一種供水機組的製作方法
2023-06-17 20:51:22 2
本實用新型涉及熱交換設備領域，尤其涉及一種帶蒸髮式冷凝器的供水機組。
背景技術：
目前市場上的供水機組通常採用盤管式換熱器作為換熱部件，在盤管式換熱器的外表面用噴淋水進行冷卻，並利用循環的噴淋水蒸髮帶走熱量。然而，這種盤管式換熱器換熱管外表面一般為光滑表面，換熱效率低，同時，冷卻水蒸發換熱表面積小，盤管的間距需拉大來增加冷卻水與空氣的換熱時間，從而使整個換熱器體積龐大。另一方面，由於盤管的上下管之間無介質引導冷卻水流動，當冷卻水自上而下降落時，在垂直風向的牽引下，冷卻水無序飄動易產生飛水，盤管上布水不均勻，易存幹點，降低換熱能力並存在結垢風險。
申請人在先申請的公告號為CN 204612230 U的實用新型專利中，公開了一種帶蒸髮式冷凝器的供水機組，包括壓縮機、蒸髮式冷凝器、節流裝置和水冷式蒸發器；所述蒸髮式冷凝器風機、溶液泵、噴淋器、集液器和至少一個換熱片；所述換熱片包括片體和設置在所述片體其中一面上的換熱管，通過導熱粘合層使片體與所述換熱管充分接觸，使得換熱管能通過片體產生肋化效應，增大有效換熱面積，同時片體能引流冷卻水形成連續的水流面，解決了冷卻水無序飛水的問題，但是，由於該換熱片的換熱盤管僅設置在所述片體的一面上，導致片體一面因換熱盤管與冷卻水直接接觸換熱而水溫偏高，另一面因冷卻水與換熱盤管間間隔了片體作間接換熱而水溫偏低，導致片體兩面的冷卻水的冷量沒有被充分利用，換熱效率偏低。同時，對於直徑較大的換熱盤管，其彎曲半徑較大導致管間距過大而使片體面積過大。另外，此種換熱片只有一個換熱盤管，只能冷卻一種流體工質。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種換熱效率高，體積小的供水機組，進一步地，提供一種多流體工質一起冷卻的供水機組。
為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案具體如下：
一種供水機組，包括壓縮機、蒸髮式冷凝器、節流裝置和水冷式蒸發器；所述蒸髮式冷凝器包括風機、溶液泵、噴淋器、集液器以及至少一個換熱片；所述換熱片包括片體，所述片體的兩面分別設有換熱盤管。
現有的供水機組中的蒸髮式冷凝器多採用單面管板的換熱片，由於其片體只有一個面設置有換熱盤管，使片體一面因換熱盤管與冷卻水直接接觸換熱而水溫偏高，另一面因冷卻水與換熱盤管間間隔了片體作間接換熱而水溫偏低，導致片體兩面的冷卻水的冷量沒有被充分利用，換熱效率偏低，從而導致了供水機組換熱效率的偏低。而本實用新型供水機組的蒸髮式冷凝器所採用的換熱片，其片體兩面均設有換熱盤管，從而避免了單面設置換熱盤管進行換熱時所出現的片體兩面水溫不一致，從而導致冷卻水的蒸發換熱利用不完全的現象，能夠更加全面高效地利用了片體兩面的冷卻水的蒸發吸熱，大大地提高了換熱效率。
而且，傳統換熱片需要提高換熱效率時，一般通過擴大換熱盤管的管徑達到該目的，這樣容易出現因片體面積擴大而導致換熱器的體積偏大，而本實用新型供水機組的蒸髮式冷凝器所使用的換熱片，片體兩面都設置換熱盤管，使片體的面積得到更高效利用，而無需擴大換熱盤管的管徑即可達到較高的換熱效率，有利於進一步縮小換熱器的體積，從而減少蒸髮式冷凝器的體積，最終達到減少所述供水機組體積的目的。
優選地，所述溶液泵管道連接所述噴淋器與集液器；所述換熱片位於所述噴淋器與集液器之間。
優選地，所述換熱盤管為蛇形盤管。
