本实用新型涉及制冷传热领域，尤其涉及一种竖直蛇管降膜蒸发冷凝器。
背景技术：
蒸发式冷凝器主要是利用换热管外喷淋冷却水蒸发时的气化潜热而使盘管内制冷剂蒸气凝结。将传统的水冷和风冷冷却塔的二次冷却换热过程合二为一，省去了不必要的冷却塔及中间过程的换热器，其传热效率高、结构紧凑、体积小、循环水量少，大大减少了设备的初投资，在动力、化工、食品、石化、制冷等行业日益推广，并取得了很大的成功。蒸发式冷凝器主要由换热器、水循环系统及风机三部分组成。
现有蒸发式冷凝器包括两种基本形式。一种为不带填料的逆流型蒸发式冷凝器，另一种为带填料的蒸发式冷凝器。其冷凝器换热核心部件均以“横管”为主，对其研究主要集中在高效传热管的研制及改进和管表面的处理方面，采用椭圆管、扭曲管等各种强化传热管代替现有的光滑圆管，并采用纳米流体技术，其传热效果得到了很大的提高；以强化传热管为基础，提高蒸发式冷凝器传热效果已经很难在技术上取得突破。
不带填料的逆流型蒸发式冷凝器由于没有填料，在冷凝器部分，空气和水的换热采用逆流形式，水的冷却完全依赖于下淋的水与空气在空中的接触，空气与水的换热只能在空中完成，由于水与空气接触面积小，换热效果并不明显。较高温的水直接进入集水池，使集水池内水的温度升高，喷淋在冷凝器上的水的温度较高，换热效率低，能耗高。
填料蒸发式冷凝器将冷凝器和冷却塔合二为一，在冷凝盘管下部保留一段有填料的热交换层。在盘管部分水流和空气流平行同方向流入，再错流流出；而空气流在填料热交换层部分主要采用错流形式。这种冷凝器在填料热交换层中空气和水进行了二次热质交换，大大降低了冷却水温，进而提高了冷凝盘管的单位面积换热量。但体积增大，占地面积增大。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种高效换热、减少制冷剂积存量的竖直蛇管降膜蒸发冷凝器。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种竖直蛇管降膜蒸发冷凝器，包括阵列排布的竖直冷凝换热管1，该竖直冷凝换热管1下端的弯折部分别与下集液管3连通；所述竖直冷凝换热管1上端的弯折部设有上水池5，其上端的弯折部置于该上水池5内，并淹没在上水池5内的冷却水液面下；
所述上水池5内的冷却水通过开设在上水池5底部的布水结构，沿着竖直冷凝换热管1的整个外管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，并形成持续向下流动的水膜层；该水膜层对竖直冷凝换热管1进行降温。
所述竖直冷凝换热管1下端的弯折部下方设有集水池6；集水池6用于收集来自上水池5内的冷却水；
所述竖直蛇管降膜蒸发冷凝器还包括一个用于将集水池6内的冷却水回输至上水池5的回水装置。
所述回水装置包括抽水泵8及回水管81。
所述上水池5设有补水口，补水口连通外部水源；补水口设有浮阀式自动补水机构9；
当上水池5的冷却水由于蒸发而低于设定水位时，该浮阀式自动补水机构9的阀门自动打开，对上水池5进行补水；
当上水池5的水位达到设定水位时，该浮阀式自动补水机构9的阀门自动关闭，停止补水。
所述布水结构为贯穿上水池5底部的齿状通孔7；竖直冷凝换热管1的外管壁穿过该齿状通孔7，冷却水由该齿状通孔7与外管壁之间的齿状间隙流出，并沿着竖直冷凝换热管1的整个外管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，使其在整个外管壁面形成持续向下流动的水膜层，进而通过该水膜层实现竖直冷凝换热管1的降温。
所述下集液管3的端部设置有液封装置4。
一种降低冷凝器管内制冷剂冷凝温度的方法，如下：
经压缩机压缩后的制冷剂由进液口2进入竖直冷凝换热管1，并在竖直冷凝换热管1内不断冷凝，制冷剂在重力作用下沿着竖直冷凝换热管1的内壁向下流动，并汇集至下集液管3；
与此同时，上水池5内的冷却水由该齿状通孔7与外管壁之间的齿状间隙流出，并沿着竖直冷凝换热管1的整个外管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，使其在整个外管壁面形成持续向下流动的水膜层，该水膜层形成降膜蒸发，吸收热量，从而降低竖直冷凝换热管1内制冷剂的冷凝温度，提高制冷效率。
该方法还包括一个用于将集水池6内的冷却水回输至上水池5的回水步骤。
