CN101818997B - 喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器，包括从上到下依次设置的二次风机、挡水填料、由多排多列水平放置的多根换热管组成的换热管族群、喷淋水管及水箱，放置换热管的径向与水平进入的一次空气的流动方向相一致，在喷淋水管与水箱之间的四个方向分别设置二次空气的进风面，喷淋水管上设置有多个向下喷淋的喷头，还包括一循环水泵，循环水泵通过管道与水箱及喷淋水管相连通。本发明的管式间接蒸发冷却器，利用间接蒸发冷却技术，通过对结构的优化设计，提高了管式间接蒸发冷却器的传热传质效果。

Description

喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器。

背景技术  

间接蒸发冷却器主要分为板翅式间接蒸发冷却器、管式间接蒸发冷却器和热管式间接蒸发冷却器三种基本形式。目前板翅式间接蒸发冷却器使用较多,但是由于这种换热器的流道狭窄,在流道内容易出现结垢及堵塞的现象,使得流道内阻力增大，从而使得换热器的换热效率降低。热管式间接蒸发冷却器由于初投资较高且受安装位置的限制等因素，应用较少。管式间接蒸发冷却器布水均匀，流道较宽，不会产生堵塞现象，流动阻力小，有利于蒸发冷却的进行，因而管式间接蒸发冷却器逐渐被人们重视起来。但是管式间接蒸发冷却器也有其自身的缺点，如换热效率低，换热器尺寸较大等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器，通过对管式间接蒸发冷却器的喷淋水的雾化、换热管外加肋、管内增加螺旋线、二次空气送入方式的优化设计，使得管式间接蒸发冷却器的换热效率更加显著，尺寸更加紧凑。

本发明所采用的技术方案是，喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器，包括从上到下依次设置的二次风机、挡水填料、由多排多列水平放置的多根换热管组成的换热管族群、喷淋水管及水箱，放置换热管的径向与水平进入的一次空气的流动方向相一致，在喷淋水管与水箱之间的四个方向分别设置二次空气的进风面，喷淋水管上设置有多个向下喷淋的喷头，还包括一循环水泵，循环水泵通过管道与水箱及喷淋水管相连通。

本发明的特点还在于，

循环水泵采用工作压力不小于7MPa的高压柱塞泵。

喷头采用雾化喷头。

其中四个方向分别设置的二次空气进风面为两两对称布置。

换热管的横截面为椭圆形，每根换热管的内表面沿径向从管头到管尾设置有螺旋线圈，每根换热管的外表面沿径向从管头到管尾套装有多个相平行的低肋片。

螺旋线圈的材质为塑料。

低肋片采用厚度为0.3mm的铝箔片，肋片高度小于1mm，肋间距小于2mm，肋化系数小于2。

低肋片为平板形。

低肋片为圆环形。

本发明的管式间接蒸发冷却器，具有以下特点：

1．采用高压喷雾水系统强化传热传质。通过高压柱塞泵（工作压力大于7Mpa）将水雾化成非常细小的颗粒，再与逆向流过的二次空气均匀混合，然后逆向与管式换热管进行换热，当雾化的细小颗粒随二次空气流过管式间接蒸发冷却器时，会在换热管外形成一层液薄膜，从而强化二次空气与一次空气的换热。这种方式的冷却器与顶部喷淋式的冷却器相比，雾化水量大大减少（约为顶部喷淋式用水量的1/20以下）。

2. 采用较薄的铝箔材料制成换热管，并在管内插入塑料螺旋线来强化传热传质。通过在换热管管内插入螺旋线，使管内一次空气流动路径增加，并形成旋转流，由于离心力的作用，热空气由管中心向管壁流动，而冷空气由管壁向管中心流动，这样的二次流达到径向混合的目的。又由于螺旋线的线径增大了管壁的粗糙度，当旋转流流过时，增加了一次空气的湍流流动，使层流底层减薄，降低了热阻，达到强化传热的目的，从而使一次空气出风温度降的更低。

3．采用低肋片椭圆管簇强化传热传质。在换热管管外加低肋片，当高压柱塞泵雾化的细小水颗粒随二次空气在换热管表面肋片形成均匀的液薄膜时，可以增加雾化水与换热器的接触面积和接触时间，以此达到强化管外的水、二次空气与管内的一次空气之间的换热，从而提高间接蒸发冷却器的传热传质效果。

4．二次空气采用四面对称进风，在二次风机与椭圆换热管簇之间布置挡水填料。采用四面进风后，可减少因风机风压过大而在换热器内形成的干管区（负压区），使得二次空气与管式换热器接触面积充分，强化与管内一次空气之间的换热，从而提高管式间接蒸发冷却器的传热传质效果，同时布置挡水填料使雾化水不能被二次风机吸出。