優選地，所述蛇形盤管由若干個呈S形的子管依次首尾相接而成。每個所述子管包括3個直管段和2個彎管段；所述風機所吹出的冷卻風大致平行於所述蛇形盤管的直管段。
優選地，所述片體上設有用於安裝所述換熱盤管的安裝槽。
更優選地，所述換熱盤管與安裝槽之間的間隙中填充有導熱粘合層。所述導熱粘合層用於將所述換熱盤管與片體緊密結合，使片體能夠成為換熱盤管的肋片，增大換熱盤管的有效換熱面積。
進一步地，所述導熱粘合層為金屬填充物層或導熱粘膠層。
作為優選，所述導熱粘合層為金屬填充物層。這樣的結構可採用浸泡液態金屬再冷卻的方式實現，使導熱粘合層能充分地填充至間隙中，而且金屬的導熱性能好，進一步提高片體的肋化作用。
更優選地，所述金屬填充物層至少由鋅、錫、鋁或銅中的一種製作而成。這幾種金屬熔點低、價格便宜，用於液態金屬浸泡，具有極高性價比。
所述換熱盤管與安裝槽之間的間隙不超過10mm，這樣的結構間隙小，當進行液態金屬浸泡時，由於液態金屬的黏性，液體金屬會發生毛細管作用，在滲透至片體與盤管接觸面的內部後，能在接觸面內形成一層均勻的薄填充層，不僅使片體與換熱盤管完全融接為一個整體，而且填充層很薄從而減少了片體與換熱盤管之間的接觸熱阻。
而所述導熱粘合層直接使用導熱粘膠層，則可使加工更為簡便。
優選地，片體兩面的換熱盤管的彎曲方向相反。
或者，片體兩面的換熱盤管的彎曲方向相同。
優選地，位於所述片體兩面的換熱盤管內部循環的流體工質的流向為同向或反向。
優選地，所述片體上至少設有開孔、波紋、折彎、導水槽、燕尾槽或加強筋中的一種，或者不設有。
為了將本實用新型的供水機組應用在供應冷水過程中，優選地，所述壓縮機的排氣口管道連接所述蒸髮式冷凝器的換熱盤管進口；所述換熱盤管的出口依次通過所述節流裝置、水冷式蒸發器連接所述壓縮機的吸氣口；
為了將本實用新型的供水機組應用在供應熱水過程中，優選地，所述壓縮機的排氣口依次通過所述水冷式蒸發器、節流裝置連接所述蒸髮式冷凝器的換熱盤管的進口，所述換熱管的出口管道連接所述壓縮機的吸氣口；
為了將本實用新型的供水機組應用在供應冷水或熱水過程中，優選地，所述供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，其中，所述第一製冷閥設置在所述壓縮機的排氣口與所述蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上，所述第二製冷閥設置在所述壓縮機的吸氣口與所述水冷式蒸發器的氣體管的連接管路上，所述第一熱泵閥設置在所述壓縮機的排氣口與所述水冷式蒸發器的氣體管的連接管路上，所述第二熱泵閥設置在所述壓縮機的吸氣口與所述蒸髮式冷凝器的氣體管的連接管路上，所述蒸髮式冷凝器的液體管通過所述節流裝置與所述水冷式蒸發器的液體管連接；
又或者，所述壓縮機的排氣口設有第一換向閥，所述壓縮機的吸氣口設有第二換向閥；所述第一換向閥的兩個出口分別與所述蒸髮式冷凝器的氣體管和所述水冷式蒸發器的氣體管連接，所述第二換向閥的兩個進口同時分別與所述蒸髮式冷凝器的氣體管和所述水冷式蒸發器的氣體管連接；
又或者，所述供水機組設置有四通換向閥，所述四通換向閥的四個接口分別與所述壓縮機排氣口、所述蒸髮式冷凝器的氣體管、所述水冷式蒸發器的氣體管和所述壓縮機的吸氣口連接。
優選地，所述水冷式蒸發器或壓縮機的數量為兩個以上。
需要說明的是，所述片體每面的換熱盤管的數量大於或者等於1；所述片體兩面上的換熱盤管的數量可以相同，也可以不同。優選所述兩面的換熱盤管的數量相同，且均為1。因為當每面換熱盤管的數量增加且不對稱時，所述兩面換熱盤管的排布方式複雜，使得安裝槽和換熱盤管的加工工藝複雜，且會增加蒸髮式冷凝器用的換熱片的體積。
