CN220229637U - 一种防冷凝器管外结垢的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷系统技术领域，具体为一种防冷凝器管外结垢的制冷系统，包括依次管路相连且形成回路的制冷压缩机、蒸发器以及蒸发式冷凝器，还包括热虹吸贮液器和热虹吸换热器；所述热虹吸换热器的热介质流通管路与制冷压缩机和蒸发器连接管路连通；所述热虹吸换热器的冷介质流通管路与热虹吸贮液器连通并形成回路。经制冷压缩机压缩后的排气温度较高，先经过热虹吸换热器冷却，将排气温度降低，约50℃左右，保证蒸发式冷凝器的盘管外壁温度低于60℃，远离最易结垢的温度区间,盘管在该温度条件下更不容易生成垢层，从而可以更好地保持蒸发式冷凝器换热性能，使制冷系统运行的能耗更低。

Description

一种防冷凝器管外结垢的制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷系统技术领域，具体为一种防冷凝器管外结垢的制冷系统。

背景技术

常规制冷剂系统中一般包括制冷压缩机、蒸发式冷凝器、节流阀以及蒸发器等核心部件。蒸发式冷凝器是一种应用广泛的高效换热设备，在制冷系统中一般作为冷凝器使用。蒸发式冷凝器是以水和空气作为冷却介质，利用部分冷却水的蒸发带走气体制冷剂冷凝过程所放出的热量。

在制冷系统中，制冷压缩机的排气温度较高，范围一般为70℃～85℃，当采用蒸发式冷凝器时，其盘管的入口段外壁温度约为60℃，这是冷却水最易结垢的温度区间,在该条件下盘管外壁很容易从冷却水中析出水垢，垢层增厚会严重降低蒸发式冷凝器的换热性能，使制冷系统压缩机的运行功耗增加，制冷系统的运行效率下降，不利于节能减排。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种防冷凝器管外结垢的制冷系统来解决上述蒸发式冷凝器盘管的入口段容易结垢的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种防冷凝器管外结垢的制冷系统，包括依次管路相连且形成回路的制冷压缩机、蒸发器以及蒸发式冷凝器，还包括热虹吸贮液器和热虹吸换热器；所述热虹吸换热器的热介质流通管路与制冷压缩机和蒸发器连接管路连通；所述热虹吸换热器的冷介质流通管路与热虹吸贮液器连通并形成回路；所述热虹吸贮液器的介质进排口与蒸发式冷凝器和蒸发器的连接管路连通，且其回气口通过回气管与蒸发式冷凝器输入端相连。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述蒸发器与热虹吸贮液器的连接管路上还设有节流阀。

进一步，所述蒸发式冷凝器包括换热箱以及冷凝盘管；所述换热箱内由上至下依次布设水冷装置、风冷装置以及集水池，所述冷凝盘管布置于水冷装置内。

进一步，所述水冷装置包括喷淋管以及循环水泵，所述喷淋管位于冷凝盘管上方；所述循环水泵的进水口和排水口分别通过管路与集水池和喷淋管相连通。

进一步，所述风冷装置包括散热片以及导风板；所述散热片间隔布设于冷凝盘管正下方；所述导风板沿散热片的进风侧间隔排布。

进一步，所述换热箱顶部还设有用于将箱内热气流导出箱外的轴流通风机。

进一步，所述换热箱内还设有用于收集出箱气流中飘滴的除水器。

进一步，所述集水池内还设有冷却水补充管路以及用于控制水位的浮球阀。

并且，本实用新型提供的防冷凝器管外结垢的制冷系统，与现有技术相比，至少具有以下有益效果：经制冷压缩机压缩后的排气温度较高，先经过热虹吸换热器冷却，将排气温度降低，约50℃左右，保证蒸发式冷凝器的盘管外壁温度低于60℃，远离最易结垢的温度区间,盘管在该温度条件下更不容易生成垢层，从而可以更好地保持蒸发式冷凝器换热性能，使制冷系统运行的能耗更低。

附图说明

图1为本实用新型整体系统原理示意图；

图2为本实用新型蒸发式冷凝器的内部原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、制冷压缩机，2、蒸发器，3、蒸发式冷凝器，3.1、换热箱，3.2、冷凝盘管，3.3、集水池，3.4、喷淋管，3.5、循环水泵，3.6、散热片，3.7，导风板、3.8、轴流通风机，3.9、除水器，4、热虹吸贮液器，4.1、回气管，5、热虹吸换热器，6、节流阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语中“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型结构。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解该类术语在本专利中的具体含义。

