一种采用纵向翅片管的蒸发冷却换热器及闭式冷却塔的制作方法

1.本发明涉及蒸发冷却、传热技术领域，具体涉及到一种采用纵向翅片管的蒸发冷却换热器及闭式冷却塔。


背景技术：

2.闭式冷却塔具有清洁、省水、节能、可向末端直接供冷等诸多优点，但同时也有成本高、体积大、笨重等缺点，这些缺点是因为常规闭式冷却塔所用列管式换热器蒸发效率和换热效率都不高造成的。效率不高的原因在于列管式换热器的表面积通常都不够大，即使增加了翅片后，水在翅片上的分布也难以做到均匀，因而常常蒸发效率不高、换热效率也差，同时因为无法对循环喷淋水进行冷却，需要配置填料，为了达到相应的冷却效果，整个设备必须做的很大。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用纵向翅片管的蒸发冷却换热器，该换热器由纵向翅片管和波纹填料间隔交叉排列组成，纵向翅片管的翅片延伸方向和波纹填料的沟槽也呈平行交叉排列，这样水流和气流就可以在纵向翅片管的翅片和波纹填料的沟槽内均匀分布、充分接触，可大幅度的增加蒸发传热接触面积，不但强化了蒸发冷却过程，同时也可对喷淋循环水进行降温冷却。该蒸发冷却换热器的纵向翅片管流路排列采用从上到下串联的方式，喷淋水从上部流入，空气从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入，采用该蒸发冷却换热器作为核心蒸发冷却单元的闭式冷却塔具有重量轻、体积小、效率高等特点。
4.本发明实施案例的技术方案如下：
5.一种采用纵向翅片管的蒸发冷却换热器，所述蒸发冷却换热器包括框架，置于框架内的进水管、分流管、分流支管、多个换热管组、汇流支管、汇流管、出水管以及夹在相邻的两个所述换热管组中间的波纹填料，所述进水管与所述分流管连通，所述分流管与所述分流支管连通，多个所述换热管组之间间隔等距，所述换热管组包括多个纵向翅片管以及连通多个所述纵向翅片管两端的连接支管，所述连接支管进口与所述分流支管连通，所述连接支管出口与所述汇流支管连通，所述波纹填料间隔交叉排列，所述纵向翅片管的翅片延伸方向和所述波纹填料的沟槽延申方向呈30-60
°
夹角。
6.优选地，所述框架上下两端板上设有多个上下对应、规则排列的方孔，所述波纹填料位于上下两个所述方孔之间，喷淋水从上端所述方孔喷淋到所述波纹填料上面，喷淋水从下端所述方孔流漏出。
7.本发明还提供了一种闭式冷却塔，所述闭式冷却塔包括壳体以及设置在壳体内的风机、布水器、集水盘、蓄水箱、水泵、过滤排污装置、前述所述的蒸发冷却换热器，所述蒸发冷却换热器位于所述闭式冷却塔进风口的后方，所述布水器位于所述蒸发冷却换热器的上方，所述集水盘位于所述蒸发冷却换热器的下方，所述蓄水箱位于所述集水盘的下方，所述
过滤排污装置两端分别连通集水盘和，蓄水箱，所述集水盘汇集从所述蒸发冷却换热器上流落的循环水经所述过滤排污装置过滤后输送至所述蓄水箱中，所述水泵抽取所述蓄水箱中的循环水输送至所述布水器对所述蒸发冷却换热器进行布淋，所述蒸发冷却换热器与外部冷却水管网连接。
8.优选地，所述闭式冷却塔还包括预冷表冷器，所述预冷表冷器位于所述闭式冷却塔的进风口和所述蒸发冷却换热器之间，所述水泵抽吸蓄水箱中的循环水输送到所述预冷表冷器与外部空气换热后，输出至所述布水器中。
9.本发明还提供了一种闭式冷却塔，所述闭式冷却塔包括壳体以及设置在壳体内的风机、布水器、集水盘、蓄水箱、水泵、过滤排污装置、多个权利要求1中所述的蒸发冷却换热器，多个所述蒸发冷却换热器串联连接形成蒸发冷却换热器组，所述蒸发冷却换热器组位于所述闭式冷却塔进风口的后方，所述布水器位于所述蒸发冷却换热器组的上方，所述集水盘位于所述蒸发冷却换热器组的下方，所述蓄水箱位于所述集水盘的下方，所述过滤排污装置两端分别连通集水盘和，蓄水箱，所述集水盘汇集从所述蒸发冷却换热器组上流落的循环水经所述过滤排污装置过滤后输送至所述蓄水箱中，所述水泵抽取所述蓄水箱中的循环水输送至所述布水器对所述蒸发冷却换热器组进行布淋，所述蒸发冷却换热器组与外部冷却水管网连接。
10.优选地，所述冷却塔还包括预冷表冷器，所述预冷表冷器位于所述闭式冷却塔的进风口和所述蒸发冷却换热器组之间，所述水泵抽吸蓄水箱中的循环水输送到所述预冷表冷器与外部空气换热后，输出至所述布水器中。
11.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
