帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組的製作方法

2023-07-14 23:11:36

專利名稱：帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調製冷設備，特別涉及一種帶填料的板管蒸髮式冷凝冷 水機組。
背景技術：
隨著空調的普及率日漸增大，空調業在近十幾年來得到飛速發展，但是空 調的普及給本來就緊張的供電設施帶來了巨大的壓力。據統計，以一棟辦公大
樓計，空調用電量佔全樓總用電量的35%,可見空調的運行費用非常巨大，所 以發展節能顯著的空調設備已成為空調業發展的趨勢。
目前，市場上流通的冷水機組主要是兩種形式 一是風冷式冷水機組；二 是水冷式冷水機組。風冷式冷水機組是直接利用室外空氣作為冷卻介質，由於 空調的製冷運行工況基本上都是氣溫較高的，節，這就決定了直接用空氣冷卻 時製冷效率較低，COP維持在2.0左右，可見採用這種冷凝方式的冷水機組耗 能量大，但由於風冷式冷水機組安裝方便，布置靈活，仍佔有大部分市場。水 冷式冷水機組是利用水作為冷卻介質，將製冷系統中排出的熱量帶到冷卻塔中， 然後利用冷卻塔將熱量排到大氣中，由於冷卻塔能把冷卻水降低到接近室外空 氣溼球溫度左右，這樣相對製冷系統來說具有很好的冷凝效果，使得水冷機組 製冷效率提高，COP可以達到3.8 4.0，但是水冷式冷水機組由於增加了冷卻 水系統，使得設備成本上升。同時，布置亦受到了一定的限制。而且，傳統的 冷卻塔為了達到散熱的目的，通常使用噴淋式播水器來實現均勻播水，這種方 式播出的水滴較細，同時由於冷卻水塔的風量較大，所以在運行中出現較大量 的"飛水"現象，細小的水珠在強風的作用下，直接飛出水塔，這種"飛水". 現象帶來的冷卻水損耗量佔了冷卻水塔耗水量的50%以上，而實際用來蒸發散 熱的水量反而不到50%。另外，現有的冷水機組在製冷的過程中會產生大量的 冷凝水，現有技術是將所產生的冷凝水直接排至下水道，由於冷凝水的溫度只 有10 15'C左右，所以冷量損失較大。
為了克服這一缺點，公開號為CN2729570的實用新型專利"全熱回收冷水機組"提供了一種能夠直接回收這些冷凝水用於輔助冷卻的冷水機組，它不但 可以降低冷卻水溫度，節約能耗，而且可以明顯節約冷卻用水量。但是，由於 其冷凝器內的填料設置在板式換熱管片與貯水池之間，沒有在各板式換熱管片 之間設置填料，所以冷卻水流經板式換熱管片的速度較快，還未與板式換熱管 片換熱完全就流至貯水池，所以換熱效率仍有待進一步提高。另外，現有的全 熱回收冷水機組並沒採用一體機的結構形式，其結構不夠緊湊，所佔空間體積 相對較大，而且安裝使用亦不夠方便。

實用新型內容
本實用新型的目的在於克服上述現有技術存在的缺點和不足，對現有全熱 回收冷水機組的結構做進一步改進，提供一種換熱效率高，結構緊湊、合理， 體積小，安裝使用方便的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組。
本實用新型的目的通過下述技術方案實現 一種帶填料的板管蒸髮式冷凝 冷水機組，包括冷凝器、蒸發器、壓縮機、膨脹閥，所述冷凝器、蒸發器同時 與壓縮機相連接，所述蒸發器通過膨脹閥與冷凝器相連接；其特徵在於，所述 冷凝器為帶填料的板管蒸髮式冷凝器，其填料設置於板式換熱管片之間或板式 換熱管片與外殼之間。
所述填料還可另設於板式換熱管片的周圍，包括上側、下側、左側、右側、 前側、後側的空間。
所述填料可為整片塊狀，其大小與板式換熱管片之間的空間接近，可一體 式設置於板式換熱管片之間。這種方式便於安裝、清洗及更換。
