專利名稱：一種蒸發(fā)式冷凝器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冷凝器，尤其涉及一種蒸發(fā)式冷凝器。
背景技術：
冷凝器作為制冷、冶金和化工等行業(yè)的主要熱交換設備之一，應用范圍十分廣泛。 常用的冷凝器按其冷卻介質(zhì)和冷卻方式一般可分為三種類型水冷式(又分為殼管式、套 管式、沉浸式)、空氣冷卻式、蒸發(fā)式，其中蒸發(fā)式冷凝器作為一種新型節(jié)能省耗換熱設備， 簡化了冷卻工藝流程，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較少，且安裝方便，日常維修工作量小，近年來更 是得到了巨大的發(fā)展和廣泛的應用。蒸發(fā)式冷凝器集傳統(tǒng)管殼式冷凝器、冷卻塔、循環(huán)水池、水泵等于一體，以水和空 氣的混合物作為冷卻介質(zhì)，氣態(tài)制冷劑冷凝過程所釋放的凝結(jié)潛熱依靠冷卻水的蒸發(fā)被帶 走，實際耗水量約為水冷式的5 10%，冷凝溫度比風冷式和水冷式冷凝器低，可使壓縮機 的輸入功率減少3 5%。由于依靠蒸發(fā)潛熱來換熱冷卻，冷卻水的水量及水溫的改變對冷 凝效果影響較小，運行工況比較穩(wěn)定。雖然蒸發(fā)式冷凝器是一種高效節(jié)能的換熱設備，但其依然存在一定的局限性和缺 點。目前在蒸發(fā)式冷凝器中，相對于盤管的膜狀冷凝多趨于表面，蒸汽和冷凝液的流動沒受 到某種流動尺寸的限制。在受迫對流的水平管冷凝系統(tǒng)中，蒸汽流量對換熱效率有強烈影 響，而蒸汽流量又受到蒸汽在管壁凝聚速率的影響，熱交換效率低。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種熱交換效率高的蒸發(fā)式冷凝器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為—種蒸發(fā)式冷凝器，包括直聯(lián)式抽風機、噴淋水管嘴、高壓進氣管、過熱回氣管、冷 凝盤管、高壓出液管、低壓進氣管、進風口、熱交換填料層、上水管、循環(huán)水泵、過濾器、過濾 篩網(wǎng)、水箱、檢修通道、過熱管組，其特征是冷凝盤管包括螺旋式冷凝管，螺旋式冷凝管的 管外緣為螺旋線點接觸，管束之間為連續(xù)不規(guī)則的螺旋形通道，螺旋式冷凝管的頂端面曲 率大于其他部位，螺旋式冷凝管的交變曲面外表面扭曲，形成螺旋狀，螺旋式冷凝管的截面 為變截面。本實用新型通過改變冷凝管的結(jié)構(gòu)形式，改變蒸汽的流動和水膜覆蓋，增大換熱 效率，通過增加制冷管路的回氣過熱與冷凝水的相互熱交換，提高蒸發(fā)式冷凝器節(jié)能優(yōu)化。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中過熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中螺旋式冷凝管的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型中螺旋式冷凝管的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]附圖中1、直聯(lián)式抽風機2、噴淋水管嘴3、高壓進氣管4、過熱回氣管5、冷凝盤管6、高壓出液管7、低壓進氣管8、進風口9、熱交換填料層10、上水管11、循環(huán)水泵12、過濾器13、過濾篩網(wǎng)14、水箱15、檢修通道16、過熱管組17、過熱回氣集管18、排污口19、螺旋式冷凝管具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述一種蒸發(fā)式冷凝器，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括直聯(lián)式抽風機1、噴淋水管嘴 2、高壓進氣管3、過熱回氣管4、冷凝盤管5、高壓出液管6、低壓進氣管7、進風口 8、熱交換 填料層9、上水管10、循環(huán)水泵11、過濾器12、過濾篩網(wǎng)13、水箱14、檢修通道15、過熱管組 16，冷凝盤管5包括螺旋式冷凝管19，螺旋式冷凝管19的管外緣為螺旋線點接觸，管束之間 為連續(xù)不規(guī)則的螺旋形通道，螺旋式冷凝管19的頂端面曲率大于其他部位，螺旋式冷凝管 19的交變曲面外表面扭曲，形成螺旋狀，螺旋式冷凝管19的截面為變截面。