[發明專利]一種管內滲流蒸發式冷凝裝置

有效

• 申請號: 202010847813.X
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112013573B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張偉;孟慶瑤;呂心力;張家琪;劉東喜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25B39/04
• 分類號: F25B39/04;F28D7/16
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉丹舟

本發明涉及一種管內滲流蒸發式冷凝裝置，包括換熱管組、上蓄水池、下蓄水池及風機，換熱管組設置在上蓄水池和下蓄水池之間，在上蓄水池和下蓄水池之間設置有蒸發水循環泵，風機設置在上蓄水池上部。蓄水池與換熱器主體間由隔板隔離，形成工質流動的殼側腔體，換熱管內為滲流水貼壁下流，工質在管外流動，空氣與水在管內進行熱濕交換。換熱管高出上蓄水池水面，且不探入下蓄水池水面以下，換熱管下部與大氣連通，在風機的作用下可行成一個自下而上的空氣通道。本冷凝裝置可減少水泵的能耗，將被需要冷凝的工質換到管外殼側流動，相較于傳統蒸發式冷凝裝置大大減小流動阻力，還可大大減少工質泵消耗的能量，并且換熱管束更易于布置。

技術領域

本發明屬于能源綜合利用領域，涉及換熱器技術，尤其是一種管內滲流蒸發式冷凝裝置。

背景技術

利用中低溫地熱資源進行ORC地熱發電以及制冷、供暖是目前較好的節能手段，冷卻系統是制冷(熱泵)循環及ORC循環中的關鍵部分，目前應用較多的風冷與水冷式都由于其各自的缺點造成冷卻系統能耗過高。而蒸發式冷凝裝置利用了水與空氣的熱濕交換，由于是潛熱換熱，其換熱面積小、用水量小且節約能耗，較風冷和水冷式冷凝裝置具有顯著優點。現有的蒸發式冷凝裝置為工質在管內流動，外部噴淋水對其進行冷卻。

現有技術中傳統的蒸發式冷凝裝置工質是在管內流動，存在以下缺點：工質由乏汽變為液態比容變化較大，冷卻裝置布管較為困難；工質管內流動造成流動阻力加大，一般是殼側流動阻力的10倍左右，所以要保持循環工質流動，則不可避免的需提高工質側泵功，進而也增加了熱泵系統所需的能耗；而改變冷凝裝置結構會對換熱效率有影響，因此，現有的蒸發式冷凝裝置存在節能改進空間。

針對風冷、水冷式以及傳統蒸發式冷凝裝置的上述缺點，考慮到制冷循環中工質在流出冷凝裝置之后會進入節流裝置，節流裝置會完成降壓過程，因此冷凝裝置中工質側對壓降要求不高，同時盡可能降低冷凝裝置中工質阻力來減小泵功，從而提高蒸發式冷凝裝置換熱效率，進而提高熱泵循環效率，降低制冷及供暖過程中的能耗。本專利申請提出一種新型管內滲流蒸發式冷凝裝置，對傳統蒸發式冷凝裝置的結構進行改造，使得冷卻水在管內與空氣進行熱濕交換，提出了一種管內滲流的蒸發式冷凝裝置。

通過對現有公開專利文獻的檢索，發現以下幾篇技術相關公開專利文獻：

1、一種水預冷型蒸發式冷凝裝置(公開號：CN110006273B)：包括噴淋水機構、換熱盤管、第一脫水器、軸流風機和集水池，其中噴淋水機構、換熱盤管和集水池由上到下依次設置，軸流風機設置在噴淋水機構的側方，集水池通過循環水泵和噴淋水機構相連通，所述第一脫水器位于所述換熱盤管的朝向所述軸流風機的一側，換熱盤管的下方從上到下依次設置有若干個篩孔板，且所有篩孔板呈“之”字形分布，篩孔板上開設有若干個篩孔，篩孔板的側方設置有第二脫水器，且第二脫水器位于第一脫水器的下方。本發明提供一種水預冷型蒸發式冷凝裝置，在保證冷卻效果的同時簡化了冷凝裝置結構，安裝和維護都更為簡單。

2、一種蒸發式冷凝裝置(公開號：CN210663475U)：公開了一種蒸發式冷凝裝置，包括冷凝箱，所述的冷凝箱上方和左側設置有風扇，冷凝箱左側設置有風扇，對制冷劑和冷凝水進行輔助降溫，減少冷凝水蒸發的消耗，更加環保；所述的風扇下方設置有進水閥，所述的進水閥下方設置有空氣閥門，當設備長期工作時，冷卻水的溫度會升高，打開空氣閥門通入相對低溫的空氣進行降溫；冷卻水管連接有噴淋裝置，所述的噴淋裝置下方設置有制冷劑入口，所述的制冷劑入口連接有冷凝盤管。采用此設計結構，解決了長期工作時，冷凝裝置內部的冷卻水溫度過高，導致冷凝效果不佳的問題，噴淋水管為十字型結構，冷凝盤管為螺旋形結構，增大制冷劑的流動時間，增大換熱面積，提高冷卻效率。