专利名称：一种换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热质交换技术领域，涉及ー种管式间接蒸发冷却器，具体涉及ー种换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器。
背景技术：
在管式间接蒸发冷却器中一次空气和二次空气被换热元件隔离开来，在二次空气侧通过喷淋循环水后会在换热管壁面形成ー层水膜，二次空气和水直接接触并进行热湿交换，空气等焓加湿、冷却，水膜的温度維持在二次空气的湿球温度，一次空气通过换热元件、水膜将热量传递给二次空气，以此来实现降温的目的。由此可见，水的蒸发是降温的前提，换热管的亲水性能和换热管表面的水膜分布情况是强化传热的核心问题。目前，管式间接蒸发冷却器的换热管壁面普遍采用的材料是金属铝箔制作而成。 由于金属铝箔制成的换热管壁面是ー种非亲水性表面，所以在管式间接蒸发冷却器运行过程中水膜不能均匀分布在换热管壁面，换热器是在部分管外表面处于干エ况下运行的，这种情况下换热管外的水膜与二次空气不能进行充分的热质交換，从而导致了在一定程度上降低了管式间接蒸发冷却器的换热效率，増加了运行时的能耗。为了强化传热传质，提高换热效率，就需要改善管式间接蒸发冷却器的换热管壁面的亲水性。众所周知，普通纸是由亲水性强的植物纤维构成，但是由于普通纸存在強度低、化学性质不稳定等一系列缺点已不能满足现代社会的发展需求，而聚丙烯纤维以其机械性能好、耐酸碱腐蚀性良好、耐疲劳弯曲、价格低廉等众多优点，成为首选的造纸新品种纤维。聚こ烯纤维与植物纤维的混造纸，能显著改善纸的品质，具有良好的耐腐蚀性、良好的化学稳定性以及使用寿命长等优点。
发明内容本实用新型的目的是提供一种换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器，增强了换热管表面的亲水性，強化了传热传质，使管式间接蒸发冷却器的降温效果增強。本实用新型所采用的技术方案是，一种换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器，包括有管式间接蒸发冷却器的机箱，机箱内部设置有淋水盘，淋水盘的下部设置有多根平行排列的换热管，换热管外包覆有经改性碳酸钙处理的聚丙烯纤维与植物纤维混合构成的亲水性纤维纸，管式间接蒸发冷却器机箱一侧面的下部与水管的一端连接，水管的另一端与淋水盘连接，水管上设置有循环水泵。本实用新型的特点还在干，其中的换热管为金属铝箔材料的光滑圆管、光滑椭圆管或光滑扁管。本实用新型的有益效果在于，通过对管式间接蒸发冷却器换热壁面进行包覆亲水性纤维纸处理，增强换热管表面的亲水性，強化传热传质，使管式间接蒸发冷却器的降温效果增強。[0011](I)金属铝箔换热管外包覆亲水性纤维纸，改善了金属铝箔换热管表面的非亲水特性，实现管式间接蒸发冷却器换热管表面的亲水性，使得水膜在换热管壁面的分布更均匀更薄，単位壁表面积的用水量降低，从而节省了间接蒸发冷却器耗水量和循环水泵的功率，实现管式间接蒸发冷却器节能、节水的效果；[0012](2)采用聚丙烯纤维和植物纤维相混造纸，能显著改善纸的品质，提高纸的湿强度，通过改变纸的弹性模量，使其具有一定的弾性，提高耐磨性能；(3)聚丙烯纤维具有卫生性能优良、价格低廉、耐腐蚀、抗霉变、化学稳定性好、软化点较低，热封性强以及优良的加工性能和物理机械性能等优点，可以大規模用于制备管式间接蒸发冷却器换热管的包覆材料。
图I为本实用新型换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器的结构示意图；图2为包覆亲水性纤维纸的换热管的结构示意图。图中，I.淋水盘，2.换热管，3.循环水泵，4.亲水性纤维纸，5.水管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器的结构如图I所示，包括有管式间接蒸发冷却器的机箱，机箱内部设置有淋水盘1，淋水盘I的下部设置有多根平行排列的换热管2，换热管2外包覆有经改性碳酸钙处理的聚丙烯纤维与植物纤维相混合构成的亲水性纤维纸4，换热管2的结构如图2所示，管式间接蒸发冷却器机箱ー侧面的下部与水管5的一端连接，水管5的另一端与淋水盘I连接，水管5上设置有循环水泵3。其中换热管2的管材为包覆亲水性纤维纸的金属铝箔材料，管形可以为光滑圆管、光滑椭圆管或光滑扁管。换热管外壁包覆的亲水性纤维纸的制备エ艺是a.