附图说明

图1是本发明喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器的结构示意图；

图2是本发明管式间接蒸发冷却器中换热管外表面为平板低肋片的结构示意图；

图3是本发明管式间接蒸发冷却器中换热管外表面为环形低肋片的结构示意图；

图4是本发明管式间接蒸发冷却器的二次空气四面对称进风示意图。

图中：1. 二次风机，2. 挡水填料，3.换热管，4.喷头，5.水箱，6. 循环水泵，7.低肋片，8.螺旋线圈，9.喷淋水管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器的结构如图1所示，从上到下依次设置二次风机1、挡水填料2、由多排多列水平放置的多根换热管3组成的换热管族群、喷淋水管9及水箱5，放置换热管3的径向与水平进入的一次空气的流动方向相一致，在喷淋水管9与水箱5之间的四个方向分别设置二次空气的进风面，并且使进风面为两两对称布置。喷淋水管9上设置有多个向下喷淋的喷头4，还包括一循环水泵6，循环水泵6通过管道与水箱5及喷淋水管9相连通。

循环喷淋水采用高压喷雾水系统，循环水泵6采用工作压力不小于7MPa的高压柱塞泵，喷头4采用雾化喷头，使得高压喷雾水系统的用水量约为顶部喷淋式用水量的1/20。

换热管3的横截面为椭圆形，每根换热管3的内表面沿径向从管头到管尾设置有塑料螺旋线圈8，每根换热管3的外表面沿径向从管头到管尾套装有多个相平行的低肋片7。低肋片7采用厚度为0.3mm的铝箔片，肋片高度小于1mm，肋间距小于2mm，肋化系数小于2。

本发明提供了两种低肋片7的形状，图2是低肋片7为平板形的实施例示意图，图3是低肋片7为圆环形的实施例示意图。

二次空气采用四面对称的进风方式，使水箱四个方向都可以进风，打破传统的水箱两侧进风的方式，图4显示了进风方向的示意。

本发明喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器的工作过程：

一次空气在低肋片换热管3内流动，二次空气由四面对称进入，并与高压柱塞泵6雾化后的喷雾水均匀混合，一方面雾化水与二次空气发生传热传质；另一方面带有雾化水颗粒的二次空气，流经由低肋片换热管簇组成的管式间接蒸发冷却器时，在换热管外表面的低肋片上形成一层液薄膜以强化传热，最后二次空气流经挡水填料2由二次风机1排向大气。

本发明的管式间接蒸发冷却器通过对以下结构的优化：对循环喷淋水采用高压喷雾水系统，循环水泵选用高压柱塞泵，喷嘴位于水箱和换热管的之间，其中高压柱塞泵的工作压力大于7MPa；换热管的外表面为低肋片，内表面设置有塑料螺旋线圈，其中低肋片采用厚度为0.3mm的铝箔片，肋片高度小于1mm，肋间距小于2mm，肋化系数小于2；进行热交换的二次空气采用四面进风的优化设计，使得喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器的结构紧凑，布置合理，传热传质效率更加显著。

Claims (9)

1.喷雾强化低肋片管式间接蒸发冷却器，其特征在于，包括从上到下依次设置的二次风机（1）、挡水填料（2）、由多排多列水平放置的多根换热管（3）组成的换热管族群、喷淋水管（9）及水箱（5），放置换热管（3）的径向与水平进入的一次空气的流动方向相一致，在喷淋水管（9）与水箱（5）之间的四个方向分别设置二次空气的进风面，所述喷淋水管（9）上设置有多个向下喷淋的喷头（4），还包括一循环水泵（6），所述的循环水泵（6）通过管道与水箱（5）及喷淋水管（9）相连通。

2.按照权利要求1所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述的循环水泵（6）采用工作压力不小于7MPa的高压柱塞泵。

3.按照权利要求1所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述的喷头（4）采用雾化喷头。

4.按照权利要求1所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述四个方向分别设置的二次空气进风面为两两对称布置。

5.按照权利要求1、2、3或4所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述换热管（3）的横截面为椭圆形，每根换热管（3）的内表面沿径向从管头到管尾设置有螺旋线圈（8），每根换热管（3）的外表面沿径向从管头到管尾套装有多个相平行的低肋片（7）。

6.按照权利要求5所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述螺旋线圈（8）的材质为塑料。

7.按照权利要求5所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述的低肋片（7）采用厚度为0.3mm的铝箔片，肋片高度小于1mm，肋间距小于2mm，肋化系数小于2。

8.按照权利要求7所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述的低肋片（7）为平板形。

9.按照权利要求7所述的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述的低肋片（7）为圆环形。

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