CN2869739Y - 混合管束蒸发式冷换设备 - Google Patents

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朱冬生
蒋翔
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Abstract

本实用新型涉及一种混合管束蒸发式冷换设备,它由换热盘管组、箱体、风机、进风格栅、挡水栅、喷淋装置、水泵、集水槽共同连接构成。其特点是盘管组由直管和弯头构成,直管为椭圆管、扭曲管、弹形管中任意两种或三种混合交叉排列,并与水平面有0°到15°之间的夹角,弯头为圆管。本实用新型单位体积盘管的传热管数量多,热容量大,水在传热管表面成膜能力强,覆盖率高,水膜和空气扰动增强,在管间分布均匀,水和空气接触面积和时间增加,传热效率高,流动阻力小。相对于单一管型的蒸发式冷换设备,可在流动阻力不增大的情况下提高传热管外传热膜系数20~40%。

Description

混合管束蒸发式冷换设备
技术领域
本实用新型涉及制冷与空调设备领域的蒸发式换热设备,特别是混合管束蒸发式冷换设备。
背景技术
在蒸发式冷换设备中,换热盘管是关键部件,盘管内为被冷却(凝)流体,盘管外为水和空气流动及传热传质,水和空气的分布状态直接决定了换热效率,而水和空气的分布状态与盘管种类、形状及排列方式都有较大关系。现有的蒸发式冷换设备,其换热盘管采用了圆管、椭圆管、交变曲面波纹管、异滴形管、锥形圆弧管等,圆管的热容量有限,换热效率不高,流动阻力较大,其它管型提高了热容量,在一定程度上提高了盘管换热效率,降低了空气阻力。但现有盘管均采用单一的管型及排管方式,盘管排列比较松散,对热容量提高有限;盘管外水和空气分布状态不佳,水在管表面容易脱落,成膜能力不强,水膜覆盖率不高,损失了较多的有效换热面积;容易在管表面形成“干斑”,不仅影响换热效率,还缩短了盘管使用寿命;单一的管型容易造成空气在未与水进行有效换热之前就形成短路直接排出箱体,不仅影响换热效率,还造成无效能耗。
实用新型内容本实用新型的目的在于,克服现有单一管型蒸发式冷换设备的不足,提供一种能有效增加盘管热容量及换热面积,盘管表面水成膜能力强,水和空气湍动程度高、换热充分,换热效率高,流动阻力小的蒸发式冷换设备。
本实用新型的混合管束蒸发式冷换设备,由换热盘管组、箱体、风机、进风格栅、挡水栅、喷淋装置、水泵、集水槽共同连接构成,其特点是所述盘管组由直管和弯头构成,直管由椭圆管、扭曲管、弹形管中两种或三种混合交叉排列构成,弯头为圆管。
最佳方案如下:直管与水平面呈0°-15°夹角,以利于管内流体的流动;相邻弯头之间间隙小于或等于6mm。
作为弯头的圆管管径与直管当量直径相差小于或等于5mm。
本实用新型可以通过支架支撑所述盘管组。
盘管组可以安装在喷淋装置与集水槽之间。
本混合管束蒸发式冷换设备的运行原理为:空气在风机的作用下由外界经进风格栅进入箱体,并在箱体内自下而上运动,冷却水从盘管顶部的喷淋装置喷出,一部分直接与空气流接触,以潜热和显热的方式与空气流交换热量,以降低水的温度;另一部分喷淋在盘管表面形成水膜,水膜与管内工质流体交换热量,达到冷却(凝)工质流体的目的,工质可为蒸汽及任意流体,水膜同时在空气流动作用下扩散蒸发,以显热与潜热的方式与空气交换热量。喷淋的冷却水一部分在空中受热而蒸发成水蒸气,由空气流带走,另一部分经过盘管组后汇集于蒸发式冷换设备集水槽内,经水泵再送到喷淋装置循环使用。
本实用新型与现有蒸发式冷换设备相比有如下优点:①单位体积盘管的管数量多,热容量大。每种盘管自身均为高效传热管型,相互交叉排列可以排列得更为紧密,单位体积内的盘管数量可比单一管型的盘管更多,增大了单位体积内的盘管换热面积,从而增加了盘管的热容量。
②水在盘管表面成膜能力强,覆盖率高,在管间分布均匀。由于组成盘管的管型管表面曲率半径均大于圆管,水在管外表面很容易形成膜状流,水膜覆盖率的提高增大了盘管持液量及持气量,加强了水与管内流体及管外空气的换热过程;交叉排列的混合管束可将水不断的再分布,使水在管间分布更为均匀,而不是像单一管型那样水会在局部集中。