常规条件下使用蒸发式冷凝器冷却管表面在下列条件中容易生成垢层，主要有以下几方面：

(1)因制冷系统压缩机排气的温度较高，使换热管与水接触的外壁温接近60度，这是冷却水最易结垢的温度区间，蒸发式冷凝器主要通过水喷淋在管束上快速蒸发而带走热量，喷淋所用的高硬度水本身就含有大量的钙、镁、氯离子，使冷凝器冷却管较易结垢，另外由于水槽容积较小，通过蒸发又会散失掉一部分水量，使得高硬度水的浓缩倍数升高的非常快，导致高浓度的盐分沉淀在冷却管的表面形成污垢，从而导致冷凝器冷却效率降低。

(2)目前所采用的蒸发式冷凝器全部为室外安装，环境中的灰尘、漂浮物对其表面影响很大，同时由于喷淋水中也含有悬浮物、溶解盐类、微生物等，致使冷却管管道表面极易结垢、腐蚀，对冷凝器的冷却效果产生严重的影响。

(3)水处理药剂的投放不科学，净化设备以及投药设备不完善，致使喷淋水中磷酸盐等离子含量增大从而导致冷却管表面形成结垢。

(4)冷却管布水不均匀，在补水量少的区域很容易形成结垢。

(5)蒸发式冷凝器冷却供水阀门开度较小，使得供水量少，冷却管表面易形成污垢。

冷却管表面结垢形成的危害主要表现为：

(1)由于水垢的产生，蒸发式冷凝器散热能力会被大打折扣，结垢时间久垢层增厚，使相应部位的热阻增大，且粗糙的垢层表面也使喷淋水难以形成水膜，减少了换热接触面积，进而造成了散热难度系数增加、能量损失增大，结垢严重的系统即使运行全部蒸发式冷凝器也无法满足生产需求。

(2)水垢通常是水中的金属离子形成的沉积物，结垢后，相应部位发生电化学腐蚀，进而造成换热管泄漏，整体结构出现薄弱点，框架损坏等。

实际使用中，一般采取日常水质控制方法延缓结垢，和定期采用化学清洗方法除污，并尽可能恢复蒸发冷的换热能力，定期清洗和除污需要冷却系统长时间停机，且维护周期较长，对此本实用新型提供了一种防冷凝器管外结垢的制冷系统来解决上述问题。

如图1和图2所示，本实用设计的防冷凝器管外结垢的制冷系统，包括依次管路相连且形成回路的制冷压缩机1、蒸发器2以及蒸发式冷凝器3，还包括热虹吸贮液器4和热虹吸换热器5；所述热虹吸换热器5的热介质流通管路与制冷压缩机1和蒸发器2连接管路连通；所述热虹吸换热器5的冷介质流通管路与热虹吸贮液器4连通并形成回路；所述热虹吸贮液器4的介质进排口与蒸发式冷凝器3和蒸发器2的连接管路连通，且其回气口通过回气管4.1与蒸发式冷凝器3输入端相连。

进一步，所述蒸发器2与热虹吸贮液器4的连接管路上还设有节流阀6。

本实施例中，制冷压缩机1从蒸发器2吸入低温低压的制冷剂气体，经压缩后，高温高压的排气，经排气管道进入热虹吸换热器5的热介质流通管路进行冷却降温，再经排气管道进入蒸发式冷凝器3冷凝成液体制冷剂，液体依靠重力流进热虹吸贮液器4。

然后，热虹吸贮液器4与热虹吸换热器5之间通过冷介质流通管路连接，一部分制冷剂液体依靠热虹吸作用，流进热虹吸换热器5并吸收高温排气的热量而部分蒸发，并通过冷介质流通管路回到热虹吸贮液器4，在热虹吸贮液器4中进行气液分离，分离后的气体经回气管4.1与蒸发式冷凝器3连接管路合并进入蒸发式冷凝器3，与压缩机排气一起冷凝成液体。

最后，热虹吸贮液器4中的另一部分制冷剂液体制冷剂通过压力作用，流经节流阀6变成低温低压的气液两相混合物，然后进入蒸发器2，与热介质进行热交换而全部蒸发成气体，气体被制冷压缩机1吸入，完成制冷剂的循环流动。

需要说明的是，设置热虹吸换热器5，换热器的一侧是来自于制冷压缩机1的高温排气，与另一侧来自于热虹吸贮液器4的液体制冷剂进行热量交换，使排气体温度降低至约50℃后再进入蒸发式冷凝器4，从而大大减缓蒸发式冷凝器4换热管外的结垢速度，同时该部分热量通过另一侧的制冷剂的部分蒸发而带走，最终进入蒸发式冷凝器3，并未增加或减少蒸发式冷凝器的负荷。

