一種帶填料耦合盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組的製作方法

2023-06-14 19:13:26 1

專利名稱：一種帶填料耦合盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調設備領域，特別涉及一種盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組。
背景技術：
採用蒸髮式冷凝器向室外空氣中放熱並應用於冷水機組中，是實現高效、穩定製冷的重要途徑，與水冷式冷凝器和風冷式冷凝器相比，其換熱效率高，具有顯著的節能減排前景。現階段市場上冷水機組中所用的蒸髮式冷凝器用盤管是橫向盤管，通過對盤管外表面採用噴淋水進行冷卻，並利用循環的噴淋水使空氣蒸髮帶走熱量。由於冷卻風向垂直於盤管(即冷卻風從每個換熱管片所形成的平面空間穿過，並與換熱管的直管段垂直)，盤管會存在迎風面和背風面，在背風面缺乏空氣對流換熱，降低了盤管換熱效率。另一方面，由於橫向盤管有效換熱面積小，所配盤管長度則需加大，同時由於傳統橫向盤管的管與管之 間錯位布置，沒有機械清洗的操作空間，亦存在難清洗的缺點。因此，橫向盤管的不足極大地限制了蒸髮式冷凝器在冷水機組中的應用。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種可提高換熱效率的盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組。本實用新型的目的通過下述技術方案實現一種帶填料耦合盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組，包括壓縮機、蒸髮式冷凝器、節流裝置和蒸發器；所述蒸髮式冷凝器包括盤管換熱器、風機、布水器和集水池；所述盤管換熱器由多個換熱管片通過進口集管和出口集管連接組成；所述換熱管片包括盤管和填料，所述盤管設有至少一片用於引導噴淋冷卻水從上層換熱管流向下層換熱管的填料。優選地，所述盤管縱向設置，即所述風機吹入的冷卻風沿所述盤管的直管段的大致長度方向流動。進一步地，所述盤管的換熱管S形彎折，所述填料設置於相鄰的所述換熱管之間，以將所述換熱管連成一片連續的水流面。進一步地，相鄰所述換熱管的直管段相互平行，相鄰所述換熱管的直管段的管間距相同，或者管間距從位於先接受噴淋冷卻水的上層至後接受噴淋冷卻水的下層逐漸變小。進一步地，所述換熱管的直管段具有沿管內液體流動方向的向下坡度。還可以選擇，所述盤管的換熱管S形彎折，一片或多片所述填料設置在所述換熱管形成的平面空間內，且與所述換熱管相互配合地固接，連續覆蓋於多個所述換熱管的至少一部分表面。進一步地，所述壓縮機的排氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管連接，蒸髮式冷凝器的液體管通過節流裝置與蒸發器的液體管連接，蒸發器的氣體管與壓縮機的吸氣口連接，所以冷水機組具有製冷循環模式。[0012]進一步地，所述壓縮機的排氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管連接，蒸髮式冷凝器的液體管通過節流裝置與蒸發器的液體管連接，蒸發器的氣體管與壓縮機的吸氣口連接，所述冷水機組設置有第一製冷閥、第二製冷閥、第一熱泵閥和第二熱泵閥；第一製冷閥設置在壓縮機的排氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上，第二製冷閥設置在壓縮機的吸氣口與蒸發器的氣體管的連接管路上，第一熱泵閥設置在壓縮機的排氣口與蒸發器的氣體管的連接管路上，第二熱泵閥設置在壓縮機的吸氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上；所以冷水機組具有製冷循環模式和熱泵循環模式；所述第一製冷閥、第二製冷閥、第一熱泵閥和第二熱泵閥為電動閥或手動閥。