專利名稱：通道式蒸發(fā)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種冷卻裝置，尤其是涉及一種適合于在建筑物中有氣流持續(xù)通過的排 風(fēng)通道中設(shè)置的通道式蒸發(fā)冷卻裝置。
背景技術(shù)：
在目前各種大型建筑中，為實現(xiàn)內(nèi)部環(huán)境熱量向外界轉(zhuǎn)移，通常設(shè)有空調(diào)制冷系統(tǒng)。系 統(tǒng)中熱量轉(zhuǎn)移過程的最后一個環(huán)節(jié)，最常見的形式是冷卻塔。冷卻塔的功能是將來自制冷機(jī) 的冷卻水與外界的大氣交換熱量，使冷卻水的溫度降低，并返回制冷系統(tǒng)重復(fù)利用。
冷卻塔通過水與空氣之間的熱交換形式實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移，就其技術(shù)水平而言，通過數(shù)十年 的研究發(fā)展，設(shè)備自身的熱交換技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是，冷卻塔實現(xiàn)其熱量轉(zhuǎn)移存在一個 必要的客觀條件——必須置于外界大氣環(huán)境中，并保持與外界環(huán)境足夠充分的接觸。
實際工程建設(shè)中，尤其在現(xiàn)代建筑注重外部景觀效應(yīng)的環(huán)境中，冷卻塔的安裝位置出現(xiàn) 相應(yīng)的困難，以致冷卻塔與大氣充分接觸的客觀條件不能得以有效地保障。
這種比較典型的現(xiàn)象表現(xiàn)在地鐵建設(shè)工程中。為了保障地鐵內(nèi)部環(huán)境的而設(shè)立的空調(diào)制 冷系統(tǒng)，冷卻塔作為制冷系統(tǒng)一個末端換熱設(shè)備是必不可少的。而地鐵的車站為了充分吸引 客流，其位置總是設(shè)在人口密度較高的市區(qū)環(huán)境。而在"寸土寸金"的鬧市環(huán)境中尋求一個 "既要滿足冷卻塔的設(shè)置要求，又要適應(yīng)車站周邊建筑景觀需求"的位置存在著相當(dāng)?shù)碾y度 。事實上，已有相當(dāng)數(shù)量的地鐵工程為此改變制冷系統(tǒng)的設(shè)計方案。例如，設(shè)立集中制冷站 ，將冷源通過遠(yuǎn)距離(一公里以上甚至數(shù)公里)輸送到各個車站為空調(diào)所用；或設(shè)立集中冷 卻站，通過遠(yuǎn)距離輸送將各個車站需要降溫的冷卻水集中冷卻?？陀^上，不得已而為之的" 遠(yuǎn)距離輸送"，不僅需要占用更多的地下空間資源，也使得系統(tǒng)能耗增大、冷源利用率下降 、運行成本增高、日常維護(hù)工作量增大，形成眾多不可避免的負(fù)面影響。同時，其工程初期 需要的投入成本也有顯著的增長。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種不需要設(shè)置在大氣環(huán)境中的通道式蒸發(fā)冷卻 裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是通道式蒸發(fā)冷卻裝置，包括盤狀的蒸 發(fā)換熱器和蒸發(fā)補(bǔ)水器組合形成的冷卻單元，是一種盤管型的蒸發(fā)式熱交換器。根據(jù)工程實際所需要的換熱量，可在排風(fēng)通道中設(shè)置一個或多個冷卻單元構(gòu)成工程實際使用的蒸發(fā)冷卻 裝置。蒸發(fā)補(bǔ)水器以周期性間隔補(bǔ)水方式向蒸發(fā)換熱器盤面提供補(bǔ)充水。利用通道中持續(xù)的 排風(fēng)，促進(jìn)分布在蒸發(fā)換熱器盤面的水膜蒸發(fā)，并及時帶走因蒸發(fā)而加濕的空氣。通過"水 ——水蒸氣"相變吸收汽化潛熱的過程，降低設(shè)備表面金屬的溫度，進(jìn)而降低流過蒸發(fā)換熱 器內(nèi)的液體溫度。
為了提高換熱效率且利于蒸發(fā)補(bǔ)水器周期性間隔補(bǔ)水，蒸發(fā)換熱器采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的 金屬管材繞成近似圓盤狀，形成旋流蒸發(fā)換熱器。
