专利名称：高效蒸发式换热器换热盘管的制作方法
技术领域：
本实用新型属于蒸发式热交换设备领域，特别涉及其换热方法，另外本实用新型 还涉及其换热盘管组件。
背景技术：
蒸发式换热器包括蒸发式冷凝器及蒸发式流体冷却器，如图1，图2及图3所示，是 将传统水冷换热设备与循环水冷却塔结合到一起的换热设备，通过在换热盘管表面喷淋低 温循环水，实现管内外工质的热交换过程，并由强制对流的干冷空气，使喷淋水部分蒸发， 维持较低循环水温度，最终带走管内热流体所放出的热量。由于其耗水量小、节约能耗，设 备紧凑，安装方便，维护简单等优点，得到了广泛的应用。尤其对工业制冷系统，相对于传统 管壳式换热器，蒸发式冷凝器的冷凝温度更接近环境湿球温度，系统冷凝压力更低，节约压 缩机能耗和循环水的能耗，而且附加连接管路少，设备维护方便、运行稳定，优势明显，可以 完全替代传统管壳式冷凝器。但是受加工条件等因素限制，目前应用的换热盘管主要采用 的还是光管形式，对于实际应用中很多情况下的热工质是处于过热状态，进入冷凝器盘管 的过热气体工质首先需要冷却到饱和蒸气温度，然后才能够实现冷凝，放出潜热完成焓值 降低过程；另外，有很多混合气体冷凝工艺，由于气体冷却传热系数较低，必然消耗很大一 部分盘管面积来满足气体工质的冷却过程，造成盘管体积较大，安装到蒸发式换热器箱体 内占用较大空间，导致设备的运输、安装以及占用运行系统空间等方面的成本增加很多。现 有蒸发式换热器，特别针对管内气体工质对流换热系数较低的特点，目前应用得比较好的 方式是在排风口处加装一组外翅片管，利用排出的空气流预冷气态过热制冷工质，其优点 是额外能耗增加较小，但是整机高度和制造成本明显升高。
发明内容本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种高效蒸发式换热器换热盘管， 结构简单，减少盘管用量，使产品结构更紧凑，占用空间更小，降低设备运输及安装体积，强 化传热，提高传热效率。本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是高效蒸发式换热器换热盘管， 盘管采用多管程，管程数为2 12，每管程采用2 8回路，部分管程或全部管程的盘管管 束内安装有强化传热部件。所述强化传热部件采用内翅片。所述盘管管体内安装有两端封闭支撑芯管，盘管管体与支撑芯管之间安装有内翅 片，翅化比为3 12 ；芯管管径Φ4 8_。所述盘管管体可采用碳钢或不锈钢材质管体，内翅片采用薄板不锈钢，经模具轧 制成锯齿状或波纹状翅片。所述换热盘管组件是由蛇形管束、管束排布的隔板、隔管、管束集管、进口和出口 接管，及其他支撑件组成。[0009]本实用新型的强化传热方法是根据蒸发式换热器的热交换特点，管外喷淋水蒸发 过程的换热效率相对管内气体工质的冷却换热过程高，管内对流换热系数较小，是整个热 量传递过程的控制阻力，采用内翅片方法扩展管内气体工质的对流换热面积，提高气体工 质在管内的换热效率，改变管内外气-液介质间热量传递过程中阻力不相匹配的现象，增 加管内对流换热面积，强化管内气态工质的对流换热过程，使管内外传热系数平衡。本实用新型盘管组件中根据冷却或冷凝工质的特性及管阻要求，对盘管进行部分 或全部的内翅化处理，翅片由特制模具单独加工，翅片的结构及形状可调；翅片采用直接插 入的安装方式，方便灵活，加工成本低；由芯管提供的支撑作用，能够充分保证翅片与外管 间的接触面积，最大限度降低了内翅片的接触热阻。采用内翅片式强化传热部件的盘管组 件，单位体积换热量大，换热效率高，因此换热器的整机外形尺寸更小，节约了设备的占用 空间。采用本实用新型盘管组件的蒸发式换热器，可以根据冷却或冷凝工质的特性调节 喷淋水量及空气流量，盘管结构对蒸发式换热器型式无影响。对气态工质的冷却过程，可以 调节管束外径、内翅片结构和翅化比等参数满足流速及压降要求。