進一步地，所述壓縮機的排氣口設有第一換向閥，壓縮機的吸氣口設有第二換向閥；第一換向閥的兩個出口分別與蒸髮式冷凝器的氣體管和蒸發器的氣體管連接，第二換向閥的兩個進口分別與蒸髮式冷凝器的氣體管和蒸發器的氣體管連接；所述第一、第二換 向閥為電動或手動二位三通換向閥。進一步地，所述冷水機組設置有四通換向閥，四通換向閥的四個接口分別與壓縮機排氣口、蒸髮式冷凝器的氣體管、蒸發器的氣體管和壓縮機的吸氣口連接。本實用新型的工作原理當製冷循環模式時，製冷劑經壓縮機壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由製冷系統管道進入蒸髮式冷凝器，經過蒸髮式冷凝器後，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，並經節流裝置形成低溫低壓液體進入蒸發器中與冷凍水進行熱交換，製取冷水，然後在蒸發器中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機吸走，完成製冷循環模式；當熱泵循環模式時，製冷劑經壓縮機壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由製冷系統管道進入蒸發器，與低溫熱水進行熱交換，製取高溫熱水，同時，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，並經節流裝置形成低溫低壓液體進入蒸髮式冷凝器，然後在蒸髮式冷凝器中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機吸走，完成熱泵循環模式。本實用新型相對於現有技術具有如下的優點及效果I、本實用新型採用填料耦合縱向蛇形盤管蒸髮式冷凝器，取代傳統的風冷和水冷方式，可進一步提聞換熱效率；2、採用縱向盤管，冷卻風向與盤管長度方向一致，不存在迎風面和背風面，減少換熱盤管表面迎風面、背風面及幹點，減少換熱盤管結垢風險；3、縱向盤管兩端彎頭置於氣流和冷卻水播灑空間內，提高盤管有效利用面積；4、使用本蒸髮式冷凝器清潔容易，維護較為方便，使用成本較低；5、本實用新型中的蒸髮式冷凝器採用填料耦合縱向蛇形盤管，使冷卻水流經上層換熱管表面後在填料的引導下流向下層換熱管表面，實現引導播水，減少冷卻水在換熱管底部的停留，減少冷卻水在冷卻空氣的吹動下向後漂移或飛水的現象，同時增大冷卻水蒸發換熱表面積，達到提高換熱效率、減少換熱管使用量的作用。

圖I是本實用新型冷水機組的製冷循環模式的原理示意圖；圖2是本實用新型冷水機組的原理示意圖；圖3是本實用新型冷水機組的熱泵循環模式的原理示意圖；圖4是本實用新型冷水機組採用二位三通換向閥的原理示意圖；[0026]圖5是本實用新型冷水機組採用四通換向閥的原理示意圖；圖6是本實用新型蒸髮式冷凝器實施例一的結構示意圖；圖7是本實用新型蒸髮式冷凝器的A-A局部剖面示意圖；圖中可示換熱器的結構；圖8是本實用新型蒸髮式冷凝器實施例一中的換熱管片的結構示意圖；圖9是本實用新型蒸髮式冷凝器實施例一中的換熱管片的剖視圖；剖視方向對應於圖9的A-A向；圖10是本實用新型本實用新型蒸髮式冷凝器實施例一中另一種換熱管片的剖視圖；剖視方向對應於圖9的A-A向；圖11是本實用新型蒸髮式冷凝器實施例二的結構示意圖；圖12是本實用新型蒸髮式冷凝器實