為了簡化結(jié)構(gòu)且方便于蒸發(fā)補(bǔ)水器的安裝布置，旋流蒸發(fā)換熱器的冷卻流體入口和冷卻 流體出口均設(shè)置在外圓周邊緣處，且旋流蒸發(fā)換熱器的圓盤中心位置設(shè)置有安裝空間。
作為上述技術(shù)方案的具體實施方式
，蒸發(fā)補(bǔ)水器包括可旋轉(zhuǎn)支撐在蒸發(fā)換熱器的蒸發(fā)換 熱器盤面的軸心位置的旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置有至少一根儲水導(dǎo)流管，儲水導(dǎo)流管以旋轉(zhuǎn)體 為中心沿蒸發(fā)換熱器盤面徑向延伸，旋轉(zhuǎn)體上連接有與儲水導(dǎo)流管連通的進(jìn)水通道，儲水導(dǎo) 流管上設(shè)置有沿切向并向蒸發(fā)換熱器盤面傾斜的噴嘴。
為了進(jìn)一步簡化設(shè)備和節(jié)約能源，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置至少兩根沿周向均布的儲水導(dǎo)流管，儲 水導(dǎo)流管上的噴嘴的設(shè)置方向一致。在噴嘴出口流體的反作用力推動下，以蒸發(fā)換熱器中心 為軸線進(jìn)行圓周運動，實現(xiàn)對蒸發(fā)換熱器表面不間斷地周期性水源補(bǔ)給。
為進(jìn)一步提高換熱效率，旋轉(zhuǎn)體上連接的進(jìn)水通道與氣體通道連通形成氣水通道，通過 出口噴嘴出流氣體引流補(bǔ)充水，并將其霧化后噴向蒸發(fā)換熱器盤面，使其表面形成很薄的水 膜，以利于更好的通過蒸發(fā)帶走蒸發(fā)換熱器內(nèi)流體的熱量。
本實用新型的有益效果是換熱效率高，可以安裝在地下建筑物的排風(fēng)道中，取代必須 在室外安裝的冷卻塔。對于軍事意義而言，凡是對內(nèi)部環(huán)境有溫度控制需求的軍事設(shè)施，為 轉(zhuǎn)移熱量而設(shè)置的制冷系統(tǒng)則必然存在。當(dāng)這個軍事設(shè)施需要完全隱藏時，該裝置作為制冷 系統(tǒng)轉(zhuǎn)移熱量的最后環(huán)節(jié)，為這個軍事設(shè)施的完全隱藏提供了可能，可廣泛的應(yīng)用于地鐵車 站等具有持續(xù)排風(fēng)通道的建筑物中。


圖l是本實用新型的通道式蒸發(fā)冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型中的蒸發(fā)換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型中的蒸發(fā)補(bǔ)水器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記為蒸發(fā)換熱器l、蒸發(fā)補(bǔ)水器2、冷卻流體入口3、冷卻流體出口4、旋轉(zhuǎn)體5 、儲水導(dǎo)流管6、進(jìn)水通道7、噴嘴8。其中，箭頭所示方向為流體的流動方向以及蒸發(fā)補(bǔ)水器的旋轉(zhuǎn)方向。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。
本實用新型公開的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，是一種可以在通道中設(shè)置的冷卻裝置， 一般情 況下，這種通道是指建筑物中有氣流持續(xù)通過的排風(fēng)通道。
如圖1 圖3所示，本實用新型的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，包括盤狀的蒸發(fā)換熱器l和蒸發(fā) 補(bǔ)水器2組合形成的冷卻單元，根據(jù)工程實際所需要的換熱量，可在排風(fēng)通道中設(shè)置一個或 多個冷卻單元構(gòu)成工程實際使用的蒸發(fā)冷卻裝置。蒸發(fā)補(bǔ)水器2以周期性間隔補(bǔ)水方式向蒸 發(fā)換熱器l盤面提供補(bǔ)充水。整個蒸發(fā)換熱過程的補(bǔ)水方式是持續(xù)性的，對于蒸發(fā)器表面的 任意部位，以周期性的形式為蒸發(fā)過程的水分消耗提供補(bǔ)充水。通過蒸發(fā)補(bǔ)水器2的周期性 間隔補(bǔ)水，在蒸發(fā)換熱器l表面保持附有一層很薄的水膜，當(dāng)通道排風(fēng)氣流通過其表面時， 促使其表面的水分蒸發(fā)加劇，并將因蒸發(fā)而加濕的空氣隨排風(fēng)氣流帶走，使蒸發(fā)換熱器l始 終保持處于相對干燥的空氣環(huán)境中。