12.该换热器由纵向翅片管和波纹填料间隔交叉排列组成，纵向翅片管的翅片延伸方向和波纹填料的沟槽也呈平行交叉排列，这样水流和气流就可以在纵向翅片管的翅片和波纹填料的沟槽内均匀分布、充分接触，可大幅度的增加蒸发传热接触面积，不但强化了蒸发冷却过程，同时也可对喷淋循环水进行降温冷却。该蒸发冷却换热器的纵向翅片管流路排列采用从上到下串联的方式，喷淋水从上部流入，空气从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入，采用该蒸发冷却换热器作为核心蒸发冷却单元的闭式冷却塔具有重量轻、体积小、效率高等特点。
附图说明
13.图1为本发明中的一种蒸发冷却换热器的结构示意图一；
14.图2为本发明中的一种蒸发冷却换热器的结构示意图二；
15.图3为图1中的a部分的放大图；
16.图4为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组的结构示意图一；
17.图5为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组的结构示意图二；
18.图6为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的波纹填料的结构示意图；
19.图7为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组的剖面结构示意图；
20.图8为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的结构示意图三；
21.图9为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组与波纹填料的剖面结构示意图；
22.图10为本发明中的一种闭式冷却塔的结构示意图一；
23.图11为本发明中的一种闭式冷却塔的结构示意图二；
24.图12为本发明中的一种闭式冷却塔的结构示意图三；
25.10、框架；11、方孔；21、分流管；211、分流支管；212、进水管；22、汇流管；221、汇流支管；222、出水管；23、换热管组；231、进液口；232、出液口；233、纵向翅片管；234、第一管道；235、第二管道；236、翅片；24、波纹填料；25、沟槽；30、截流体；40、壳体；41、风机；431、集水盘；432、过滤排污装置；433、蓄水箱；434、水泵；436、预冷表冷器；437、布水器；438、蒸发冷却换热器；439、蒸发冷却换热器组。
26.具体实施方
27.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
28.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
30.如图1、图2所示，图1、图2为本发明中的一种采用纵向翅片管的蒸发冷却换热器的结构示意图一、二；其包括框架10，置于框架10内的进水管212、分流管21、分流支管211、多个换热管组23、汇流支管221、汇流管22、出水管222以及夹在相邻的两个换热管组23中间的波纹填料24，波纹填料间隔交叉排列，对于波纹填料，在本发明中，优先选择有孔的孔板波纹填料，进水管与分流管连通，分流管与分流支管连通，多个换热管组之间间隔等距，换热管组的数量根据实际流量、冷却液的温度需求而定，当外部需要冷却的冷却液流量越大，所需的换热管组就越多，单个换热管组具有单独冷却换热功能，多个换热管组之间间隔距离根据空气流通量、换热效率而定。如图8所示，图8为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的结构示意图三；具体地，框架10上下两端板上设有多个上下对应、规则排列的方孔11，波纹填料位于上下两个方孔之间，喷淋水从上端方孔喷淋到波纹填料上面，喷淋水从下端方孔流漏出。通过方孔设计既能使得波纹填料固定，又能使得喷淋水能顺畅流出。