本實用新型涉及制冷技術領域，用于大中型食品冷藏及冷凍庫。目前關于蒸發(fā)式冷凝器的專利中多以圓管和橢圓管作為制冷劑的冷凝管，本實用 新型中的螺旋式冷凝管的管外緣是螺旋線點接觸，管束之間形成連續(xù)不規(guī)則的螺旋形通 道，空氣流在其中受到離心力的作用而不斷地改變速度和方向，從而加強了空氣流的徑向 混合，因此螺旋式冷凝管相對于圓管和橢圓管所形成的渦流最明顯，管束中所形成的空氣 流場擾動性也最強。本實用新型中的螺旋式冷凝管的頂端面曲率較大，水很容易附著并形成水膜，使 空氣很容易包裹住水膜，從而形成管表面雙面濕潤，增加了水膜覆蓋率，并且交變曲面波紋 管迎風面背后的渦流明顯也要比圓管和橢圓管多。螺旋式冷凝管周圍所形成的溫度梯度平 均要比橢圓管及圓管的大，造成交變曲面的傳熱推動力平均要比圓管和橢圓管大，這就大 大增加了傳熱效率。本實用新型中的螺旋式冷凝管的交變曲面外表面扭曲，形成螺旋狀，增大了傳熱 面積。另外，由于其截面是一種典型的變截面，換熱管束之間形成連續(xù)的、不規(guī)則的螺旋形 通道，空氣在其中強制流動時會產(chǎn)生復雜的旋轉(zhuǎn)物流分離與混合并存的強擾動現(xiàn)象，在壁 面形成二次環(huán)流，使得部分流體在某些地方直接沖刷壁面，大幅度地減薄了邊界壓力。管束 中的流體經(jīng)過相鄰管子的接觸點時形成脫離管壁的尾流，同樣增強了流體的湍流程度，破 壞了流體在管壁上的邊界層，減少了熱阻，增大了溫度梯度，提高了傳熱推動力，強化了傳 熱作用。本實用新型的螺旋式冷凝管作為蒸發(fā)式冷凝器的主體，冷凝系統(tǒng)性相對于以往的 圓形和橢圓形冷凝管具有以下顯著特點1、螺旋式冷凝管表面可雙面濕潤并增加水膜覆蓋率，克服現(xiàn)有管形容易形成“干 斑”的缺點，減緩結(jié)垢速度，同時由于螺旋狀通道的導向和應力作用，水膜容易成膜和脫落， 可加快水膜更新速率，減小水膜厚度，并增大水膜湍動程度；2、螺旋式冷凝管間空氣不斷變化流向，以較小的流量即保持較高的流速，增大傳熱傳質(zhì)的劇烈程度，而且由于局部速度區(qū)和流體分布的合理化，熱傳導更加均衡，流體流動 路線加長也可使熱質(zhì)交換更充分；3、采取螺旋管與直管交替出現(xiàn)，螺旋管段可加快制冷劑蒸汽的制冷過程，直管平 穩(wěn)段則有利于冷凝液分離；4、通過換熱管傾斜排列和盤管組模塊化減少流阻。影響蒸發(fā)式冷凝器換熱性能的因素有很多，象水噴淋密度和溫度，進風口的正壓 迎面送風量，出風口的負壓軸流風機的排風量及濕球溫度等都可以影響蒸發(fā)式冷凝器換熱 性能?，F(xiàn)有的蒸發(fā)式冷凝器的總傳熱傳質(zhì)系數(shù)一般會隨冷卻水的噴淋密度和迎面風速增大 而增大，當噴淋密度增加至0. 05kg/ (m · s)、迎面風速增加為3. Om/s時，總的傳熱傳質(zhì)系數(shù) 會趨于恒定，這時的工況也就是蒸發(fā)式冷凝器的最佳換熱工況。改變噴淋密度和風速對提高蒸發(fā)式冷凝器的換熱性能有一定的關系，但這并沒有 體現(xiàn)出蒸發(fā)式冷凝器自身的節(jié)能省耗的作用。本實用新型采取噴淋水與制冷系統(tǒng)低溫回氣 總管的熱交換，以降低噴淋水的溫度為目的，并達到過熱蒸發(fā)器的回氣溫度，使返回活塞式 壓縮機氣缸的制冷劑完全汽化，杜絕了活塞式制冷壓縮機的由于回氣中帶液所造成的液擊 故障的發(fā)生，同時過冷制冷劑的排氣溫度，使整個制冷系統(tǒng)處于節(jié)能狀態(tài)。冷凝溫度每降低 一度，壓縮機的運行能耗可以降低2% 5%，本實用新型的優(yōu)化設計與現(xiàn)有的蒸發(fā)式冷凝 器相比，可以使冷凝溫度降低5 8°C，尤其應用大型低溫制冷系統(tǒng)，節(jié)能效用不可估量。