施例二中的換熱管片的結構示意圖；圖13是圖7中所示換熱管片的A-A向剖視圖；圖14是本實用新型蒸髮式冷凝器的盤管的另一種結構示意圖；圖15是本實用新型蒸髮式冷凝器的盤管的另一種結構示意圖；圖16是本實用新型蒸髮式冷凝器實施例三的剖面示意圖；圖17是本實用新型將冷凝器風機放置在換熱器前部的結構示意圖；圖18是本實用新型將冷凝器風機垂直放置的結構示意圖；圖19是本實用新型將冷凝器風機垂直放置並採用雙組換熱器的結構示意圖；圖20是本實用新型將冷凝器風機垂直放置並採用雙組換熱器的另一結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限於此。實施例I圖I示出了本實用新型冷水機組的製冷循環模式的原理示意圖，由圖I可見，本冷水機組包括壓縮機I、蒸髮式冷凝器2、節流裝置3和蒸發器4 ;所述壓縮機的排氣口 7與蒸髮式冷凝器的氣體管2a連接，蒸髮式冷凝器的液體管2b通過節流裝置與蒸發器的液體管4a連接，蒸發器的氣體管4b與壓縮機的吸氣口 8連接。該蒸髮式冷凝器2採用了填料耦合的縱向設置的盤管，在此先不做詳細描述。本實用新型的工作原理製冷劑經壓縮機I壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由製冷系統管道進入蒸髮式冷凝器2，經過蒸髮式冷凝器2後，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，並經節流裝置3形成低溫低壓液體進入蒸發器4中與冷凍水進行熱交換，製取冷水，然後在蒸發器4中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機I吸走，完成製冷循環模式；實施例2圖2示出了本實用新型冷水機組的原理示意圖，與實施例I相比較，其不同之處在於，所述冷水機組設置有第一製冷閥9、第二製冷閥10、第一熱泵閥11和第二熱泵閥12 ；第一製冷閥9設置在壓縮機的排氣口 7與蒸髮式冷凝器的氣體管2a的連接管路上，第二製冷閥10設置在壓縮機的吸氣口 8與蒸發器的氣體管4b的連接管路上，第一熱泵閥11設置在壓縮機的排氣口 7與蒸發器的氣體管4b的連接管路上，第二熱泵閥12設置在壓縮機的吸氣口 8與蒸髮式冷凝器的氣體管2a的連接管路上。所以冷水機組具有製冷循環模式和熱泵循環模式。同樣，該蒸髮式冷凝器2採用了填料耦合的縱向設置的盤管。本實用新型的工作原理當熱泵循環模式時，如圖3所示，此時打開第一熱泵閥11和第二熱泵閥12，關閉第一製冷閥9和第二製冷閥10，製冷劑經壓縮機I壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由製冷系統管道進入蒸發器4，與低溫熱水進行熱交換，製取高溫熱水，然後高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，並經節流裝置3形成低溫低壓液體進入蒸髮式冷凝器2，然後在蒸髮式冷凝器2中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機I吸走，完成熱泵循環模式。實施例3圖4示出了本實用新型冷水機組採用二位三通換向閥的原理示意圖，與實施例I相比較，其不同之處在於，所述壓縮機I的排氣口 7設有第一二位三通換向閥13，壓縮機的吸氣口 8設有第二二位三通換向閥14 ;第一二位三通換向閥13的兩個出口分別與蒸髮式·冷凝器的氣體管2a和蒸發器的氣體管4b連接，第二二位三通換向閥14的兩個進口分別與蒸髮式冷凝器的氣體管2a和蒸發器的氣體管4b連接。同樣，該蒸髮式冷凝器2採用了填料耦合的縱向設置的盤管。