31.如图4、图5所示，图4、图5为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组的结构示意图一、图二；具体地，换热管组23包括多个纵向翅片管233以及连通多个纵向翅片管两端的连接支管，连接支管位于多个纵向翅片管的两端，分为第一管道234和第二管道235，连接支管进口与分流支管连通，连接支管出口与汇流支管连通，多个换热管组的进液口231与多个分流支管对应相连通，多个分流支管与分流管相连通，分流管为一进口多出口管道，进口连接进水管，进水管连接外部输入管道，多个出口对应与多个分流支管相连通，外面冷却液经分流道、分流支管到多个换热管组中，在每个单独的换热管组中进行单独冷却换热，多个换热管组的出液口232与汇流支管相连通，汇流支管与汇流管相连通，汇流管为多进口一出口管道，出口连接出水管、出水管连通外部输出管道，多个进口对应与多个汇流支管相连
通，外面冷却液在多个换热管组中换热完成后经汇流支管、汇流管、出水管汇聚后输出到外部管道中。
32.换热管组的进液口在第一管道的一端，换热管组的出液口在第二管道的另一端，外部冷却液体经进液口进入第一管道，在第一管道存集的冷却液体流入到多个纵向翅片管中，从多个纵向翅片管流出后存集在第二管道中。
33.在本发明中，如图3、7所示，图3为图1中的a部分的放大图；图7为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组的剖面结构示意图；在第一管道中第n个纵向翅片管处设有第一截流体，在第一管道中第一截流体之后每隔2n个纵向翅片管处均设有截流体30，在第二管道中第2n个纵向翅片管处设有第一截流体，在第二管道中第一截流体之后每隔2n个纵向翅片管均设有截流体。第一截流体和截流体为相同的物体，都做为在管道中，阻止液体通过的作用，在本实施例中，为做解释说明，不同的名称为区分作用。至于第一截流体和截流体在具体第几个纵向翅片管处设置，设计的时候根据实际流量需求而定，如：当需要大流量小温差，则n的值就越多，当需要小流量大温差，则n的值就越小，为了保持液体流动压力一致，冷却液体流入流出纵向翅片管的数量为相同，同时，本发明换热盘管使用纵向翅片管，使得单个换热盘管换热面积更大，显著提高了单个换热盘管的换热效率。
34.为了使得蒸发冷却换热器能与更低温度空气进行蒸发换热，如图6、图9所示，图6为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的波纹填料的结构示意图，图9为本发明中的一种蒸发冷却换热器中的换热管组与波纹填料的剖面结构示意图；纵向翅片管的翅片延伸方向和波纹填料的沟槽25也呈平行交叉排列，纵向翅片管的翅片延伸方向和波纹填料的沟槽延伸方向呈30-60
°
夹角。这样水流和气流就可以在纵向翅片管的翅片和波纹填料的沟槽内均匀分布、充分接触，可大幅度的增加蒸发传热接触面积，不但强化了蒸发冷却过程，同时也可对喷淋循环水进行降温冷却。该蒸发冷却换热器的纵向翅片管流路排列采用从上到下串联的方式，喷淋水从上部流入，空气从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入，与波纹填料中的喷淋水进行蒸发换热，使得喷淋水温度降低，同时翅片管翅片与波纹填料中的喷淋水进行接触换热，由于喷淋水温降低，所以纵向翅片管中的冷却液换热后温度也变得更低，n个换热管组中设置了n-1个波纹填料，外部空气经蒸发冷却换热器，波纹填料中的水对外部空气进一步加湿，得到湿度更大，温度更低的湿冷空气与蒸发冷却换热器进行蒸发换热，提升换热效率。
35.本发明中的蒸发冷却换热器中的纵向翅片管和波纹填料间隔交叉排列，纵向翅片管的翅片延伸方向和波纹填料的沟槽也呈平行交叉排列，这样水流和气流就可以在纵向翅片管的翅片和波纹填料的沟槽内均匀分布、充分接触，可大幅度的增加蒸发传热接触面积，不但强化了蒸发冷却过程，同时也可对喷淋循环水进行降温冷却。
36.蒸发冷却换热器其分流支管可以将外部大流量的冷却液分流至多个小流量的换热管组中，汇流支管再将多个小流量的换热管组中的换热后的冷却液汇集至外部，实现大量输入输出、小流量蒸发冷却，既提升了流量又提升了换热效率；且在单个换热管组中，可根据实际流量需求，选择适配的纵向翅片管个数为一组，在第一管道中和第二管道中汇流分流，其中使用纵向翅片管能进一步提升换热效率，在本发明中，截流体安装在第一管道和第二管道中，其起到对单组纵向翅片管的流体进行汇流分流作用，当需改变单组纵向翅片管的流量，调节截流体的在第一管道和第二管道位置即可；为了进一步提升蒸发换热效率，
在本发明中，在多个换热管组之间还设置了波纹填料，外部空气经过波纹填料得到更低的空气与纵向翅片管进行换热。
