳（7）内还设有检修平台（15），所述蒸发冷外壳（7）侧面也开有冷空气进口。

6.根据权利要求1所述的一种高效换热的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述蒸发式冷凝器为逆流蒸发式冷凝器，包括蒸发冷外壳（7），所述蒸发冷外壳（7）的侧面为冷空气进口，所述冷空气进口处设有进风栅格（16），所述蒸发冷外壳（7）内设有布水管组（8），所述布水管组（8）下方设有冷凝盘管组（10），所述蒸发冷外壳（7）内底部设有水箱（17），所述水箱（17）通过循环水泵（12）和供水管道（13）与布水管组（8）相通，所述蒸发冷外壳（7）上方为冷空气出口，所述冷空气出口下方为风机（14），所述风机（14）下方为收水器（9）。

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