需要說明的是，位於所述片體兩面的換熱盤管的材質和管徑均可相同或不同。
需要說明的是，位於所述片體兩面的換熱盤管，其內部循環的流體工質可以是同種工質，也可以是異種工質。
相比現有技術，本實用新型的有益效果在於：
1)片體的兩面均設有換熱盤管，全面高效利用了片體兩面的冷卻水蒸發吸熱，大大地提高了換熱效率。
2)片體的兩面均設有換熱盤管，高效地利用了片體的空間，有利於減少換熱器的體積。
3)導熱粘合層使片體與換熱盤管充分接觸，使得換熱盤管能通過片體產生肋化效應，增大有效換熱面積。
4)片體能引流冷卻水形成連續的水流面，增大冷卻水蒸發表面積。
上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
附圖說明
圖1為本實用新型供水機組的蒸髮式冷凝器較優選實施方式的結構示意圖；
圖2為本實用新型蒸髮式冷凝器的換熱片第一種結構的結構示意圖；
圖3為圖1沿A-A線的剖視圖；
圖4為圖3所示換熱片的片體結構示意圖；
圖5為本實用新型蒸髮式冷凝器的換熱片第二種結構的結構示意圖；
圖6為圖5沿B-B線的剖視圖；
圖7為圖6所示換熱片的片體結構示意圖；
圖8為本實用新型供水機組的第一種實施方式的結構示意圖；
圖9為本實用新型供水機組的第二種實施方式的結構示意圖；
圖10為本實用新型供水機組的第三種實施方式的結構示意圖；
圖11為本實用新型供水機組的第四種實施方式的結構示意圖；
圖12為本實用新型供水機組的第五種實施方式的結構示意圖；
圖13為本實用新型供水機組的第六種實施方式的結構示意圖；
圖中，1、換熱管；1.1、換熱盤管；1.2、換熱盤管；2、片體；2.1、安裝槽；2.2、安裝槽；3、導熱粘合層；4、換熱盤管；4.1、換熱盤管；4.2、換熱盤管；5、片體；5.1、安裝槽；5.2、安裝槽；6、導熱粘合層；7、進口集管；8、出口集管；9、進口集管；10、出口集管；11、風機；12、噴淋器；13、集液器；14、溶液泵；15、換熱片；16、壓縮機；16.1、壓縮機排氣口；16.2、壓縮機吸氣口；17、蒸髮式冷凝器；17.1、蒸髮式冷凝器氣體管；17.2、蒸髮式冷凝器氣體管；17.3、蒸髮式冷凝器液體管；17.4、蒸髮式冷凝器液體管；18、節流裝置；19、水冷式蒸發器；19.1、水冷式蒸發器液體管；19.2、水冷式蒸發器氣體管；20、第一製冷閥；21、第二製冷閥；22、第一熱泵閥；23、第二熱泵閥；24、第一換向閥；25、第二換向閥；26、四通換向閥；16`、第一壓縮機；16.1`、第一壓縮機排氣口；16.2`、第一壓縮機吸氣口；27、第二壓縮機；27.1、第二壓縮機排氣口；27.2、第二壓縮機吸氣口；28、第二節流裝置；29、第二水冷式蒸發器；29.1、第二水冷式蒸發器液體管；29.2、第二水冷式蒸發器氣體管。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型的具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如下：
換熱片結構一
圖1所示的是本實用新型蒸髮式冷凝器17的其中一種較優選結構，其包括風機11、溶液泵14、噴淋器12、集液器13以及至少一片的換熱片15；所述換熱片15垂直分布於噴淋器12與集液器13之間，噴淋器12與集液器13兩者之間由溶液泵14管道連接；風機11位於所述換熱片15的一側。在本實施例中，優選所述換熱片15的數量為1。