由于持續(xù)的蒸發(fā)過程不斷地消耗蒸發(fā)換熱器l盤面上的水分，需要在盤面的水分消耗殆 盡之前給與適時的補(bǔ)充，以維持蒸發(fā)換熱過程的持續(xù)性。對于持續(xù)發(fā)生水分蒸發(fā)的蒸發(fā)換熱 器1外表面，通常連續(xù)地補(bǔ)水會造成蒸發(fā)換熱器l表面蒸發(fā)環(huán)境的相對濕度上升，使得蒸發(fā)效 應(yīng)弱化，換熱效率下降。
為了提高換熱效率且利于蒸發(fā)補(bǔ)水器周期性間隔補(bǔ)水，蒸發(fā)換熱器l采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良 的金屬管材繞成近似圓盤狀，形成旋流蒸發(fā)換熱器。由于"水一水蒸氣"的蒸發(fā)相變過程吸 收汽化潛熱，蒸發(fā)換熱器l外表面溫度下降，通過熱傳導(dǎo)性良好的金屬材料，蒸發(fā)換熱器l內(nèi) 壁與流過的流體進(jìn)行溫差換熱，使蒸發(fā)換熱器l內(nèi)流體溫度得以下降，實現(xiàn)冷卻流體目的。
為了簡化結(jié)構(gòu)且方便于蒸發(fā)補(bǔ)水器的安裝布置，旋流蒸發(fā)換熱器的冷卻流體入口3和冷 卻流體出口4均設(shè)置在外圓周邊緣處。旋流蒸發(fā)換熱器的圓盤中心位置設(shè)置有安裝空間。
要實現(xiàn)蒸發(fā)補(bǔ)水器2以周期性間隔補(bǔ)水方式向蒸發(fā)換熱器1盤面提供補(bǔ)充水，可以采用多 種結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)，例如周期性間隔噴水或水霧、周期性涂抹補(bǔ)充水于蒸發(fā)換熱器l盤面等
例如，作為蒸發(fā)補(bǔ)水器2的一種結(jié)構(gòu)形式，蒸發(fā)補(bǔ)水器2包括可旋轉(zhuǎn)支撐在蒸發(fā)換熱器1 的蒸發(fā)換熱器1盤面的軸心位置的旋轉(zhuǎn)體5，旋轉(zhuǎn)體5上設(shè)置有至少一根儲水導(dǎo)流管6，儲水導(dǎo) 流管6以旋轉(zhuǎn)體5為中心沿蒸發(fā)換熱器1盤面徑向延伸，旋轉(zhuǎn)體5上連接有與儲水導(dǎo)流管6連通 的進(jìn)水通道7，儲水導(dǎo)流管6上設(shè)置有沿切向并向蒸發(fā)換熱器1盤面傾斜的噴嘴8。以蒸發(fā)換熱器1中心為軸線進(jìn)行圓周運動的蒸發(fā)補(bǔ)水器2，對于蒸發(fā)換熱器l表面任意位置的補(bǔ)水方式皆 是呈周期性的，因此為蒸發(fā)過程的留下了必要的時間和空間，有效地改善了蒸發(fā)換熱器l表 面發(fā)生水分蒸發(fā)的環(huán)境，使蒸發(fā)換熱的效率得以明顯的提高。
為了進(jìn)一步簡化設(shè)備和節(jié)約能源，旋轉(zhuǎn)體5上設(shè)置至少兩根沿周向均布的儲水導(dǎo)流管6， 儲水導(dǎo)流管6上的噴嘴8的設(shè)置方向一致。在噴嘴8出口流體的反作用力推動下，以蒸發(fā)換熱 器l中心為軸線進(jìn)行圓周運動，實現(xiàn)對蒸發(fā)換熱器表面不間斷地周期性水源補(bǔ)給，使蒸發(fā)補(bǔ) 水器2在不增加額外動力的情況下實現(xiàn)自旋轉(zhuǎn)。
為進(jìn)一步提高換熱效率，旋轉(zhuǎn)體5上連接的進(jìn)水通道7與壓縮空氣的氣體通道連通形成氣 水通道。通過噴嘴8出流氣體引流補(bǔ)充水，并將其霧化后噴向蒸發(fā)換熱器l盤面，使其表面形 成很薄的水膜，以利于更好的通過蒸發(fā)帶走蒸發(fā)換熱器l內(nèi)流體的熱量。
通常情況下，采用多個冷卻單元軸向間隔排列在排風(fēng)通道中，構(gòu)成工程實際使用的蒸發(fā) 冷卻裝置。
