[發明專利]蒸發式冷卻裝置

在審

• 申請號: 201110368879.1
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103123187A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 彭兆春;李雅
• 申請（專利權）人: 浙江萬亨機械制造有限公司
• 主分類號: F25B39/04
• 分類號: F25B39/04;F28D5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及換熱器領域，特別是涉及一種蒸發式冷卻裝置。

背景技術

冷卻裝置例如冷凝器是制冷系統主要的熱交換設備之一，其作用是將壓縮機排出的高溫、過熱蒸氣冷卻成液態制冷劑。根據冷卻介質和冷卻方式的不同，常用的冷凝器一般可分為水冷式(又分為殼管式、套管式、沉浸式等)、空氣冷卻式(或稱風冷式)及蒸發式(制冷劑在管內冷凝，管外同時受到水及空氣的冷卻)三種。

與前兩種冷凝器相比，蒸發式冷凝器具有節水、節電和結構緊湊、占地面積小等優點，其循環水流量僅為水冷式冷凝器的10％，水泵的能耗也明顯降低。因此，從20世紀70年代起，國際上發達國家開始用蒸發式冷凝器代替傳統的水冷式冷凝器，并廣泛應用于電力、化工、鋼鐵、食品等工業部門。

蒸發式冷凝器的工作原理如圖1所示，冷卻水由噴淋水泵107送至冷凝盤管108的上方，經噴淋設備102噴淋至冷凝管組外表面形成水膜往下流動，由于水膜中部分水蒸發時吸收熱量而使管內高溫、高壓的制冷劑蒸氣冷凝成液體。空氣則由箱體109下方的進風口105進入，沿冷凝管組的下部向上流動，并將冷凝盤管108外的水蒸氣帶走。未蒸發的水仍返回至箱底水池106中，依此循環工作。同時，頂端的鼓風機101維持冷凝器上部的負壓狀態，促使空氣向上流動，強化冷卻效果。

然而，傳統的蒸發式冷凝器存在一些難以克服的技術缺陷。

首先，冷凝盤管108為了保持其強度，必須具有足夠的壁厚，這樣在對管子進行彎曲加工時，彎頭部分必須具有一定的彎轉半徑，這就使得加工完成的冷凝盤管108的尺寸會非常大。而為了適應冷凝盤管108的較大尺寸，噴淋水泵107、鼓風機101、噴淋設備102以及冷凝器的整體尺寸也都需要相應增大，從而造成最終產品的尺寸和質量都非常大。這不僅僅會造成原材料的大量浪費，而且由于蒸發式冷凝器常常需要吊裝到高處，例如建筑物的頂端，因此也造成安裝成本的大幅度提升。

其次，在噴淋的水流沿著管壁流下的過程中，在冷凝盤管108的管壁下表面上會存在靜止的水滴，很容易生成水垢，從而大大影響盤管的換熱效率。另一方面，由于各個管子之間的間隙非常有限，而且無論如何設計管子的排布，都必然會形成沖洗的死角，因此，對冷凝盤管108表面水垢和污漬進行沖洗和清理變得非常困難。通常的做法是，將各排冷凝盤管108從整臺冷凝器上拆下來，清洗完成后再將這些冷凝盤管108安裝回去。由于如全文所述，蒸發式冷凝器常常需要吊裝到高處，這就使得設備的維護成本變得非常高，也限制了蒸發式冷凝器的使用。

除了上面舉例所提到的蒸發式冷凝器以外，常見的蒸發式冷卻裝置還包括閉式冷卻塔。傳統的閉式冷卻塔的熱交換主體結構與蒸發式冷凝器相似，也采用的是類似于盤管的結構，因此也會存在上述技術問題。

發明內容

本發明的目的就是要通過提供一種新型的蒸發式冷卻裝置來解決上述技術問題。

根據本發明的一個方面，提供一種蒸發式冷卻裝置，包括箱體和位于所述箱體中的換熱器組件、風機、噴淋系統。其中，噴淋系統位于換熱器組件上方，用于向換熱器組件的外表面噴灑冷卻液，風機位于噴淋系統的上方，用于將經過換熱器組件的冷卻液蒸氣排出箱體，此外，換熱器組件包括若干個夾層換熱板，夾層換熱板具有內部空間，以供制冷劑在其中流動，其周緣密封，并且在密封的周緣上包括供制冷劑流入和流出的制冷劑入口和出口。其中的冷卻液包括水。另外，需要注意的是，這里所說的風機位于噴淋系統的上方是指風機的高度高于噴淋系統，而非指必須位于噴淋系統的正上方。事實上，如下文所述，風機位于噴淋系統側上方的技術方案正是本發明的優選實施方式之一。

可選地，夾層換熱板大致沿著平行于從換熱器組件到風機的方向設置。這樣的設置可以使得來自于風口的氣流順暢地從夾層換熱板的表面流過而無阻礙，從而提高換熱的效率。而如果像傳統的盤管冷凝器中盤管的布置方式一樣，將夾層換熱板橫向于換熱器組件到風機的方向布置，那么將大大影響氣流流動，從而使得換熱效率大大降低。

可選地，夾層換熱板包括兩塊金屬薄板，周緣具有焊接部分。

可選地，兩塊金屬薄板之間包括若干個結合點。進一步地，這些結合點可以均勻分布，或采用其它的分布形式。再進一步地，這些結合點可以包括焊接部分，例如通過點焊機或者激光焊機形成。

可選地，制冷劑的入口可以高于出口，這樣便于制冷劑冷凝后流出。

可選地，在換熱器組件的下方，還可以設置有填料塔。

其中，蒸發式冷卻裝置可以是蒸發式冷凝器，也可以是閉式冷卻塔。

附圖說明