圖2至4所示的是應用在本實用新型所述蒸髮式冷凝器17中的換熱片15的第一種結構，其包括片體2、分別設置在所述片體2兩面的換熱盤管1.1和1.2、以及用於安裝所述換熱盤管1.1和1.2的安裝槽2.1和2.2；所述換熱管1.1的進口連接到進口集管9上，出口連接到出口集管10上.所述換熱管1.2的進口連接到進口集管7上，出口連接到出口集管8上；所述安裝槽與換熱盤管之間的間隙中還填充有導熱粘合層3。
所述換熱盤管1.1和1.2是由換熱管1通過彎管機或其他與彎管機功能類似的設備彎曲而成，所述換熱盤管1.1和1.2均為蛇形盤管；所述蛇形盤管由若干個呈S形的子管依次首尾相接而成。每個所述子管包括3個直管段和2個彎管段；所述風機11所吹出的冷卻風大致平行於所述蛇形盤管的直管段。
所述換熱盤管1.1和1.2可以為碳鋼管、不鏽鋼管、銅管或鋁管等。
在本實施例中，所述換熱盤管1.1與換熱盤管1.2的彎曲方向相反，如圖2所示，由於換熱盤管1.1和換熱盤管1.2分別在片體2的兩面，且換熱盤管1.1與換熱盤管1.2的進口以及換熱盤管1.1和換熱盤管1.2的出口均分別位於所述片體2的不同側，換熱盤管1.1的彎管段會與安裝槽2.2幹涉，故在幹涉處換熱盤管1.1需壓制彎曲避開換熱盤管1.2的安裝槽2.2。
所述安裝槽2.1和2.2是用衝床或滾壓機等其它加工設備在片體2上壓製出來的，並且所述安裝槽2.1和2.2分別與所述換熱盤管1.1和1.2相匹配；所述片體2除了被衝壓出安裝槽2.1和2.2之外，亦可以壓製出其它紋路，如開孔、波紋、折彎、導水槽、燕尾槽或加強筋等，用於導水、防飛水、加強、強化換熱等作用，並且所述片體2可以為碳鋼板、不鏽鋼板、鋁片、或銅片等。
通過工裝夾具或者直接採用部分焊接的方式把換熱盤管1.1和換熱盤管1.2分別對應固定在安裝槽2.1和2.2內，並使安裝槽2.1與換熱盤管1.1以及安裝槽2.2與換熱盤管1.2之間的間隙均不超過10mm。
然後使本實用新型所述的換熱片15整體進行高溫液體金屬浸泡處理，或者使多片所述的換熱片15整體進行高溫液體金屬浸泡處理。由於安裝槽與換熱盤管的間隙距離小以及液體金屬液的黏性，液體金屬液通過毛細管作用滲透到安裝槽與換熱盤管間的間隙中，並在所述間隙內形成一層均勻的、薄削的金屬填充物層以作為導熱粘合層3，使所述片體2與換熱盤管完全熔接為一個整體，所述金屬填充物層至少由鋅、錫、鋁或銅中的一種製作而成，而且由於金屬填充物層的導熱係數高，並且金屬填充物層又薄，從而減少了片體2與換熱盤管之間的接觸熱阻。浸泡後再經鈍化池進行降溫使金屬填充物固體化，同時在表面形成鈍化層從而避免金屬填充物層的氧化。
另外，所述導熱粘合層3還可以直接使用導熱粘膠層，這就可簡化本實用新型所述換熱片15的加工工藝，進一步降低生產成本。
換熱片結構二
圖5至圖7所示的是應用在本實用新型所述蒸髮式冷凝器17中的換熱片15的第二種結構，其與圖2至圖4所示的換熱片15第一種結構的唯一區別在於：在本結構中，所述換熱盤管4.1與換熱盤管4.2的彎曲方向相同，如圖5所示，換熱盤管4.1和換熱盤管4.2分別在片體5的兩面，並且換熱盤管4.1與換熱盤管4.2的進口以及換熱盤管4.1與換熱盤管4.2的出口四者均在所述片體5的同一側，並且採用大彎管段配合小彎管段的方式，因此在換熱盤管4.1與換熱盤管4.2兩者的彎管段不會出現幹涉，所以換熱盤管4.1和4.2均能完全與片體5接觸配合,從而有利於進一步縮減所形成的換熱器體積。
