本發(fā)明涉及冷卻裝置，具體涉及一種基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻裝置。

背景技術(shù)：

冷凝冷卻技術(shù)廣泛應(yīng)用于冶金、電力等工業(yè)制冷領(lǐng)域，冷凝冷卻設(shè)備中的制冷冷卻耗能量占工業(yè)用能的13％～15％，耗水量占工業(yè)用水的70％～80％。同時，在我國的空調(diào)系統(tǒng)中，大型公共建設(shè)中央空調(diào)系統(tǒng)的耗能量占其總耗能量的40％～60％，風(fēng)冷與蒸發(fā)冷卻技術(shù)不使用cfcs和hcfcs，用水循環(huán)來輸送冷能量，最大限度的利用了自然界的冷量，對環(huán)境無污染并節(jié)約資源，符合發(fā)展綠色經(jīng)濟，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的十三五規(guī)劃。

而如何對冷卻器進行系統(tǒng)優(yōu)化和運行優(yōu)化，使得初投資、用水量、耗電量和運行費用減少，同時還能滿足系統(tǒng)對冷卻量的要求，是一個重要的問題。

熱管換熱器與一般換熱器相比具有許多優(yōu)點：傳熱效率高，特別對氣—氣換熱器來說，由于冷熱兩側(cè)氣體都可以在管外流動，因此兩側(cè)都可以在熱管外加裝翅片增大換熱面積，此外還易于把換熱器設(shè)計成逆流、叉排等形式，以盡量提高換熱器的效率；壓力損失小，因為是管外流動，因此器內(nèi)流阻小，壓力損失小，可降低風(fēng)機的功率消耗；工作可靠，沒有運動部分，因而沒有附加的功率消耗；結(jié)構(gòu)緊湊；沒有摻混污染，可用中間隔板將兩種流體有效地隔開；尺寸變化范圍大，可變換流體流動方向，使用方便；維護費少，沒有易損件，密封簡單可靠，容易清洗。

熱管換熱器具有傳熱效率高、壓力損失小、工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、沒有摻混污染、有利于控制露點腐蝕等優(yōu)點。熱管的超導(dǎo)熱性以及等溫性使它成為航空航天技術(shù)中控制溫度的理想工具，熱管換熱器由于具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、壓力損失小、有利于控制露點腐蝕等優(yōu)點，也廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械、電子等行業(yè)中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對傳統(tǒng)冷卻的弊端及熱管換熱的特點，本發(fā)明在空冷器和濕式冷卻塔的基礎(chǔ)上，提出了基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻器，該裝置的冷卻塔噪音小、節(jié)水環(huán)保、耗能低，符合對能源持續(xù)發(fā)展的要求和節(jié)約資源的形勢。

一種基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻裝置，包括水管、內(nèi)殼體和外殼體，水管包括上水管段和螺旋水管段，上水管段的前端連接進水口，螺旋水管段的尾端連接出水口，內(nèi)殼體設(shè)置在外殼體內(nèi)，所述內(nèi)殼體內(nèi)設(shè)置有螺旋水槽，上水管段的上部穿設(shè)在螺旋水槽的豎直中心處，螺旋水管段嵌設(shè)于螺旋水槽上，在螺旋水槽的各個螺旋方向分別設(shè)置有熱管，所述熱管的吸熱段貼附于螺旋水管段的外表面，熱管穿過內(nèi)殼體的管壁，熱管的放熱段位于內(nèi)殼體和外殼體之間；所述外殼體的頂端設(shè)置有風(fēng)機，外殼體的底面設(shè)有通風(fēng)部，外殼體的下端設(shè)置有支座。

優(yōu)選地，所述內(nèi)殼體形成的內(nèi)部為密封空間，其上水管段、螺旋水管段和熱管與內(nèi)殼體的穿插處均為密封的。

優(yōu)選地，所述螺旋水槽選用金屬材料。

優(yōu)選地，所述風(fēng)機位于外殼體頂端的中心處。

優(yōu)選地，所述風(fēng)機的氣流方向為自風(fēng)機向下流入外殼體和內(nèi)殼體間的空腔的吹風(fēng)(風(fēng)向自風(fēng)機吹出，然后從外殼體的底面的通風(fēng)部吹出)或自風(fēng)機向上引出外殼體和內(nèi)殼體間的空腔的引風(fēng)(在風(fēng)機帶動下，將風(fēng)從外殼體的底面的通風(fēng)部引入，然后用風(fēng)機引出)。

有益效果：

(1)在空冷器和濕式冷卻塔的基礎(chǔ)上使用熱管換熱，其熱管通過管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，利用工質(zhì)的相變換熱，其熱管具有極高的導(dǎo)熱性，具有良好的等溫性和冷卻性，使冷卻裝置具有更好的冷卻效果；(2)結(jié)合了風(fēng)冷氣和濕式冷卻塔的共同優(yōu)點，避免了風(fēng)冷氣不宜在高溫高濕地區(qū)應(yīng)用和水式冷卻塔耗水量大的缺點問題，水的循環(huán)利用率大，可實現(xiàn)多地區(qū)、多行業(yè)的應(yīng)用，使基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻裝置具有非常廣泛的應(yīng)用前景，對節(jié)能減排、減少水資源的浪費以及經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有著重大的現(xiàn)實意義；(3)螺旋水槽的設(shè)置，利用了螺旋折流換熱的手段，使得殼側(cè)流動更為合理，可減少流動阻力，使液膜波動加劇、湍流增強，并大大減少污垢沉積，使熱阻減少，提高換熱效率；(4)外殼體的底面設(shè)有通風(fēng)部，可通過風(fēng)機將熱管釋放的熱量吹出外殼體外或用風(fēng)機引出外殼體外。

