[實用新型]一種蒸發?冷卻解耦型換熱裝置

有效

• 申請號: 201720943661.7
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN207163257U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王隨林;劉貴昌;李成
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學;大連理工大學
• 主分類號: F28C1/14
• 分類號: F28C1/14;F28F25/02;F28F25/10;F28F25/08;F28F27/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本實用新型涉及一種換熱設備，尤其涉及一種蒸發-冷卻解耦型換熱裝置，可廣泛用于化工、能源、輕工業等領域的冷卻用換熱裝置。

背景技術

我國傳統能源產業不斷從粗放型向集約型發展，實施創新驅動發展戰略，不斷實現用能設施技術升級，進一步強調了對化石能源的清潔、高效利用。在這個背景下，傳統能源、化工領域的唯一出路是淘汰陳舊落后設備，并通過科技創新開發出高性能指標的換熱裝置，以降低我國能源、資源消耗。因此，在大型輕油改質、工藝分餾、廢氣余熱利用、煙氣凈化等方面需進行用能裝置革新。同時，我國的水資源短缺、水污染嚴重、水資源利用率低且被嚴重浪費等問題仍舊嚴重。其中，能源、化工對水問題的影響越發凸現，水資源的利用和保護顯得越發重要，所以傳統的換熱設備如開式水冷換熱裝置在不斷遭到淘汰，企業更傾向選擇緊湊式、高能效和清潔型的換熱裝置，并降低對水資源浪費。當前階段的替代方案可歸結為兩種：一是采用直接空冷技術或管殼式換熱器與冷卻塔組合的閉式循環系統；二是利用濕式空冷技術。方案一主要將閉式循環系統導出的廢熱經由干式空冷塔導出到大氣中，但其應用條件受大氣環境限制，如在南方環境溫度較高的地區，該技術方案經濟性較差；與方案一相比，方案二能有效降低投資成本40％以上，但傳統濕式空冷技術的缺點是：循環水量大，泵和風機功耗多，同時存在霧化噴淋裝置易于堵塞、老化，維修頻繁等問題。

換熱裝置是熱能利用的核心部件，為了增加對環境保護和強化資源優化配置，我國對換熱裝置的升級改造需求強烈，尤其在我國能源產業的結構升級中，對節能、環保、清潔越來越重視，要實現制造業和化工生產業穩健發展，則離不開換熱裝置的技術升級。

實用新型內容

針對現有技術中冷卻裝置的換熱效率低、運行費用高等缺點，本實用新型提出一種蒸發-冷卻解耦型換熱裝置，一方面將換熱性能較低的蒸發和冷卻過程進行解耦，達到深度冷卻，實現高效蒸發換熱，另一方面減少用水量和蒸發冷卻裝置的運行功耗。

本實用新型的技術方案如下：

一種蒸發-冷卻解耦型換熱裝置，其特征在于：該裝置包括布水總管、多根布水支管、多根換熱管、料網、集水箱、集水槽、循環水箱、水泵和引風機；所述的布水總管和多根布水支管水平布置，每根布水支管的一端嵌入到布水總管內，每根布水支管的底部開有一排側壁小孔，在每個側壁小孔上嵌有溢流管，在溢流管的下部水平布置至少兩排換熱管，且在豎直方向上相鄰換熱管之間通過料網連接，形成多排多列的換熱管組，最下排換熱管底部的料網與集水箱相連通；在集水箱下部設有集水槽，該集水槽通過疏水管與循環水箱連接，在所述的疏水管上配有疏水閥，所述循環水箱通過供水管和水泵與布水總管的入口連接；所述引風機設置在換熱管組一側。

本實用新型的另一技術特征是：在所述引風機與換熱管組之間設置折流板。

本實用新型的又一技術特征是：該裝置還包括液封溢流管，液封溢流管的一端與集水槽的側壁相連，液封溢流管的另一端與循環水箱相連。

優選地，所述相鄰換熱管在豎直方向的間距為3cm-50cm。

優選地，在所述的集水箱的底部配有集水箱排污管和集水箱排污閥。

本實用新型所述的溢流管由擴展管段和直管段組成，直管段的直徑為2mm-25mm；擴展管段的擴展角為10-70°，在所述的直管段上布置連通孔。

本實用新型所述的料網由料網骨架和由料網絲編織而成的篩網芯組成，篩網芯為豎條料網、矩形料網或菱形料網，篩網芯的網孔水力直徑范圍為3mm-30mm。

本實用新型所述的換熱管為圓管、扁管、鋁帶管或橢圓管。

本實用新型的技術特征還在于：在水泵和布水總管入口之間的供水管上配有泵前閥、壓力表、流量計、溫度計和泵后閥。在所述的循環水箱底部安裝有液位計和循環水箱排污管，在循環水箱排污管上設有循環水箱排污閥。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及突出性的而技術效果：(1)與傳統蒸發冷卻技術相比，本實用新型將蒸發冷卻進行了解耦，通過獨立的蒸發過程，實現了水膜的深度過冷，有效地改善了冷卻熱媒的能力，提高了裝置的換熱性能；(2)為強化換熱，傳統的列管式換熱器選擇阻力較大的錯排布置換熱管方式，本實用新型可優選順排布置換熱管方案且在同負荷下采用低流速氣流，降低了空氣的流動阻力及風機功耗；(3)與傳統的豎向的降膜流動相比，本實用新型采用氣流水平流動且流速較低、水膜豎直重力流動的技術方案，有效地降低了循環水的流動阻力，降低了泵功耗。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種蒸發-冷卻解耦型換熱裝置的結構原理示意圖。