本實用新型主要包括直聯(lián)式抽風機、噴淋水管嘴、高壓進氣管、過熱回氣管、冷凝 盤管、高壓出液管、低壓進氣管、進風口、熱交換填料層、上水管、循環(huán)水泵、過濾器、過濾篩 網(wǎng)、水箱、檢修通道、過熱管組。冷凝制冷劑的噴淋水從水箱的循環(huán)水中，由循環(huán)水泵抽取， 經(jīng)上水管到噴淋水管嘴，將冷卻水均勻連續(xù)的噴淋在過熱管組的表面上形成水膜覆蓋層 后，對過熱管組中由蒸發(fā)器返回流經(jīng)低壓進氣管的低溫汽液混合態(tài)的制冷劑過熱。由于熱 交換，流經(jīng)過熱回氣管的冷卻水被降溫冷卻，流至到對由壓縮機進入冷凝盤管中的高溫高 壓氣態(tài)制冷劑進行冷卻，噴淋水在冷凝盤管中的螺旋式冷凝管曲率較大的頂端面很容易附 著并形成水膜，且使空氣很容易包裹住水膜而形成管表面雙面濕潤，增加了水膜覆蓋率，其 效果比目前現(xiàn)有的橢圓管及圓管在交變曲面的波紋迎風面背后的渦流要明顯，周圍所形成 的溫度梯度平均值也加大，造成交變曲面的傳熱推動力加大，這就大大增加了傳熱效率。冷 卻噴淋水流經(jīng)PVC熱交換填料層，通過進風口的進風橫流過PVC熱交換填料層，冷卻水的溫 度再次降低，并進入水箱，經(jīng)過濾篩網(wǎng)、過濾器，再由循環(huán)水泵進入上水管繼續(xù)循環(huán)運行。直 聯(lián)式抽風機將蒸發(fā)式冷凝器箱體內(nèi)含有高壓高熱制冷劑的冷凝盤管進行熱交換所產(chǎn)生的 濕熱蒸汽抽出去，并通過檢修通道，對所蒸發(fā)掉的水份和設備的運行情況做定期的檢查。其 中冷凝盤管上端的高壓進氣管口與壓縮機的排氣口連接，冷凝盤管下端的高壓出液管口與 節(jié)流裝置連接?；貧膺^熱裝置的結(jié)構(gòu)由低壓進氣管通過過熱回氣集管連接多根相通的過熱回氣 管排列組成，過熱回氣管上端的過熱回氣集管的出口與壓縮機汽缸的回氣口連接，使過熱 后的氣態(tài)制冷劑進入壓縮機，過熱回氣集管下端的排污口可以定期排除油污。由于噴淋水 管嘴流出的冷凝水與過熱回氣管中的低溫劑產(chǎn)生熱交換，使冷凝水的溫度在被冷卻后有助 于的冷卻冷凝盤管中的高溫制冷劑，而且過熱回氣管中未被汽化的制冷劑得到了充分的汽 化。
權(quán)利要求1. 一種蒸發(fā)式冷凝器，包括直聯(lián)式抽風機(1)、噴淋水管嘴O)、高壓進氣管(3)、過 熱回氣管G)、冷凝盤管(5)、高壓出液管(6)、低壓進氣管(7)、進風口(8)、熱交換填料層 (9)、上水管(10)、循環(huán)水泵(11)、過濾器(12)、過濾篩網(wǎng)(13)、水箱(14)、檢修通道(15)、 過熱管組(16)，其特征是冷凝盤管( 包括螺旋式冷凝管(19)，螺旋式冷凝管(19)的管 外緣為螺旋線點接觸，管束之間為連續(xù)的螺旋形通道，螺旋式冷凝管(19)的頂端面曲率大 于其他部位，螺旋式冷凝管(19)的交變曲面外表面扭曲，形成螺旋狀，螺旋式冷凝管(19) 的截面為變截面。
專利摘要一種熱交換效率高的蒸發(fā)式冷凝器，包括直聯(lián)式抽風機、噴淋水管嘴、高壓進氣管、過熱回氣管、冷凝盤管、高壓出液管、低壓進氣管、進風口、熱交換填料層、上水管、循環(huán)水泵、過濾器、過濾篩網(wǎng)、水箱、檢修通道、過熱管組，冷凝盤管包括螺旋式冷凝管，螺旋式冷凝管的管外緣為螺旋線點接觸，管束之間為連續(xù)不規(guī)則的螺旋形通道，螺旋式冷凝管的頂端面曲率大于其他部位，螺旋式冷凝管的交變曲面外表面扭曲，形成螺旋狀，螺旋式冷凝管的截面為變截面。本實用新型通過改變冷凝管的結(jié)構(gòu)形式，改變蒸汽的流動和水膜覆蓋，增大換熱效率，通過增加制冷管路的回氣過熱與冷凝水的相互熱交換，提高蒸發(fā)式冷凝器節(jié)能優(yōu)化。
文檔編號F25B39/04GK201837150SQ20092027716
公開日2011年5月18日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者翟百強 申請人:棗莊冰先制冷設備有限公司