附圖說明

圖1為基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為外殼體，2為風(fēng)機，3為內(nèi)殼體，4為螺旋水槽，5為上水管段，6為支座，7為水泵。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。

本發(fā)明提供了一種基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻裝置，包括水管、內(nèi)殼體3和外殼體1，水管包括上水管段5和螺旋水管段，上水管段5的前端連接進水口，螺旋水管段的尾端連接出水口，內(nèi)殼體3設(shè)置在外殼體1內(nèi)，內(nèi)殼體3內(nèi)設(shè)置有螺旋水槽4，上水管段的上部穿設(shè)在螺旋水槽4的豎直中心處，螺旋水管段嵌設(shè)于螺旋水槽4上，在螺旋水槽4的各個螺旋方向分別設(shè)置有熱管，熱管為一端為吸熱段(熱量輸入)、另一端為放熱段(熱量輸出)的圓柱狀管，熱管的吸熱段貼附于螺旋水管段的外表面，熱管穿過內(nèi)殼體3的管壁，熱管的放熱段位于內(nèi)殼體3和外殼體1之間，利用熱管極高的導(dǎo)熱性，能夠?qū)崿F(xiàn)熱量交換，達到冷卻液體的作用；外殼體1的頂端設(shè)置有風(fēng)機2，風(fēng)機2位于外殼體1頂端的中心處，外殼體1的底面設(shè)有通風(fēng)部，外殼體1的下端設(shè)置有支座6。其中，內(nèi)殼體3的內(nèi)部為密封空間，其上水管段5、螺旋水管段和熱管與內(nèi)殼體3的穿插處均為密封的。

實施例1：

水泵7輸送待冷卻液體通過進水口流向上水管段5，待冷卻液體沿上水管段5向上輸送，然后流向螺旋水管段，待冷卻液體在螺旋水槽4的引導(dǎo)下沿螺旋水管段向下流動。由于熱管自身的特點及極高的導(dǎo)熱性，貼附于螺旋水管段外表面的熱管的吸熱段(熱量輸入)的工質(zhì)蒸發(fā)吸熱，熱管將熱量傳導(dǎo)到位于內(nèi)殼體3和外殼體1之間的放熱段(熱量輸出)，并發(fā)生相變放熱，位于外殼體1頂端中心處的風(fēng)機2輸送風(fēng)至外殼體1和內(nèi)殼體3間的空腔，風(fēng)將熱管釋放的熱量帶走，經(jīng)外殼體1的底面的通風(fēng)部吹出，至此實現(xiàn)高效冷卻過程。

實施例2：

水泵7輸送待冷卻液體通過進水口流向上水管段5，待冷卻液體沿上水管段5向上輸送，然后流向螺旋水管段，待冷卻液體在螺旋水槽4的引導(dǎo)下沿螺旋水管段向下流動。由于熱管自身的特點及極高的導(dǎo)熱性，貼附于螺旋水管段外表面的熱管的吸熱段(熱量輸入)的工質(zhì)蒸發(fā)吸熱，熱管將熱量傳導(dǎo)到位于內(nèi)殼體3和外殼體1之間的放熱段(熱量輸出)，并發(fā)生相變放熱，位于外殼體1頂端中心處的風(fēng)機2將風(fēng)從外殼體1的底面的通風(fēng)部引入，風(fēng)將熱管釋放的熱量帶走，由風(fēng)機2引出，至此實現(xiàn)高效冷卻過程。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供的一種基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻裝置，包括水管、內(nèi)殼體、外殼體、風(fēng)機、螺旋水槽和熱管，熱管設(shè)置在螺旋水槽的各個螺旋方向上，熱管的吸熱段貼附于螺旋水管段的外表面，熱管穿過內(nèi)殼體的管壁，熱管的放熱段位于內(nèi)殼體和外殼體之間，因熱管自身的特點及極高的導(dǎo)熱性，通過熱管的導(dǎo)熱及內(nèi)部工質(zhì)的相變，將熱量導(dǎo)至內(nèi)殼體和外殼體之間的腔體中，設(shè)置在外殼體頂端的風(fēng)機將熱管導(dǎo)出的熱量帶到外殼體外實現(xiàn)高效冷卻過程。本發(fā)明在空冷器和濕式冷卻塔的基礎(chǔ)上，提出了基于熱管換熱的風(fēng)冷式冷卻器，避免了風(fēng)冷氣不宜在高溫高濕地區(qū)應(yīng)用及濕式冷卻耗水量大的問題，實現(xiàn)了高效冷卻的同時具備噪音小、節(jié)水環(huán)保和低耗能，具有廣泛的應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：李丹丹;劉魯偉;翟子瑋;盧長潔;石鵬遠(yuǎn)
受保護的技術(shù)使用者：山東科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.15
技術(shù)公布日：2017.10.20