權(quán)利要求1.通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是包括盤狀的蒸發(fā)換熱器(1)和蒸發(fā)補(bǔ)水器(2)組合形成的冷卻單元，蒸發(fā)補(bǔ)水器(2)以周期性間隔補(bǔ)水方式向蒸發(fā)換熱器(1)盤面提供補(bǔ)充水。
2.如權(quán)利要求l所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是蒸發(fā)換熱器 (1)采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的金屬管材繞成近似圓盤狀，形成旋流蒸發(fā)換熱器。
3.如權(quán)利要求2所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是旋流蒸發(fā)換熱器的冷卻流體入口 (3)和冷卻流體出口 (4)均設(shè)置在外圓周邊緣處。
4.如權(quán)利要求3所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是旋流蒸發(fā)換熱器的圓盤中心位置設(shè)置有安裝空間。
5.如權(quán)利要求l、 2或3所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是蒸發(fā) 補(bǔ)水器(2)包括可旋轉(zhuǎn)支撐在蒸發(fā)換熱器(1)的蒸發(fā)換熱器(1)盤面的軸心位置的旋轉(zhuǎn) 體(5)，旋轉(zhuǎn)體(5)上設(shè)置有至少一根儲水導(dǎo)流管(6)，儲水導(dǎo)流管(6)以旋轉(zhuǎn)體(5 )為中心沿蒸發(fā)換熱器(1)盤面徑向延伸，旋轉(zhuǎn)體(5)上連接有與儲水導(dǎo)流管(6)連通 的進(jìn)水通道(7)，儲水導(dǎo)流管(6)上設(shè)置有沿切向并向蒸發(fā)換熱器(1)盤面傾斜的噴嘴 (8)。
6.如權(quán)利要求5所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是旋轉(zhuǎn)體(5 )上設(shè)置至少兩根沿周向均布的儲水導(dǎo)流管(6)，儲水導(dǎo)流管(6)上的噴嘴(8)的設(shè)置 方向一致。
7.如權(quán)利要求6所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是旋轉(zhuǎn)體(5 )上連接的進(jìn)水通道(7)與氣體通道連通形成氣水通道。
8.如權(quán)利要求l所述的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是多個冷卻單 元軸向間隔排列。
專利摘要本實用新型公開了一種適合于在建筑物中有氣流持續(xù)通過的排風(fēng)通道中設(shè)置的通道式蒸發(fā)冷卻裝置，不需要設(shè)置在大氣環(huán)境。該裝置包括盤狀的蒸發(fā)換熱器和蒸發(fā)補(bǔ)水器組合形成的冷卻單元，蒸發(fā)補(bǔ)水器以周期性間隔補(bǔ)水方式向蒸發(fā)換熱器盤面提供補(bǔ)充水。該裝置換熱效率高，可以安裝在地下建筑物的排風(fēng)道中，取代必須在室外安裝的冷卻塔。對于軍事意義而言，凡是對內(nèi)部環(huán)境有溫度控制需求的軍事設(shè)施，為轉(zhuǎn)移熱量而設(shè)置的制冷系統(tǒng)則必然存在。當(dāng)這個軍事設(shè)施需要完全隱藏時，該裝置作為制冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)移熱量的最后環(huán)節(jié)，為這個軍事設(shè)施的完全隱藏提供了可能，可廣泛的應(yīng)用于地鐵車站等具有持續(xù)排風(fēng)通道的建筑物中。
文檔編號F28D5/02GK201368686SQ200920300579
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者銳 牟, 羅世培, 鐘星燦 申請人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司