所述填料可選用PVC、 PP、 PE、紙質或纖維填料。
所述冷凝器一側設置冷卻進風口，另外一側設置冷卻出風口，冷卻進風口 與冷卻出風口之間設置有空氣過濾器、板式換熱管片、填料、播水裝置、儲水 箱、均風裝置、循環水泵及散熱風機；所述均風裝置設置於板式換熱管片與散 熱風機之間，所述空氣過濾器設置於冷卻進風口與板式換熱管片之間。
所述播水裝置為敞開式播水器或密閉承壓式播水器，具體結構形式可為條 縫式播水器、孔板式播水器或孔管式播水器。
本板管蒸髮式冷凝冷水機組可為一體式結構，包括有支承框架，所述支承 框架內部分為上、下空間，所述帶填料的板管蒸髮式冷凝器設置於上空間(其 中循環水泵體積較大，設置於下空間)，除帶填料的板管蒸髮式冷凝器以外的組件，如蒸發器、壓縮機、膨脹閩等設置於下空間內。所述支承框架的側面可設 置電控組件。
所述冷凝器的冷卻出風口可為橫流水平出風口、橫流垂直向上出風口、逆 流垂直向上出風口或順流垂直向下出風口，可分別實現不同的出風形式，以滿 足不同場合的實施要求。
本實用新型的作用原理是在各板式換熱管片之間設置填料，增加了流體 流過的阻力，延長了流體的流程，同時增大了流體的蒸發麵積，提高了流體的 蒸發量，流體流經板式換熱管片速度較慢，時間相對較長，可與板式換熱管片 充分熱交換，所以換熱較為完全，換熱效率得到明顯提高。經實驗檢測，與現 有的未在板式換熱管片之間設置填料的冷水機組相比，本冷水機組的換熱效果 明顯提高，可節省約20%的換熱面積。此外，由於本冷水機組採用了一體機的 結構形式，其體積較小，結構緊湊，安裝使用較為方便。
本實用新型相對於現有技術具有如下的優點及效果
(一) 在換熱過程中合理設置了填料，較好地實現了輔助換熱及強化傳熱， 從而有效地提高了換熱效率。
(二) 採用了一體機的結構設計，各組件緊湊設置，整機體積較小，所佔 空間較少，安裝、使用比較方便，較好地適用於不同的安裝空間。
(三) 本冷水機組無需設置冷卻塔和大功率的冷卻水泵，採用蒸髮式冷凝 技術，充分利用板片表面水膜的蒸發，只需較小的風量及較少的冷卻水量通過 傳質和傳熱即可實現板內工質的降溫冷凝，風機、水泵的配電動力及工程初投 資明顯降低，節約機組能耗10%，機組噪音較一般風冷機低10 15dB (A)。
(四) 本冷水機組可使冷卻水最大程度地與板式換熱管片表面充分接觸潤 溼，強化了板式換熱管片的換熱，並有效克服了板式換熱管片平壁水膜容易出 現"幹點"導致的結垢現象。
(五) 本冷水機組實現了最大限度的能量回收和降低能耗、水耗。有效解 決了提高空調系統新風量所帶來的能耗升高問題，實現了節能節水和健康的雙 重性能，可廣泛使用於別墅、高級公寓、寫字樓、金融機構、地鐵站、學校、 商場、娛樂餐飲、酒店賓館等空調領域以及電子、工業等廠房的冷源主機，應 用範圍較廣，市場前景較好。

蒸髮式冷凝冷水機組的結構示意圖；其中 (A)為一個方向的結構示意圖；(B)為另一方向的結構示意圖。
圖2是圖1所示帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組的系統原理圖。 圖3是圖1所示帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組的板管蒸髮式冷凝器的 結構示意圖。
圖4是圖3所示板管蒸髮式冷凝器的作用原理圖。 圖5是本實用新型另一實施方式的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型做進一步詳細的描述，但本實用新型 的實施方式不限於此。 實施例1