先将直径为45 50 μ m，长度为3mm的聚丙烯纤维用去离子水煮沸4h，除油、干燥后备用；b.将金属铝箔换热管洗净后烘干，再对其表面用酸和碱液交替清洗进行除锈去油处理后备用；c.将轻质碳酸钙与去离子水配成悬浮液，加热至75°C，将丙烯酸钠加入悬浮液中，強烈搅拌，于90°C恒温反应Ih后过滤，再用去离子水洗涤，在110°C烘干至恒重，得到改性碳酸钙备用；d.先把NaOH溶于去离子水中，然后按配比将聚丙烯纤维、水、ニ甲苯、丙烯酸，カロ入带搅拌器的三ロ烧瓶中，通氮保护，在50°C下溶胀90min，迅速升温至90°C，加入经步骤c制备的改性碳酸钙和少量引发剂过氧化苯甲酰，搅拌反应2. 5h，再经冷却、抽滤、洗涤，在60°C下烘干，得到改性后的聚丙烯纤维，备用；e.以48g/m2为定量，将经步骤d处理后的改性聚丙烯纤维与植物纤维按以下配比W(改性聚丙烯纤维)W(植物纤维)=2% 98%进行混合，在不加入任何造纸助剂的条件下进行抄片；f.将经步骤e处理好后的纤维纸制备成管套，套在经步骤b处理好的金属铝箔换热管外，并将换热管制成管式间接蒸发冷却器，安装好后的管式间接蒸发冷却器的示意图如图I所示。聚丙烯纤维处理前表面光滑，且呈透明状。聚丙烯纤维处理后的光滑表面被许多小颗粒所包覆，与外界形成一个新的接触面，该颗粒即为改性碳酸钙。由于碳酸钙表面的CO32-有相当大的比例可被大气水分的化学吸附所取代，水解使其表面引入大量的羟基，与水的接触角为10°，表现出良好的亲水性。虽然改性后的碳酸钙表面部分羟基与丙烯酸钠发生键合，亲水性减弱，但在与聚丙烯纤维反应时，由于改性碳酸钙表面丙烯酸钠的自聚也引入了羧基(coo_)，故仍表现良好的亲水性。因此，处理后的聚丙烯纤维在水中由于新的接触界面的形成，同样表现出较好的亲水能力。另外，由于碳酸钙的包覆作用，透光性下降，在宏观上，纤维由透明转变为白色。聚丙烯纤维和植物纤维相混造纸，能改善纸的品质，提高纸的湿強度，通过改变纸的弹性模量，使其具有一定的弾性，提高耐磨性能，而且由于聚丙烯纤维具有卫生性能优良、价格低廉且耐腐蚀、抗霉变、有较好的化学稳定性等优点可以大規模用于制备管式间接蒸发冷却器换热管的包覆材料，进而改善管式间接蒸发冷却器表面亲水性能，提高热湿交换效率。在空调机箱内部一次空气与二次空气不直接接触，一次空气从换热管2内通过，通过循环水泵3喷淋循环水使换热管2外形成水膜，二次空气与换热管外水膜进行热湿交换，一次空气通过换热管2的壁面、水膜将热量传递给二次空气，实现降温的目的。本实用新型通过对管式间接蒸发冷却器换热管金属铝箔表面进行包覆亲水性纤维纸的处理，改变换热管的表面热功能特性，实现换热管铝箔表面的亲水性，从而使换热管外表面形成均匀的薄的水膜，进而提高了水在换热管上的蒸发效率，实现管式间接蒸发冷却器高效、节能、节水的效果。
权利要求1.一种换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，包括有管式间接蒸发冷却器的机箱，机箱内部设置有淋水盘(I)，淋水盘(I)的下部设置有多根平行排列的换热管(2)，管式间接蒸发冷却器机箱一侧面的下部与水管(5)的一端连接，水管(5)的另一端与淋水盘(I)连接，水管(5)上设置有循环水泵(3)。
2.根据权利要求I所述的换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器，其特征在于，所述的换热管(2)为包覆有亲水性纤维纸的金属铝箔材料制成的光滑圆管、光滑椭圆管或光滑扁管。
专利摘要本实用新型公开了一种换热管外包覆亲水性纤维纸的管式间接蒸发冷却器，包括有管式间接蒸发冷却器的机箱，机箱内部设置有淋水盘，淋水盘的下部设置有多根平行排列的换热管，换热管外包覆有经改性碳酸钙处理的聚丙烯纤维与植物纤维混合构成的亲水性纤维纸，管式间接蒸发冷却器机箱一侧面的下部与水管的一端连接，水管的另一端与淋水盘连接，水管上设置有循环水泵。聚丙烯纤维和植物纤维相混造纸，能改善普通纸的品质，提高纸的湿强度，提高耐磨性，具有耐腐蚀、抗霉变、化学稳定性等优点，可以大规模用于制备管式间接蒸发冷却器换热管的包覆材料，提高了换热管壁面的亲水性，实现了管式间接蒸发冷却器高效冷却降温、节能、节水的效果。
文档编号F28D5/02GK202660939SQ20122008092
公开日2013年1月9日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者黄翔, 夏青, 吴生 申请人:西安工程大学