上述兩種結構的換熱片15的任何一種結構可以用來製作本實用新型供水機組中的蒸髮式冷凝器17。而為了闡明本實用新型供水機組的結構及其原理，下面以第一種結構的換熱片15所形成的蒸髮式冷凝器17為例子作進一步描述：
實施例1
圖8所示的是本實用新型供水機組的第一種實施方式，所述供水機組用於為用戶側供應冷水，其包括壓縮機16、蒸髮式冷凝器17、節流裝置18、水冷式蒸發器19；所述壓縮機16的排氣口管道連接所述蒸髮式冷凝器17的換熱盤管的進口；所述換熱盤管的出口依次通過所述節流裝置18、水冷式蒸發器19連接所述壓縮機吸氣口16.2。
所述供水機組的工作原理具體如下：
製冷劑經壓縮機16壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入蒸髮式冷凝器17，經過蒸髮式冷凝器17後，高溫高壓狀態的氣體被噴淋器12噴出的冷凍液冷卻成低溫高壓液體，並經節流裝置18形成低溫低壓液體進入水冷式蒸發器19中與冷凍水進行熱交換，製取冷水，然後在水冷式蒸發器19中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機16吸走，完成製冷水模式。
實施例2
圖9所示的是本實用新型供水機組的第二種實施方式，所述供水機組用於為用戶側供應熱水，其包括壓縮機16、蒸髮式冷凝器17、節流裝置18、水冷式蒸發器19；所述壓縮機排氣口16.1依次通過所述水冷式蒸發器19、節流裝置18連接所述蒸髮式冷凝器17的換熱盤管進口，所述換熱盤管的出口管道連接所述壓縮機吸氣口16.2。
所述供水機組的工作原理具體如下：
製冷劑經壓縮機16壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入水冷式蒸發器19中與冷凍水進行熱交換，製取熱水，同時，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，經節流裝置18形成低溫低壓液體進入蒸髮式冷凝器17，然後在蒸髮式冷凝器17中製冷劑液體吸收噴淋器12所噴出的冷凍液的熱量後蒸發汽化，最後被壓縮機16吸走，完成制熱水模式。
實施例3
圖10所示的是本實用新型供水機組的第三種實施方式，所述供水機組用於為用戶側供應冷水或熱水，其包括壓縮機16、蒸髮式冷凝器17、節流裝置18、水冷式蒸發器19；所述供水機組設置有第一製冷閥20、第二製冷閥21、第一熱泵閥22和第二熱泵閥23，其中，所述第一製冷閥20設置在所述壓縮機排氣口16.1與所述蒸髮式冷凝器氣體管的連接管路上，所述第二製冷閥21設置在所述壓縮機吸氣口16.2與所述水冷式蒸發器氣體管19.2的連接管路上，所述第一熱泵閥22設置在所述壓縮機排氣口16.1與所述水冷式蒸發器氣體管19.2的連接管路上，所述第二熱泵閥23設置在所述壓縮機吸氣口16.2與所述蒸髮式冷凝器氣體管19.2的連接管路上，所述蒸髮式冷凝器液體管通過所述節流裝置18與所述水冷式蒸發器液體管19.1連接。
所述供水機組的工作原理具體如下：
在供應冷水模式時，打開第一製冷閥20和第二製冷閥21，關閉第一熱泵閥22、第二熱泵閥23，製冷劑經壓縮機16壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入蒸髮式冷凝器17，被蒸髮式冷凝器17中噴淋器12所噴出的冷凍液吸收熱量後，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，經節流裝置18形成低溫低壓液體進入水冷式蒸發器19中，與冷凍水進行熱交換，製取冷水，然後在水冷式蒸發器19中製冷劑液體蒸發汽化並被壓縮機16吸走，完成製冷水模式；