本实用新型设计的防冷凝器管外结垢的制冷系统，可适用于制冷剂类型较多，例如氨R717、氟利昂R22、R507等。

作为一种实施方式，所述蒸发式冷凝器3包括换热箱3.1以及冷凝盘管3.2；所述换热箱3.1内由上至下依次布设水冷装置、风冷装置以及集水池3.3，所述冷凝盘管3.2布置于水冷装置内，冷凝盘管3.2用于输送制冷剂介质，当介质输送在制冷系统输送过程中，通过先通过水冷装置输送冷却水与冷凝盘管3.2接触进行换热，随后通过风冷装置对经过换热的冷却水进行风冷降温，最后通过集水池3.3收集冷却水。

具体的，所述水冷装置包括喷淋管3.4以及循环水泵3.5，所述喷淋管3.4位于冷凝盘管3.2上方；所述循环水泵3.5的进水口和排水口分别通过管路与集水池3.3和喷淋管3.4相连通。循环水泵3.5抽取集水池3.3内的冷却水，通过喷淋管3.4将冷却水俊园喷淋在冷凝盘管3.2外表面，形成很薄的水膜。高温制冷剂蒸汽从蛇形冷凝盘管3.2的上部集管进入，冷凝的液体从冷凝盘管3.2下部集管流出。水吸收了制冷剂的热量以后，一部分蒸发变成水蒸气被排入大气，没有被蒸发的冷却水流过在重力作用下下落。

另外，所述风冷装置包括散热片3.6以及导风板3.7，散热片3.6采用PVC材质制成；所述散热片3.6间隔布设于冷凝盘管3.2正下方；所述导风板3.7沿散热片3.6的进风侧间隔排布。下落的冷却水经过散热片3.6时被空气冷却，冷却了的水滴落在下部的集水池3.3内，供循环水泵3.5循环使用。

作为一种实施方式，换热箱3.1顶部还设有用于将箱内热气流导出箱外的轴流通风机3.8，轴流通风机由顶部引风，强化了空气流动，形成箱内负压，促使水的蒸发温度降低，促进水膜蒸发，强化了冷凝盘管3.2的放热。

作为一种实施方式，换热箱3.1内还设有用于收集出箱气流中飘滴的除水器3.9，用于捕获高温气流中的飘滴，减少冷却水的损失。

作为一种实施方式，所述集水池3.3内还设有冷却水补充管路以及用于控制水位的浮球阀，当水分不断消耗，浮球阀就自动打开，通过冷却水补充管路补充冷却水至正常水位。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种防冷凝器管外结垢的制冷系统，包括依次管路相连且形成回路的制冷压缩机(1)、蒸发器(2)以及蒸发式冷凝器(3)，其特征在于，还包括热虹吸贮液器(4)和热虹吸换热器(5)；所述热虹吸换热器(5)的热介质流通管路与制冷压缩机(1)和蒸发器(2)连接管路连通；所述热虹吸换热器(5)的冷介质流通管路与热虹吸贮液器(4)连通并形成回路；所述热虹吸贮液器(4)的介质进排口与蒸发式冷凝器(3)和蒸发器(2)的连接管路连通，且其回气口通过回气管(4.1)与蒸发式冷凝器(3)输入端相连。

2.根据权利要求1所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述蒸发器(2)与热虹吸贮液器(4)的连接管路上还设有节流阀(6)。

3.根据权利要求1所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述蒸发式冷凝器(3)包括换热箱(3.1)以及冷凝盘管(3.2)；所述换热箱(3.1)内由上至下依次布设水冷装置、风冷装置以及集水池(3.3)，所述冷凝盘管(3.2)布置于水冷装置内。

4.根据权利要求3所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述水冷装置包括喷淋管(3.4)以及循环水泵(3.5)，所述喷淋管(3.4)位于冷凝盘管(3.2)上方；所述循环水泵(3.5)的进水口和排水口分别通过管路与集水池(3.3)和喷淋管(3.4)相连通。

5.根据权利要求3所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述风冷装置包括散热片(3.6)以及导风板(3.7)；所述散热片(3.6)间隔布设于冷凝盘管(3.2)正下方；所述导风板(3.7)沿散热片(3.6)的进风侧间隔排布。

6.根据权利要求3所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述换热箱(3.1)顶部还设有用于将箱内热气流导出箱外的轴流通风机(3.8)。

7.根据权利要求3所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述换热箱(3.1)内还设有用于收集出箱气流中飘滴的除水器(3.9)。

8.根据权利要求3所述的防冷凝器管外结垢的制冷系统，其特征在于，所述集水池(3.3)内还设有冷却水补充管路以及用于控制水位的浮球阀。