實施例4圖5示出了本實用新型冷水機組採用四通換向閥的原理示意圖，與實施例I相比較，其不同之處在於，所述四通換向閥15的四個接口分別與壓縮機的排氣口 7、蒸髮式冷凝器的氣體管2a、蒸發器的氣體管4b和壓縮機的吸氣口 8連接。同樣，該蒸髮式冷凝器2採用了填料耦合的縱向設置的盤管。對於上述實施例中所使用的蒸髮式冷凝器2，下面進行詳細說明。圖6、圖7示出了本實用新型蒸髮式冷凝器2的結構，包括盤管換熱器、風機21、水泵22、布水器23、集水池24和框架25 ;所述換熱器由多個蛇形盤管形成的換熱管片通過進口集管28和出口集管29連接組成。每個換熱管片包括縱向蛇形(S形)盤管26和填料27，填料設置在蛇形盤管形成的平面空間之間，填料和盤管形成一個緊密配合的結構，即兩者耦合連接，形成管片結構。盤管縱向設置，即所述風機吹入的冷卻風沿所述盤管的直管段的大致長度方向(兩者並不需要完全平行)流動；基本上就是冷卻風從每個換熱管片所形成的平面空間平掃過，所述盤管7設有至少一片用於引導噴淋冷卻水從上層換熱管流向下層換熱管的填料8。其中，蛇形盤管26由換熱管連續S形彎曲而成，其中換熱管261的直線段大致基本平行。該盤管26也可以採用可安裝填料並適用於蒸發冷凝器內的其它形狀。蛇形盤管26的換熱管可以採用銅管、不鏽鋼管或鍍鋅鋼管等，其內部流道的截面形狀為圓形、橢圓形、螺旋形、波紋形和橄欖形等形狀。作為本領域人員可以理解的是，蛇形盤管26內外表面可以採用光滑表面，優選採用設有內、外螺紋的強化傳熱表面，同時所述蛇形盤管外表面設有親水或防腐塗層。每個蛇形盤管均設有流道的入口及出口。圖8、9示出了換熱管片的結構，換包括盤管26和填料27，具有由一片填料27與盤管26形成連續耦合連接的結構。如圖中所示，該一片的填料對應相應位置盤管的換熱管261，設有相當數量與之大小配合的多條凹槽271，以用於容置換熱管。安裝時，只需將一片填料以卡合方式直接貼合於蛇形盤管的換熱管表面即可，當然也可以輔助有其它的固定連接。安裝後，上述一片填料27將盤管26的換熱管的一側表面全部覆蓋。填料27由但不限於橡塑(PVC、PP、PE等)、紙質或鋁箔、銅箔等金屬材料製成。填料27可以是一片表面平滑的平板填料，也可以是一片單向或多向的波紋型填料；其截面形狀可以是波浪形、矩形或長圓形，其中優選填料的單側或雙側形成有波浪形凸凹表面，以利於噴淋冷卻水的流動，並增加冷卻水在填料表面的停留時間，也相應增加了蒸發換熱面積。作為優選，還可採用另一種填料與盤管的配合結構，該填料27為兩片，以卡合方式相對貼合在蛇形盤管的兩側表面而形成連續耦合的形式。該兩片填料27可以將盤管的換熱管261完成包裹住，也可以在兩片填料27的連接處留有一定的縫隙，如圖10中所示，該縫隙可使一部冷卻水流經換熱管的表面。工作時，高溫流體經進口集管28進入蛇形盤管26，此時水泵22將集水池24中的低溫水輸送到蛇形盤管頂部的布水器23，經噴嘴噴淋到蛇形盤管的外表面形成很薄的水 膜，與此同時，風機21將溫度及相對溼度較低的風引入蒸髮式冷凝器所在空間，使其與換熱器和流經換熱器及填料27的冷卻水進行充分熱交換，水膜中部分水吸熱後蒸發，其餘落入集水池24，供水泵22循環用，同時高溫的流體被冷卻成低溫流體後從出口集管29流出。圖11-13中，本實用新型還可以提供了另一種填料結構的蒸髮式冷凝器，包括盤管換熱器、風機21、水泵22、布水器23、集水池24和框架25 ;所述換熱器由多個蛇形盤管形成的換熱管片通過進口集管28和出口集管29連接組成。每個換熱管片包括縱向蛇形(S形)盤管26和填料27，填料27設置於相鄰的換熱管的20之間，形成間隙耦合，即通過填料27填滿換熱管261之間的縫隙，以將所述盤管26與填料27連成一片連續的水流面。