專利名稱：一種真空蒸發(fā)降溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷介質(zhì)冷卻降溫的裝置，具體涉及一種真空蒸發(fā)降溫裝置。
背景技術(shù)：
利用水蒸發(fā)吸熱使制冷介質(zhì)失熱降溫的方法得到廣泛推廣應(yīng)用，如蒸發(fā)式空冷器在煉鐵高爐軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)中的換熱降溫、板管式蒸發(fā)冷凝器在空調(diào)制冷系統(tǒng)中的換熱降溫?？照{(diào)制冷換熱由風(fēng)冷式(每單位kw冷量能耗0. 026kw)—水冷式(每單位kw冷量能耗0. 038kw)—蒸發(fā)式(每單位kw冷量能耗0. 016kw)發(fā)展。蒸發(fā)換熱器有管式換熱器(圓形或橢圓形傳熱管)和板管式換熱器(板管一體結(jié)構(gòu))，管式換熱器加工制作簡單， 但空氣流動(dòng)阻力大、布水容易出現(xiàn)死角導(dǎo)致結(jié)垢；板管換熱器加工制作復(fù)雜，板面呈凸凹波紋形體，噴淋水在板面形成很薄的一層水膜、增大蒸發(fā)換熱面積。換熱器是煉鐵高爐水處理中最為關(guān)鍵設(shè)備之一，軟水供水溫度的穩(wěn)定性直接影響高爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命。空冷蒸發(fā)器在上世紀(jì)80年代由歐洲引入國內(nèi)，在石油、化工行業(yè)成功廣泛應(yīng)用；90年代末用于高爐冷卻系統(tǒng)，換熱效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，新建和改造高爐多采用?？绽湔舭l(fā)器是利用換熱管外水膜的蒸發(fā)吸熱強(qiáng)化換熱，用泵將設(shè)備下部水池中的循環(huán)冷卻水抽送的到位于換熱管束上方的噴淋水分配器，由噴淋水分配器均勻噴淋到換熱管表面，在換熱管表面形成均勻連續(xù)的薄水膜緩慢向下流動(dòng)；同時(shí)用風(fēng)機(jī)將空氣由換熱管下方的空氣吸入窗口吸入，使空氣自下而上流經(jīng)水平放置的換熱管束表面；此時(shí)流經(jīng)換熱管束內(nèi)介質(zhì)的熱量除被管束外循環(huán)冷卻水膜和空氣流顯熱吸收外，管外表面水膜吸熱蒸發(fā)也要吸收大量的潛熱；水具有較高的汽化潛熱(水在一個(gè)大氣壓下的汽化潛熱為 570kcal/kg)，因此換熱管束外的水膜吸熱蒸發(fā)強(qiáng)化了換熱降溫。空冷蒸發(fā)器降溫較其它方式效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，但空氣流溫度隨環(huán)境溫度的變化而波動(dòng)，換熱管外水膜蒸發(fā)吸熱量也隨環(huán)境溫度的變化而波動(dòng)，從而引起空冷蒸發(fā)器的換熱效率波動(dòng)，造成被降溫介質(zhì)的溫度波動(dòng)、降溫穩(wěn)定性難以控制；循環(huán)冷卻水膜和空氣流的溫度隨環(huán)境溫度變化，在炎熱的夏天溫度最高，換熱管內(nèi)外溫差最小、換熱效力最低，同時(shí)換熱管面積大、設(shè)備占地面積較大。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種真空蒸發(fā)降溫裝置，該裝置能使循環(huán)冷卻水加快蒸發(fā)吸熱，增大換熱溫差以提高換熱效率，通過調(diào)節(jié)真空度以穩(wěn)定換熱效率。該裝置熱交換效率高、穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保。本實(shí)用新型的一種真空蒸發(fā)降溫裝置，包括真空密閉容器及設(shè)置在其頂部的噴射抽吸器和排空閥；所述噴射抽吸器與真空密閉容器相通，噴射抽吸器包括拉瓦爾噴嘴及流體排放出口 ；真空密閉容器設(shè)置有制冷介質(zhì)入口和制冷介質(zhì)出口，制冷介質(zhì)入口低于制冷介質(zhì)出口，真空密閉容器內(nèi)部設(shè)置有蛇形換熱管，蛇形換熱管的一端與制冷介質(zhì)入口連接，另一端與制冷介質(zhì)出口連接，真空密閉容器底部還設(shè)置有排水管；所述真空密閉容器內(nèi)蛇形換熱管的上方設(shè)置有噴淋水分配器。噴淋水分配器通過循環(huán)冷卻進(jìn)水管與水塔連接。所述排水管為垂直排水管，與水塔連接。排水管的高度為基于水塔至少11米，以致真空密閉容器內(nèi)水排出時(shí)靠自重使真空密閉容器的真空度為一 0. 05MPa 一 0. 09MPa。所述垂直排水管上設(shè)置有排水閥。