该方法还包括一个上水池5自动补水步骤；当上水池5的冷却水由于蒸发而低于设定水位时，浮阀式自动补水机构9的阀门自动打开，进而对上水池5进行补水；
当上水池5的水位达到设定水位时，该浮阀式自动补水机构9的阀门自动关闭，进而停止补水。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
经压缩机压缩后的高温高压制冷剂进入竖直冷凝换热管1，在其内不断冷凝，制冷剂在重力作用下向下流动，流入下集液管。由于重力的加速作用，液膜的厚度很薄，因此，制冷剂的液相积存量很小，制冷系统所需的制冷剂量大大减少。竖直冷凝换热管1的外壁由于冷却水沿着管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，使其在整个外管壁面形成持续向下流动的水膜层，水膜层形成降膜蒸发，吸收热量，降低水温，从而降低管内制冷剂的冷凝温度，提高了制冷效率。
冷却水从齿状通孔7与外管壁之间的齿状间隙流出，齿状结构有利于冷却水能更好的与竖直冷凝换热管1表面贴合。
回水装置将集水池6中的冷却水回送至上水池5中反复循环使用，降低了用水量，降低了用水成本。
附图说明
图1为本实用新型竖直蛇管降膜蒸发冷凝器的结构示意图。
图2为上水池俯视结构示意图。
图3为齿状通孔与竖直冷凝换热管的接合处局部放大示意图。
图4为本发作为制冷系统的冷凝器的应用示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本实用新型公开了一种竖直蛇管降膜蒸发冷凝器，包括阵列排布的竖直冷凝换热管1，该竖直冷凝换热管1下端的弯折部分别与下集液管3连通；所述竖直冷凝换热管1上端的弯折部设有上水池5，其上端的弯折部置于该上水池5内，并淹没在上水池5内的冷却水液面下；
所述上水池5内的冷却水通过开设在上水池5底部的布水结构，沿着竖直冷凝换热管1的整个外管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，并形成持续向下流动的水膜层；该水膜层对竖直冷凝换热管1进行降温。
所述竖直冷凝换热管1下端的弯折部下方设有集水池6；集水池6用于收集来自上水池5内的冷却水；
所述竖直蛇管降膜蒸发冷凝器还包括一个用于将集水池6内的冷却水回输至上水池5的回水装置。
所述回水装置包括抽水泵8及回水管81。
所述上水池5设有补水口，补水口连通外部水源；补水口设有浮阀式自动补水机构9；
当上水池5的冷却水由于蒸发而低于设定水位时，该浮阀式自动补水机构9的阀门自动打开，对上水池5进行补水；
当上水池5内的冷却水水位达到设定水位时，该浮阀式自动补水机构9的阀门自动关闭，停止补水。
所述布水结构为贯穿上水池5底部的齿状通孔7；竖直冷凝换热管1的外管壁穿过该齿状通孔7，冷却水由该齿状通孔7与外管壁之间的齿状间隙流出，并沿着竖直冷凝换热管1的整个外管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，使其在整个外管壁面形成持续向下流动的水膜层，进而通过该水膜层实现竖直冷凝换热管1的降温。
所述下集液管3的端部设置有液封装置4。
本实用新型降低冷凝器管内制冷剂冷凝温度的方法，可通过如下步骤实现：
经压缩机压缩后的制冷剂由进液口2进入竖直冷凝换热管1，并在竖直冷凝换热管1内不断冷凝，制冷剂在重力作用下沿着竖直冷凝换热管1的内壁向下流动，并汇集至下集液管3；
与此同时，上水池5内的冷却水由该齿状通孔7与外管壁之间的齿状间隙流出，并沿着竖直冷凝换热管1的整个外管壁向下流动，向下流动的冷却水包覆在竖直冷凝换热管1的整个外管壁面，使其在整个外管壁面形成持续向下流动的水膜层，该水膜层形成降膜蒸发，吸收热量，从而降低竖直冷凝换热管1内制冷剂的冷凝温度，提高制冷效率。齿状通孔7也类似于雪花状。
本方法还包括一个用于将集水池6内的冷却水回输至上水池5的回水步骤和一个上水池5自动补水步骤；当上水池5的冷却水由于蒸发而低于设定水位时，浮阀式自动补水机构9的阀门自动打开，进而对上水池5进行补水；当上水池5的水位达到设定水位时，该浮阀式自动补水机构9的阀门自动关闭，进而停止补水。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。