而在供應熱水模式時，打開第一熱泵閥22和第二熱泵閥23，關閉第一製冷閥20和第二製冷閥21，製冷劑經壓縮機16壓縮後成高溫高壓狀態的氣體時由管道進入水冷式蒸發器19，與冷凍水進行熱交換，製取熱水，同時，高溫高壓狀態的氣體被冷卻成低溫高壓液體，經節流裝置18形成低溫低壓液體進入蒸髮式冷凝器17，然後在蒸髮式冷凝器17中，製冷劑液體吸收噴淋器12所噴出的冷凍液的熱量後蒸發汽化並被壓縮機16吸走，完成制熱水模式。
實施例4
圖11所示的是本實用新型供水機組的第四種實施方式，所述供水機組用於為用戶側供應冷水或熱水，其與圖10所示的第三種實施方式的唯一不同點在於：採用第一換向閥24和第二換向閥25代替了上述第一製冷閥20、第二製冷閥21、第一熱泵閥22和第二熱泵閥23，具體是：所述壓縮機排氣口16.1設有第一換向閥24，所述壓縮機吸氣口16.2設有第二換向閥25；所述第一換向閥24的兩個出口分別與所述蒸髮式冷凝器氣體管和所述水冷式蒸發器氣體管19.2連接，所述第二換向閥25的兩個進口同時分別與所述蒸髮式冷凝器氣體管和所述水冷式蒸發氣體管19.2連接。並且，本實施例的供水機組的工作原理跟第三種實施方式相同，所以，在此不再作贅述。作為本實施例的進一步改進，所述第一換向閥24和第二換向閥25為電動或手動二位三通換向閥。
實施例5
圖12所示的是本實用新型供水機組的第五種實施方式，所述供水機組用於為用戶側供應冷水或熱水，其與圖10所示的第三種實施方式的唯一不同點在於：採用一個四通換向閥26代替了上述第一製冷閥20、第二製冷閥21、第一熱泵閥22和第二熱泵閥23，具體是：所述供水機組設置有四通換向閥26，所述四通換向閥26的四個接口分別與所述壓縮機排氣口16.1、所述蒸髮式冷凝器氣體管、所述水冷式蒸發器氣體管19.2和所述壓縮機吸氣口16.2連接。並且，本實施例的供水機組的工作原理跟第三種實施方式相同，所以，在此不再作贅述。
實施例6
圖13所示的是本實用新型供水機組的第六種實施方式，所述供水機組用於為用戶側供應冷水，其與圖8所示的第一種實施方式的唯一不同點在於：所述壓縮機16的數量為兩個以上，水冷式蒸發器19的數量為兩個以上。在本實施例中，為了簡化結構，優選所述壓縮機16和水冷式蒸發器19的數量分別為兩個。
本實施例所述的制冷機組的組成部件包括2個壓縮機16，2個水冷式蒸發器19，1個蒸髮式冷凝器17，2個節流裝置18。
並且這些組成部件之間的連接關係具體如下：
其中第一壓縮機排氣口16.1`管道連接所述蒸髮式冷凝器17的換熱片15的片體2正面上的換熱盤管1.1進口，所述換熱盤管1.1的出口依次通過其中一個所述節流裝置18、以及其中一個水冷式蒸發器19連接所述第一壓縮機吸氣口16.2`；第二壓縮機排氣口27.1管道連接所述蒸髮式冷凝器17的換熱片15的片體2背面上的換熱盤管1.2進口，所述換熱盤管1.2的出口依次通過第二節流裝置28、以及第二水冷式蒸發器29連接所述壓縮機吸氣口27.2。
同時，本實施例的供水機組的工作原理跟第一種實施方式相同，所以，在此不再作贅述。
上述實施方式僅為本實用新型的優選實施方式，不能以此來限定本實用新型保護的範圍，本領域的技術人員在本實用新型的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬於本實用新型所要求保護的範圍。