本實(shí)用新型的真空蒸發(fā)降溫裝置具體工作原理如下(1)循環(huán)冷卻水泵送至真空密閉容器，同時(shí)打開排空閥排出空氣，循環(huán)冷卻水經(jīng)噴淋水分配器充滿真空密閉容器后，在密閉狀態(tài)下經(jīng)由垂直排水管排出時(shí)靠自重使真空密閉容器內(nèi)形成一 0. 05MPa 一 0. 09MPa的真空度；(2)水蒸汽或水氣混合流體流經(jīng)噴射抽吸器，經(jīng)拉瓦爾噴嘴噴射形成的高速噴射氣流；(3)在真空狀態(tài)下部分循環(huán)冷卻水迅速吸熱蒸發(fā)變成低溫蒸汽，使流經(jīng)換熱管外面的水膜溫度降到8°C 15°C，增大換熱管內(nèi)外溫差；低溫蒸汽被步驟(2)所形成的高速噴射氣流連續(xù)引射抽吸排放，使真空密閉容器內(nèi)的真空度維持為按照工藝要求設(shè)定的真空度值；(4)制冷介質(zhì)由制冷介質(zhì)入口管進(jìn)入真空降溫裝置，流經(jīng)蛇形換熱管時(shí)與換熱管外低溫冷卻水膜進(jìn)行熱交換，失熱降溫后由制冷介質(zhì)出口管流出，完成降溫流程。所述步驟(2)水蒸氣的壓力為0. IMPa 0. 5MPa ；所述水氣混合流體的壓力> 0. 3MPa,流速1000米/秒 1500米/秒。所述步驟(4)制冷介質(zhì)為循環(huán)冷卻水、高爐冷卻軟水或空調(diào)冷媒。高速噴射氣流與低溫蒸汽有極大的熱能和動(dòng)能差異，兩種不同能量“分子”間的極速能量交換形成高速噴射氣流對低溫蒸汽的強(qiáng)大引射抽吸作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型中制冷介質(zhì)的熱量靠換熱管表面循環(huán)冷卻水膜蒸發(fā)吸收，水膜蒸發(fā)量主要由真空裝置的真空度和換熱管表面積決定，因此，調(diào)整真空度可調(diào)節(jié)空冷蒸發(fā)器的換熱效率，從而提高被降溫介質(zhì)的溫度穩(wěn)定性；(2)本實(shí)用新型進(jìn)入真空密閉容器的循環(huán)冷卻水部分迅速吸熱蒸發(fā)變成低溫蒸汽 (10°C 22°C)，被流經(jīng)噴射器的高速噴射汽流(流速1000米/秒 1500米/秒)引射抽吸排放，調(diào)節(jié)高速噴射汽流的引射抽吸力使真空密閉容器真空度保持一恒定值，使真空蒸發(fā)降溫裝置的換熱效率穩(wěn)定、制冷介質(zhì)的溫度穩(wěn)定，不受環(huán)境溫度的變化影響；(3)水具有較高的汽化潛熱(水在一個(gè)大氣壓下的汽化潛熱為570kcal/kg)，真空密閉容器的真空度控制在一 0. 05MPa 一 0. 09MPa，部分循環(huán)冷卻水的蒸發(fā)要吸收大量的潛熱，可使循環(huán)冷卻水膜溫度降到8°C 15°C，明顯增大換熱管內(nèi)外溫差，提高換熱效率 5 15%。因此，在同等降溫量要求下本實(shí)用新型的真空蒸發(fā)降溫裝置可減少換熱管面積、 減少設(shè)備占地面積；同時(shí)減少循環(huán)冷卻水量、降低循環(huán)冷卻水泵運(yùn)行動(dòng)力消耗；(4)本實(shí)用新型中噴射氣流可采用飽和水蒸汽(壓力0. IMPa 0. 5MPa)、水氣混合流體(壓力> 0. 3MPa)或工廠廢熱蒸汽(壓力> 0. 3MPa)，水蒸汽(壓力0. IMPa 0. 5MPa)對循環(huán)冷卻水膜蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫蒸汽(10°C 22°C)的抽吸排放效率遠(yuǎn)高于電動(dòng)排風(fēng)機(jī)或真空泵；噴射蒸汽噴射抽吸低溫蒸汽后降溫降壓凝結(jié)成軟化水、低溫蒸汽被抽吸排放后增溫增壓凝結(jié)成軟化水再回用于生產(chǎn)，循環(huán)使用、節(jié)能環(huán)保；利用工廠廢熱蒸汽經(jīng)加壓后作噴射氣流，減少廢熱排放、低碳環(huán)保。

圖1為本實(shí)用新型真空蒸發(fā)降溫裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。本實(shí)用新型的真空蒸發(fā)降溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示包括真空密閉容器1及設(shè)置在其頂部的噴射抽吸器6和排空閥5 ；所述噴射抽吸器6與真空密閉容器1相通，噴射抽吸器6包括拉瓦爾噴嘴7和流體排放出口 8 ；真空密閉容器1設(shè)置有制冷介質(zhì)入口 2和制冷介質(zhì)出口 4，制冷介質(zhì)入口 2低于制冷介質(zhì)出口 4，真空密閉容器1內(nèi)部設(shè)置有蛇形換熱管3，蛇形換熱管3的一端與制冷介質(zhì)入口 2連接，另一端與制冷介質(zhì)出口 4連接，真空密閉容器1底部還設(shè)置有垂直排水管15，所述垂直排水管15上設(shè)置有排水閥12 ；所述真空密閉容器1內(nèi)部設(shè)置有噴淋水分配器10，所述噴淋水分配器10位于蛇形換熱管3上方；噴淋水分配器10通過循環(huán)冷卻進(jìn)水管11與水塔連接。