③水膜和空气扰动增强,传热系数提高。管型的变化使水从不同方向流向传热管表面,增强了管表面的水膜波动;不同类型的高效换热管交叉排列,以及不从不同方向的溅射与再分布,使空气扰动增强,这些都加强了蒸发式冷换设备的传热传质过程,提高了其传热系数。
④水和空气接触面积和时间增加,换热过程得到增强。水和空气的传热传质过程是蒸发式冷换设备传热传质控制过程之一,传热盘管的几何形状和排列方式对水和空气的接触方式和面积起重要作用,水膜面积的增大及分布的均匀性都可增加水与空气接触面积,而管型的变化使水和空气流动路线加长,增加了水与空气接触时间,接触面积和时间的增加,都可加强传热传质过程。
⑤流动阻力小。混合管束的大部分传热管长轴与空气流向平行,具有流线形结构,不同的管型的交叉排列,使管间隙更为均匀,水及空气流场也更为均匀,这些都减小了空气流动阻力。
附图说明
图1是本实用新型的混合管束蒸发式冷换设备结构示意图。
图2是图1的A-A的截面图。
图3是图1中盘管组1排列正视图。
图4是图2中扭曲管单管1-1图。
图5是图2中弹形管1-2截面图。
图6是图2中椭圆管1-3截面图。
具体的实施方式实现本实用新型的一般方式可为如下过程:(1)按图1所示的本混合管束蒸发式冷换设备的加工制造方法及工艺均可采用普通蒸发式冷换设备的加工、制造及工艺来进行加工、制造、安装,具体来说,可选用钢,铜,铝等金属作为材料,采用通用的机加工及连接方法来加工制造和安装;(2)首先设计、加工制造如图1所示的冷换设备的各部件和连接件,冷换设备箱体8及集水槽3可用钢板通过连接件连接而成,进风栅2、挡水栅5可用一般的栅格加工技术及设备即可加工,风机4及水泵7、喷淋装置6可依国家标准制造的标准件选配,换热盘管1按图4、图5、图6所示的结构设计扭曲管单管1-1、弹形管1-2、椭圆管1-3。根据操作压力、温度及工作介质可选用符合国家标准的无缝或有缝圆管为基管,用不同模具的冷模滚轧的机加工方法加工而成,选取异形管的任意两种或三种,作为盘管组1的直管,由圆管弯头连接并交叉排列组合成盘管组1,为防腐防垢,可在盘管组1表面进行整体热浸锌或其它涂层。可行的盘管组1的排列方式如图2及图3所示,盘管组1的两端连接被冷却(凝)流体进出口,盘管组1放置在集水槽3与水喷淋装置6之间的支架上,集水槽3在设备的底部,在集水槽3与盘管组1之间为进风栅2,盘管组1顶部为水喷淋装置6,喷淋装置6上部为档水栅5,档水栅5上部为风机4,上述部件均在箱体8内,另外水喷淋装置6通过管道与水泵7相连接,水泵7的进口在集水槽3中,上述各部件共同连接构成本冷换设备,这样便能较好的实施本实用新型,实现本设备高效传热、低流动阻力性能的目的。

Claims (6)

1.一种混合管束蒸发式冷换设备,由换热盘管组、箱体、风机、进风格栅、挡水栅、喷淋装置、水泵、集水槽共同连接构成,其特征在于所述盘管组由直管和弯头构成,直管由椭圆管、扭曲管、弹形管中两种或三种混合交叉排列构成,弯头为圆管。
2.根据权利要求1所述的混合管束蒸发式冷换设备,其特征在于直管与水平面呈0°-15°夹角。
3.根据权利要求1或2所述的混合管束蒸发式冷换设备,其特征在于相邻弯头之间间隙小于或等于6mm。
4.根据权利要求1或2所述的混合管束蒸发式冷换设备,其特征在于作为弯头的圆管管径与直管当量直径相差小于或等于5mm。
5.根据权利要求3所述的混合管束蒸发式冷换设备,其特征在于作为弯头的圆管管径与直管当量直径相差小于或等于5mm。
6.根据权利要求5所述的混合管束蒸发式冷换设备,其特征在于盘管组安装在喷淋装置与集水槽之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102445100A (zh) * 2011-12-21 2012-05-09 天津商业大学 换热管单元、翅片管式空冷冷凝器和冷却空气蒸发器
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