圖1 圖4表示了本實用新型的一種具體結構，這是小型的帶填料的板管 蒸髮式冷凝冷水機組，由圖1可見，其為一體式結構，包括有支承框架l，所 述支承框架1內部分為上、下空間，在上空間設置有帶填料的板管蒸髮式冷凝 器2，其構件循環水泵2-l設置於下空間；且除帶填料的板管蒸髮式冷凝器2 以外的組件設置於下空間，主要包括蒸發器3、壓縮機4、膨脹閥5、乾燥過濾 器6等；在支承框架1的側面設置有電控箱7，電控箱7內設置有電控組件。 由圖2可見，各組件的連接關係為帶填料的板管蒸髮式冷凝器2、蒸發器3同 時與壓縮機4相連接，壓縮機4兩端分別設置有高壓表8、高壓開關9和低壓 幵關IO、低壓表ll，所述蒸發器3通過膨脹閥5、乾燥過濾器6與帶填料的板 管蒸髮式冷凝器2相連接，所述蒸發器3與冷凍水系統循環迴路(圖中未示出) 相連接，蒸發器3兩端分別為冷凍水出口 12和冷凍水進口 13。
所述帶填料的板管蒸髮式冷凝器2的結構如圖3所示，在板式換熱管片2-2 之間或板式換熱管片2-2與外殼之間設置有填料2-3，所述填料2-3為整片塊狀， 其大小與板式換熱管片2-2之間的空間接近， 一體式設置於板式換熱管片2-2 二之間；這種方式便於安裝、清洗及更換；此外，還可在板式換熱管片2-2的周 圍，包括上側、下側、左側、右側、前側、後側的空間設置有填料2-3以加強 換熱。所述填料2-3可選用PVC、 PP、 PE或特殊纖維材料。由圖4可見，在帶 填料的板管蒸髮式冷凝器2的一側設置冷卻進風口 2-4，另外一側設置冷卻出風 口2-5，所述冷卻出風口 2-5為橫流水平出風口；冷卻進風口 2-4與冷卻出風口
62-5之間設置有空氣過濾器2-6、板式換熱管片2-2、填料2-3、播水裝置2-7、 儲水箱2-8、均風裝置2-9及散熱風機2-10;所述均風裝置2-9設置於板式換熱 管片2-2與散熱風機2-10之間，所述空氣過濾器2-6設置於冷卻進風口 2-4與 板式換熱管片2-2之間。所述播水裝置2-7為敞開式播水器或密閉承壓式播水 器，具體結構形式可為條縫式播水器、孔板式播水器或孔管式播水器；設置於 支承框架1下空間的循環水泵2-l同時與播水裝置2-7及儲水箱2-8相連接。
本帶填料板管蒸髮式冷凝冷水機組的工作原理是低溫低壓氣態製冷劑經 壓縮機4被壓縮成高溫高壓氣態製冷劑進入帶填料的板管蒸髮式冷凝器2中， 與外側的空氣和水產生熱交換，降溫冷凝成具有一定過冷度的飽和液態製冷劑， 然後流過乾燥過濾器6，經膨脹閥5節流降壓，進入蒸發器3與外側殼程的冷 凍水進行熱交換並將水冷卻，而製冷劑蒸發成低溫低壓的氣體，從而完成一個 製冷循環，如此反覆循環達到製冷目的。
在製冷劑流經板式換熱管片2-2之前，已啟動循環水泵2-1將儲水箱2-8中 的水抽至播水裝置2-7，水由播水裝置2-7呈水膜狀流過填料2-3及板式換熱管 片2-2兩側面，與板式換熱管片2-2內的製冷劑產生熱交換，部分水吸收製冷 劑熱量蒸發成水蒸汽被散熱風機2-10轉移至大氣中，部分來不及蒸發的水流回 儲水箱2-8。在整個換熱過程中，板式換熱管片2-2之間的填料2-3起到了輔助 換熱和強化傳熱的作用，增大了風、水接觸時間和空間，從而最大程度將冷凝 熱轉移至大氣中，保證儲水箱2-8的水溫恆定，製冷系統的冷凝效果好且穩定。
實施例2
圖5表示了本實用新型的另一種結構。這是大中型帶填料的板管蒸髮式冷 凝冷水機組。其中帶填料的板管蒸髮式冷凝器2的冷卻出風口 2-5為橫流垂直 向上出風口，實現橫流頂排風。本結構形式實施於大型螺杆冷水機組的製冷系 統中，工作原理與實施例l相同。