關於連接方式，盤管26和填料27之間可以通過焊接、卡合方式或連接件，將上述的填料27固定於與盤管26的換熱管之間。比如，連接件為綁繩F，在填料27的邊緣打一個或多個固定孔，用一根綁繩穿過固定孔，將其牢固地捆綁在相應的換熱管261上。如果盤管的換熱管為圓形管或橢圓形管，還可以選擇採用卡合方式，即將填料的邊緣設置成U型槽，以將盤管的換熱管穩妥地容置於其中。設置於相鄰換熱管之間的填料可以是一片，也可以是多片。該實施例中的盤管還可以採用其它結構，比如如圖14所示的換熱管片中，盤管26的換熱管261的直管段相互平行，其管間距從上層往下層逐漸縮小，相應地，換熱管261的彎曲段的曲率半徑也逐漸縮小，填料27的使用以及與盤管26的連接方式，可參照上述實施例。使用中，上層的換熱管261先接受噴淋冷水，然後從上至向下流至位於下層的換熱管261 ;當高溫製冷劑從進口進入而後從出口流出時，由於上一層的管內製冷劑溫度高於下一層的溫度，所以每經過上一層換熱管261的水溫升比經過下一層換熱管261的水溫升更高，故將上一層的填料27加長，用於延長填料27中冷卻水的換熱時間。該結構的盤管可降低下層換熱管與冷卻水的溫差，從而提高換熱管與冷卻水的換熱效果方面，更勝一籌。可以選擇地，圖15示出的盤管，盤管的換熱管261的直管段具有沿管內液體流動方向的向下坡度，該管內液體是高溫製冷劑。當高溫製冷劑從進口進入後，該製冷劑的流動是沿著向下坡度的方向，直至出口流出。由於換熱管261沿著流動的方向有一定的向下坡度，該盤管更為突出地降低了製冷劑從進口到出口的壓力降。為了獲得更多的冷卻水換熱面積，圖16示出了本實用新型另一個增加換熱填料的的冷凝器的剖面示意圖，所述換熱器中的蛇形盤管26之間、換熱器頂部或換熱器底部可設置有一片或多片填料27』。圖17、18示出了蒸髮式冷凝器將風機21放置在換熱器前部(進風口)和風機21垂
直放置。圖19示出了蒸髮式冷凝器將風機21垂直放置，冷凝器內設置有2組換熱器。圖20也示出了具有2組換熱器的蒸髮式冷凝器的另一種實現方式。本實施例中所採用的換熱器的換熱管不等長，即盤管的換熱管261的直管段長度從上一層到下一層逐漸增加，其中，上層的換熱管261先接受噴淋冷水，然後從上至向下流至位於下層的換熱管261。本實施例所提供的換熱管片更適於採用兩組換熱器的蒸髮式冷凝器。與圖19中所示實施例不同之處在於本實施例可以在冷凝器外形尺寸不變的情況下，通過改變換熱管261的直管段的長度來安裝更大尺寸和馬力的風機。其中，實線部分的風機21為採用了本實施例所提供的換熱管片，虛線部分的風機21』為圖19中所示的具有等長直管段的換熱管 的換熱管片。相比較而言，前者所使用的風機(實線)比後者所使用的風機(虛線)的尺寸更大，這樣可加大風量，從而提高換熱效果。值得注意的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並非因此限定本實用新型的專利保護範圍，本實用新型還可以部件進行材料和結構的改進，或者是採用技術等同物進行替換。故凡運用本實用新型的說明書及圖示內容所作的等效結構變化，或直接或間接運用於其他相關技術領域均同理皆包含於本實用新型所涵蓋的範圍內。
權利要求1.一種帶填料耦合盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組，包括壓縮機、蒸髮式冷凝器、節流裝置和蒸發器；所述蒸髮式冷凝器包括盤管換熱器、風機、布水器和集水池；所述盤管換熱器由多個換熱管片通過進口集管和出口集管連接組成；其特徵在於，所述換熱管片包括盤管和填料， 所述盤管設有至少一片用於引導噴淋冷卻水從上層換熱管流向下層換熱管的填料。