图1是全盘管式蒸发式换热器；图2是上盘管下填料型式蒸发式换热器；图3是带预冷外翅片盘管的蒸发式换热器；图4是普通蒸发式换热器的换热盘管组件图；图5是本发明安装有强化传热部件的盘管横截面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型内容进一步详细说明。实施例1 采用氨制冷工质的制冷系统，冷凝温度35. 7°C，压缩机出口处的氨蒸气 的过热度40°C，蒸发式冷凝器采用图2结构，上盘管下填料形式，换热盘管组件是由盘管 管束1、管束排布的隔板2、隔管3、管束集管4、进口 5和出口 6接管，及其他支撑件组成，共 计10管程，盘管外表面换热面积250m2，过热段管内的对流传热热阻比例占75%。采用在部分管程(对盘管入口处第1、2管程)的盘管管束内加装强化传热部件的高 效蒸发式换热器换热盘管，如图4、图5所示，盘管管体7是几何尺寸Φ 26. 7 X 1. 5 (mm)的碳 钢管，管体内安装有不锈钢芯管8，芯管的几何尺寸为Φ7Χ 1 (mm)，管体与芯管之间安装有 内翅片9，翅化比为6. 5，内翅片采用波纹状不锈钢翅片，其他结构及水泵风机等参数参照 常规产品配置。经试验，采用此种强化传热方法，盘管换热效率可提高4% 6%。相同排热量下，盘 管面积和宽度可减小约5%，整机宽度可降低3% 4%，产品加工、运输成本及安装空间也相 应得到降低。实施例2 采用氟利昂(R22a)制冷工质的制冷系统，压缩机出口处蒸气过热 度为30°C，冷凝温度40°C，蒸发式冷凝器采用图2结构，上盘管下填料形式，换热盘管组件 是由盘管管束1、管束排布的隔板2、隔管3、管束集管4、进口 5和出口 6接管，及其他支撑件组成，共计10管程，盘管外表面换热面积250m2，过热段管内的对流传热热阻比例占70%。采用在部分管程(对盘管入口处第1、2管程)的盘管管束1内加装强化传热部件的 高效蒸发式换热器换热盘管，如图4、图5所示，盘管管体7是几何尺寸Φ 26. 7 X 1. 5 (mm)的 碳钢管，管体内安装有不锈钢芯管8，芯管的几何尺寸为Φ6Χ1(πιπι)，管体与芯管之间安装 有内翅片9，翅化比为4. 5，内翅片采用锯齿状不锈钢翅片，翅片与外管内壁接触，与芯管胀 紧连接，其他结构及水泵风机等参数不变。经试验，采用此种强化传热方法，盘管换热效率可提高3% 5%。相同排热量下，盘 管面积和宽度可减小约4%，整机宽度可降低3% 4%，产品加工、运输成本及安装空间也相 应得到降低。实施例3 压缩机出口空气冷却器，采用图1全盘管蒸发式冷却热器，换热盘管组 件是由盘管管束1、管束排布的隔板2、隔管3、管束集管4、进口 5和出口 6接管，及其他支 撑件组成，盘管结构为2管程U形结构。采用在全部管程的盘管管束1内加装强化传热部件的高效蒸发式换热器换热盘 管，如图4、图5所示，盘管管体7是几何尺寸Φ 32 X 1. 5 (mm)的不锈钢管，管体内安装有不 锈钢芯管8，芯管的几何尺寸为Φ8Χ1 (mm)，管体与芯管之间安装有内翅片9，翅化比为7， 其他结构及水泵风机等参数参照常规产品配置。经试验，采用此种强化传热方法，盘管内传热系数200W/m2°C，总换热效率可提高 60% 70%。相同排热量下，综合管内阻力情况，盘管面积和宽度可减小约30%，整机宽度可 降低20%，产品加工、运输成本及安装空间也相应得到降低。
权利要求高效蒸发式换热器换热盘管，盘管采用多管程，管程数为2～12，每管程采用2～8回路，其特征是部分管程或全部管程的盘管管束内安装有强化传热部件。
2.根据权利要求1所述的高效蒸发式换热器换热盘管，其特征是强化传热部件采用 内翅片。
3.根据权利要求1或2所述的高效蒸发式换热器换热盘管，其特征是盘管管体内安 装有支撑芯管，盘管管体与支撑芯管之间安装有内翅片，翅化比为3 12 ；芯管管径Φ4 8mm ο
4.根据权利要求2所述的高效蒸发式换热器换热盘管，其特征是盘管管体可采用碳 钢或不锈钢材质管体，内翅片采用薄板不锈钢，经模具轧制成锯齿状或波纹状翅片。
5.根据权利要求1或2所述的高效蒸发式换热器换热盘管，其特征是换热盘管组件 是由盘管管束、管束排布的隔板、隔管、管束集管、进口和出口接管，及支撑件组成。
专利摘要本实用新型属于蒸发式热交换设备领域。高效蒸发式换热器换热盘管，盘管采用多管程，管程数为2～12，每管程采用2～8回路，部分管程或全部管程的盘管管束内安装有强化传热部件。本实用新型盘管组件中根据冷却或冷凝工质的特性及管阻要求，对盘管进行部分或全部的内翅化处理，翅片由特制模具单独加工，翅片的结构及形状可调；翅片采用直接插入的安装方式，方便灵活，加工成本低；由芯管提供的支撑作用，能够充分保证翅片与外管间的接触面积，最大限度降低了内翅片的接触热阻。采用内翅片式强化传热部件的盘管组件，单位体积换热量大，换热效率高，因此换热器的整机外形尺寸更小，节约了设备的占用空间。
文档编号F28F1/40GK201740442SQ20102022340
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者周兴东, 姜文俊, 徐雄冠, 江磊, 邓凯翔 申请人:Bac大连有限公司