37.本发明还提供了一种闭式冷却塔，其换热盘管组使用了上述的采用纵向翅片管的蒸发冷却换热器，如图10所示，图10为本发明中的一种闭式冷却塔的结构示意图一；闭式冷却塔包括壳体40以及设置在壳体内的风机41、布水器437、集水盘431、蓄水箱433、水泵434、过滤排污装置432和上面介绍的蒸发冷却换热器438，蒸发冷却换热器位于闭式冷却塔进风口的后方，布水器位于蒸发冷却换热器的上方，集水盘位于蒸发冷却换热器的下方，蓄水箱位于集水盘的下方，过滤排污装置两端分别连通集水盘和蓄水箱，集水盘汇集从蒸发冷却换热器上流落的循环水经过滤排污装置过滤后输送至蓄水箱中，水泵抽取蓄水箱中的循环水输送至布水器对蒸发冷却换热器进行布淋，蒸发冷却换热器与外部冷却水管网连接。
38.外部空气进入该闭式冷却塔后，从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入到蒸发冷却换热器中与从上部布水器流入的喷淋水在蒸发冷却换热器上的纵向翅片管上进行蒸发散热，外部需要被冷却的冷却水从外部冷却水管网进入到蒸发冷却换热器中，从上到下先汇聚再分多路分流再汇聚的方式，经过一段段地串联形成冷却水在蒸发冷却换热器中的流动方式。
39.该蒸发冷却换热器的纵向翅片管流路排列采用从上到下串联的方式，喷淋水从上部流入，空气从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入，本实施例中的闭式冷却塔采用该蒸发冷却换热器作为核心蒸发冷却单元，其具有重量轻、体积小、效率高等特点。
40.为了得到更低温度的喷淋水和外部空气，如图11所示，图11为本发明中的一种闭式冷却塔的结构示意图二，闭式冷却塔还包括预冷表冷器436，预冷表冷器位于闭式冷却塔的进风口和蒸发冷却换热器之间，水泵抽吸蓄水箱中的循环水输送到预冷表冷器与外部空气换热后，输出至布水器中。
41.本发明又提供了一种闭式冷却塔，如图12所示，图12为本发明中的一种闭式冷却塔的结构示意图三；其包括壳体以及设置在壳体内的风机、布水器、集水盘、蓄水箱、水泵、过滤排污装置、多个上面介绍的蒸发冷却换热器，多个蒸发冷却换热器串联连接形成蒸发冷却换热器组439，蒸发冷却换热器组位于闭式冷却塔进风口的后方，布水器位于蒸发冷却换热器组的上方，集水盘位于蒸发冷却换热器组的下方，蓄水箱位于集水盘的下方，过滤排污装置两端分别连通集水盘和，蓄水箱，集水盘汇集从蒸发冷却换热器组上流落的循环水经过滤排污装置过滤后输送至蓄水箱中，水泵抽取蓄水箱中的循环水输送至布水器对蒸发冷却换热器组进行布淋，蒸发冷却换热器组与外部冷却水管网连接。为了得到更低温度的喷淋水和外部空气，闭式冷却塔还包括预冷表冷器，预冷表冷器位于闭式冷却塔的进风口和蒸发冷却换热器之间，水泵抽吸蓄水箱中的循环水输送到预冷表冷器与外部空气换热后，输出至布水器中。
42.其相比第一种闭式冷却塔，其对自然冷源利用地更加充分，多个蒸发冷却换热器串联组成蒸发冷却换热器组，外部冷却水进入蒸发冷却换热器组中，先经过温差最小的蒸发冷却换热器进行预冷，再逐步经稳差更大的蒸发冷却换热器进行降温冷却，达到降温效率增大，降温均匀，且可提高冷却水流量。本实施例中的蒸发冷却换热器组可由2个或2个以上的蒸发冷却换热器组成，具体的数量可根据实际需求而定。
43.外部空气进入该闭式冷却塔后，从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入到蒸
发冷却换热器中与从上部布水器流入的喷淋水在蒸发冷却换热器上的纵向翅片管上进行蒸发散热，外部需要被冷却的冷却水从外部冷却水管网进入到蒸发冷却换热器中，从上到下先汇聚再分多路分流再汇聚的方式，经过一段段地串联形成冷却水在蒸发冷却换热器中的流动方式。
44.该蒸发冷却换热器的纵向翅片管流路排列采用从上到下串联的方式，喷淋水从上部流入，空气从纵向翅片管翅片延伸方向以横流方式进入，本实施例中的闭式冷却塔采用该蒸发冷却换热器作为核心蒸发冷却单元，其具有重量轻、体积小、效率高等特点。
45.为了得到更低温度的喷淋水和外部空气，闭式冷却塔还包括预冷表冷器，预冷表冷器位于闭式冷却塔的进风口和蒸发冷却换热器组之间，水泵抽吸蓄水箱中的循环水输送到预冷表冷器与外部空气换热后，输出至布水器中。
46.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
47.以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。