2.如權利要求I所述的冷水機組，其特徵在於，所述盤管的換熱管S形彎折，所述填料設置於相鄰的所述換熱管之間，以將所述換熱管連成一片連續的水流面。
3.如權利要求2所述的冷水機組，其特徵在於，相鄰所述換熱管的直管段相互平行，相鄰所述換熱管的直管段的管間距相同，或者管間距從位於先接受噴淋冷卻水的上層至後接受噴淋冷卻水的下層逐漸變小。
4.如權利要求2所述的冷水機組，其特徵在於，所述換熱管的直管段具有沿管內液體流動方向的向下坡度。
5.如權利要求1-4中任一所述的冷水機組，其特徵在於，所述盤管縱向設置，即所述風機吹入的冷卻風沿所述盤管的直管段的大致長度方向流動。
6.如權利要求I所述的冷水機組，其特徵在於，所述盤管的換熱管S形彎折；所述盤管縱向設置，即所述風機吹入的冷卻風沿所述盤管的直管段的大致長度方向流動；一片或多片所述填料設置在所述換熱管形成的平面空間內，且與所述換熱管相互配合地固接，連續覆蓋於多個所述換熱管的至少一部分表面。
7.如權利要求I中所述的冷水機組，其特徵在於，所述壓縮機的排氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管連接，蒸髮式冷凝器的液體管通過節流裝置與蒸發器的液體管連接，蒸發器的氣體管與壓縮機的吸氣口連接，所以冷水機組具有製冷循環模式。
8.根據權利要求I中所述的冷水機組，其特徵在於所述壓縮機的排氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管連接，蒸髮式冷凝器的液體管通過節流裝置與蒸發器的液體管連接，蒸發器的氣體管與壓縮機的吸氣口連接，所述冷水機組設置有第一製冷閥、第二製冷閥、第一熱泵閥和第二熱泵閥；第一製冷閥設置在壓縮機的排氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上，第二製冷閥設置在壓縮機的吸氣口與蒸發器的氣體管的連接管路上，第一熱泵閥設置在壓縮機的排氣口與蒸發器的氣體管的連接管路上，第二熱泵閥設置在壓縮機的吸氣口與蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上；所以冷水機組具有製冷循環模式和熱泵循環模式；所述第一製冷閥、第二製冷閥、第一熱泵閥和第二熱泵閥為電動閥或手動閥。
9.根據權利要求I所述的冷水機組，其特徵在於所述壓縮機的排氣口設有第一換向閥，壓縮機的吸氣口設有第二換向閥；第一換向閥的兩個出口分別與蒸髮式冷凝器的氣體管和蒸發器的氣體管連接，第二換向閥的兩個進口分別與蒸髮式冷凝器的氣體管和蒸發器的氣體管連接；所述第一、第二換向閥為電動或手動二位三通換向閥。
10.根據權利要求I所述的冷水機組，其特徵在於所述冷水機組設置有四通換向閥，四通換向閥的四個接口分別與壓縮機排氣口、蒸髮式冷凝器的氣體管、蒸發器的氣體管和壓縮機的吸氣口連接。
專利摘要本實用新型提供一種帶填料耦合盤管蒸髮式冷凝器的冷水機組，包括壓縮機、蒸髮式冷凝器、節流裝置和蒸發器；所述蒸髮式冷凝器包括盤管換熱器、風機、布水器和集水池；所述盤管換熱器由多個換熱管片通過進口集管和出口集管連接組成；所述換熱管片包括盤管和填料，所述盤管設有至少一片用於引導噴淋冷卻水從上層換熱管流向下層換熱管的填料，所述盤管縱向設置，即所述風機吹入的冷卻風沿所述盤管的直管段的大致長度方向流動。本實用新型可降低冷卻盤管冷卻水溫度、提高冷卻盤管冷卻水的布水覆蓋率，具有傳熱效率高的優點，其應用範圍廣，市場前景好。
文檔編號F25B13/00GK202675721SQ201220355459
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者李志明 申請人:廣州市華德工業有限公司