實(shí)施例1采用如上所述的真空蒸發(fā)降溫裝置，對其降溫原理做進(jìn)一步詳細(xì)的說明(1)將循環(huán)冷卻水13泵送至真空密閉容器，同時(shí)打開排空閥以排出空氣，循環(huán)冷卻水13經(jīng)噴淋水分配器10充滿真空密閉容器后，在密閉狀態(tài)下靠自重經(jīng)由垂直排水管15 排出使真空密閉容器1內(nèi)形成真空；(2)水蒸汽、水氣混合流體或工廠廢熱蒸汽流經(jīng)噴射抽吸器6，經(jīng)拉瓦爾噴嘴噴射 7形成的高速噴射氣流；(3)在真空狀態(tài)下部分循環(huán)冷卻水迅速吸熱蒸發(fā)變成低溫蒸汽9，使流經(jīng)換熱管外面的循環(huán)冷卻水水膜14的溫度降到8V 15°C，增大換熱管內(nèi)外溫差；低溫蒸汽被高速噴射氣流連續(xù)引射抽吸后，經(jīng)流體排放出口排放，使真空密閉容器內(nèi)的真空度維持為某一真空度值；該真空度值根據(jù)工藝要求而定；(4)制冷介質(zhì)從制冷介質(zhì)入口 2進(jìn)入真空密閉容器1內(nèi)，沿蛇形換熱管3與換熱管外的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，失熱降溫后從制冷介質(zhì)出口 4流出，完成降溫流程。水蒸氣的壓力為0. IMPa 0. 5MPa ；水氣混合流體的壓力> 0. 3MPa，流速1000米 /秒 1500米/秒；工廠廢熱蒸汽(壓力> 0. 3MPa)。制冷介質(zhì)為循環(huán)冷卻水、高爐冷卻軟水或空調(diào)冷媒。
權(quán)利要求1.一種真空蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于，包括真空密閉容器及設(shè)置在其頂部的噴射抽吸器和排空閥；所述噴射抽吸器與真空密閉容器相通，噴射抽吸器包括拉瓦爾噴嘴及流體排放出口 ；真空密閉容器設(shè)置有制冷介質(zhì)入口和制冷介質(zhì)出口，制冷介質(zhì)入口低于制冷介質(zhì)出口，真空密閉容器內(nèi)部設(shè)置有蛇形換熱管，蛇形換熱管的一端與制冷介質(zhì)入口連接，另一端與制冷介質(zhì)出口連接，真空密閉容器底部還設(shè)置有排水管；所述真空密閉容器內(nèi)蛇形換熱管的上方設(shè)置有噴淋水分配器；噴淋水分配器通過與循環(huán)冷卻進(jìn)水管與水塔連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于，所述真空密閉容器的真空度控制在一 0. 05MPa 一 0. 09MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于，所述排水管的高度為基于水塔至少11米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的真空蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于，所述排水管為垂直排水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于，所述垂直排水管上設(shè)置有排水閥。
專利摘要一種真空蒸發(fā)降溫裝置，包括真空密閉容器及設(shè)置在其頂部的排空閥和噴射抽吸器；噴射抽吸器與真空密閉容器相通，包括拉瓦爾噴嘴及流體排放出口；真空密閉容器設(shè)置有制冷介質(zhì)入口和位于其之下的制冷介質(zhì)出口，真空密閉容器內(nèi)部設(shè)置有蛇形換熱管，蛇形換熱管的兩端分別與冷介質(zhì)入口和制冷介質(zhì)出口連接，真空密閉容器底部設(shè)置有排水管；真空密閉容器內(nèi)部設(shè)置有位于蛇形換熱管上方的噴淋水分配器，其通過循環(huán)冷卻進(jìn)水管與水塔連接。本實(shí)用新型通過調(diào)整真空度調(diào)節(jié)真空蒸發(fā)降溫裝置的換熱效率，從而提高制冷介質(zhì)的溫度穩(wěn)定性；在同等降溫量要求下，本實(shí)用新型可減少換熱管面積和設(shè)備占地面積；同時(shí)減少循環(huán)冷卻水流量、降低循環(huán)冷卻水泵運(yùn)行動(dòng)力消耗。
文檔編號F28D5/02GK202133306SQ201120187609
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者朱小林, 陳榮 申請人:華南理工大學(xué)