[實用新型]水膜重構板式蒸發冷卻器

有效

• 申請號: 201921967566.6
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN211626157U
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 于博;何葉從;石爾;張曉烽;趙萬東
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F28D5/02
• 分類號: F28D5/02;F28F25/08
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 廉振保

本實用新型提供一種水膜重構板式蒸發冷卻器，包括布水系統、水膜重構系統、換熱系統、水膜重構系統支架、換熱系統支架和安全附件構成，所述布水系統包括吸水口、水泵、第一布水器、第二布水器、第三布水器和儲水槽，所述水膜重構系統包括初水膜形成裝置，第一水膜重構裝置、第二水膜重構裝置，所述換熱盤管由多組并聯的單元盤管構成，在單元盤管高度方向上依次垂直布置初水膜形成裝置，第一水膜重構裝置、第二水膜重構裝置，噴淋水由第一布水器噴出，經初水膜形成裝置，第一水膜重構裝置和第二水膜重構裝置，在水膜重構板式蒸發冷卻器表面形成均勻、完整水膜，實現高效換熱。

技術領域

本實用新型提供一種水膜重構板式蒸發冷卻器，屬換熱器領域，旨在解決高速氣流下，蒸發冷卻器表面水膜均勻性、完整性差導致換熱效率低的問題。

背景技術

現有蒸發冷卻器多采用在換熱盤管頂部布水，由于表面張力和粘滯力的作用，蒸發冷卻器表面水膜的均勻性、完整性都不夠理想，局部甚至為干涸面，而且水膜表面飽和空氣壓力與主流空氣中水蒸氣分壓力差是蒸發冷卻器傳熱傳質過程推動力，傳統的布水方式在蒸發冷卻器表面形成水膜時，大部分水滴與空氣直接作用，使得空氣濕度顯著增加，即空氣中水蒸氣分壓力增大，水膜與空氣的傳熱傳質推動力降低，空氣排熱能力未能充分利用，故蒸發冷卻器傳熱效率低。

針對現有蒸發冷卻器表面水膜均勻性、完整性較差的問題，申請人所在課題組提出利用“蒸發補水器 (ZL2009103003918)”在換熱器側面布水，顯著改善了水膜的均勻性和完整性，提高傳質推動力。但由于該蒸發補水器利用水滴由噴嘴高速噴出的反作用力推動裝置自動旋轉，壓縮空氣的壓力、空氣量非常大，且空氣壓力遠遠大于噴霧所需壓力，導致空氣壓縮機功率急劇增加，能源浪費嚴重。更嚴重的是，該布水裝置的旋轉體套裝在進水通道上，旋轉體與進水通道外壁構成空腔，通過軸承支撐旋轉體，因此，該裝置的運動部件與靜止部件的摩擦力、密封性與裝置推動力構成一系列互相制約的問題：1)如果要求密封性好，則裝置摩擦力急劇增大，推動裝置旋轉所需動力也急劇增大，空壓機功率劇增；2)如果要求密封性差，則泄漏嚴重，浪費大量壓縮空氣，也導致壓縮機所需電機功率增大；3)水或壓縮空氣中的微小雜質或裝置旋轉運動中產生的細金屬屑都能輕易卡在運動件與靜止件之間的縫隙中，使裝置頻繁停止旋轉，導致換熱器無法排熱，影響機組安全；4)布水器泄漏會使軸承的潤滑油濺至換熱器表面，嚴重削弱水膜的均勻性和完整性；5)壓縮空氣與水的過早接觸，使得空氣由水箱側泄漏，且將水壓回水箱而不得不把水泵壓力提高到和壓縮空氣壓力相近，遠遠大于霧化所需經濟壓力。

針對上述問題，申請人提出采用電動機提供旋轉動力，解決運行能耗大和運行不穩定等上述問題，并基于該方案開發了“旋轉布水器(ZL2011103411312)”、“兩側旋轉布水器空氣霧化輸配裝置 (ZL2013201382945)”、“兩側旋轉布水器壓力霧化輸配裝置(ZL2013201382945)”和“兩側旋轉布水間接蒸發冷卻器(ZL2013201383026)”等系列設備技術。該系列技術解決了“蒸發補水器(ZL2009103003918)”存在的所有問題，現現有蒸發冷卻器相比，性能提高了約80％，但空氣排熱能力利用率存在一個低于研究預期的極限值，在該極限值之后，無論如何強化水膜性能，換熱效率都不再提高，某些情況下甚至還降低 (國家自然科學基金項目：51406015)，其原因在于：1、兩側布水在顯著改善水膜性能、強化水膜與壁面換熱的同時，噴淋水液滴仍然在一定程度上削弱空氣的潛熱交換能力，部分霧化的液滴與空氣直接進行熱質交換，未參與排除蒸發冷卻器內部高溫介質的熱量，空氣的排熱能力未能得到最大限度的利用；2、水膜與壁面的換熱系數太小，需要進一步強化水膜與壁面的換熱。