上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不 受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作 的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用 新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，包括冷凝器、蒸發器、壓縮機和膨脹閥，所述冷凝器、蒸發器同時與壓縮機相連接，所述蒸發器通過膨脹閥與冷凝器相連接。其特徵在於所述冷凝器為帶填料的板管蒸髮式冷凝器，其填料設置於板式換熱管片之間或板式換熱管片與外殼之間。
2、 根據權利要求1所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於 所述填料還設於板式換熱管片的周圍，包括上側、下側、左側、右側、前側或 後側的空間。
3、 根據權利要求1所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於 所述填料為整片塊狀，其大小與板式換熱管片之間的空間接近， 一體式設置於 板式換熱管片之間。
4、 根據權利要求1所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於 所述填料為PVC、 PP、 PE、紙質或纖維填料。
5、根據權利要求1所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於 所述冷凝器一側設置冷卻進風口，另外一側設置冷卻出風口，冷卻進風口與冷 卻出風口之間設置有空氣過濾器、板式換熱管片、填料、播水裝置、儲水箱、 均風裝置、循環水泵及散熱風機；所述均風裝置設置於板式換熱管片與散熱風.機之間，所述空氣過濾器設置於冷卻進風口與板式換熱管片之間。
6、 根據權利要求1所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於 所述播水裝置為敞開式播水器或密閉承壓式播水器，具體結構形式為條縫式播 水器、孔板式播水器或孔管式播水器。
7、 根據權利要求1 6任一項所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於為一體式結構，包括有支承框架，所述支承框架內部分為上、下 空間，所述帶填料的板管蒸髮式冷凝器設置於上空間，除帶填料的板管蒸髮式 冷凝器以外的組件設置於下空間內。
8、 根據權利要求1 6任一項所述的帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，其特徵在於所述冷凝器的冷卻出風口為橫流水平出風口、橫流垂直向上出風 口、逆流垂直向上出風口或順流垂直向下出風口。
專利摘要本實用新型提供一種帶填料的板管蒸髮式冷凝冷水機組，包括冷凝器、蒸發器、壓縮機和膨脹閥，所述冷凝器、蒸發器同時與壓縮機相連接，所述蒸發器通過膨脹閥與冷凝器相連接；所述冷凝器為帶填料的板管蒸髮式冷凝器，其填料設置於板式換熱管片之間或板式換熱管片與外殼之間。本實用新型換熱效率高，結構緊湊、合理，體積小，安裝使用方便；可實現最大限度的能量回收和降低能耗、水耗，有效解決提高空調系統新風量所帶來的能耗升高問題，實現了節能節水和健康的雙重性能，可廣泛使用於別墅、高級公寓、寫字樓、金融機構、地鐵站、學校、商場、娛樂餐飲、酒店賓館等空調領域以及電子、工業等廠房的冷源主機，應用範圍較廣。
文檔編號F25B1/00GK201262494SQ20082018919
公開日2009年6月24日 申請日期2008年8月27日 優先權日2008年8月27日
發明者吳偉營, 朱新華, 李志明 申請人:廣州市華德工業有限公司