蒸发式冷凝器以及附带该蒸发式冷凝器的冷冻系统的制作方法

文档序号:14187457阅读:277来源:国知局

本发明涉及一种应用在冷冻系统中的蒸发式冷凝器,尤其适用于冷库等的冷冻系统中,用于冷凝、液化冷凝用冷却循环的冷媒的蒸发式冷凝器,以及附带该蒸发式冷凝器的冷冻系统。冷凝用冷却循环的冷媒从在该冷冻系统的一次侧冷冻循环中循环的一次侧冷媒吸热并蒸发。



背景技术:

传统上,使用氨作为冷媒的冷冻系统中使用的蒸发式冷凝器,以下部分组成为公众所熟知:将从冷冻设备的压缩机输送过来的氨冷媒冷却并冷凝的具有由直管组成的复数根冷媒管的传热部件,以及将冷却水喷洒至传热部件的洒水喷嘴,以及带有将从洒水喷嘴出来的冷却水蒸发的空气进气口和空气排气口的箱体,以及设置在靠近箱体的空气排气口附近的将空气强制排出的送风机。(例如,参考专利文献1)

专利文献1:特开2001-091102号公报。(特别是,参考专利申请的范围、图1、图3)

此外,使用二氧化碳作为冷媒的冷冻系统中使用的蒸发式冷凝器,以下部分组成为公众所熟知:将从冷冻设备的蒸发器输送过来的二氧化碳冷媒冷却并冷凝的盘管,以及将冷却水喷洒至冷凝盘管的洒水喷嘴,以及带有将从洒水喷嘴出来的冷却水蒸发的空气进气口和空气排气口的箱体,以及设置在靠近箱体的空气进气口附近的将空气强制引入并强制排出的风机。(例如,参考专利文献2)

专利文献2:特开2003-240360号公报。(特别是,参考图1)

但是,上述专利文献1所提到的蒸发式冷凝器,由于其结构是用来冷却水平布置的冷媒盘管内的气体状的氨冷媒,在水平布置的冷媒盘管内冷凝、液化的氨容易附着在管内并出现停滞,该冷媒管内附着的液态的氨冷媒又会妨碍其他剩余的气态氨的热交换过程,其结果造成从冷冻设备输送过来的气体状的氨冷媒无法高效的被冷却、冷凝成液体状的氨。

因此,上述的原因造成冷媒填充量的增加、循环冷媒管径增大,用来冷却冷媒盘管的送风量增大所带来的送风机的容量增大以及高噪声问题,送风量增大所带来冷却水量增加以及该蒸发式冷凝器尺寸增大和安装面积增大等诸多问题。此外,冷却水回收再利用时,冷却水中的不纯物质的浓缩以及空气中粉尘和有害气体混入并溶解进入冷却水带来冷媒盘管的污垢以及腐蚀等问题。

与上述专利文献2所提到的蒸发式冷凝器一样,由于其原理是用来冷却水平布置的冷媒直管段的气体状的二氧化碳冷媒,在水平布置的冷媒盘管的直管内冷凝、液化的二氧化碳容易附着在直管段内并出现停滞,该冷媒管内附着的液态的二氧化碳冷媒又会妨碍其他剩余的气态二氧化碳的热交换过程,因此从蒸发器输送过来的气体状的二氧化碳冷媒高效的被冷却、冷凝成液体状的二氧化碳这一结构还有被优化、改良的余地。

为了克服上述传统上的技术问题,本发明的第一目的是减少由于冷凝盘管内液化后的冷媒停滞所引起的已经增大的冷媒填充量;第二目的是减少蒸发式冷凝器的安装面积;第三目的是减小通风风机动力的同时降低噪声;第四目的是减少冷却水的消耗量;第五目的是保持冷却水的水质;提供适合于上述几个目的的蒸发式冷凝器以及附带该蒸发式冷凝器的冷冻系统。



技术实现要素:

将从冷凝用冷却循环过程中持续输送过来的冷媒冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置,以及向该冷媒冷却装置喷洒冷却水并冷却上述冷媒冷却装置的倾斜板状的洒水装置部分,以及带有将从洒水喷嘴出来的冷却水蒸发的空气进气口和空气排气口的箱体,以及设置在箱体内部将空气从空气进气口强制送至空气排气口的通风风机等组成的蒸发式冷凝器;上述的冷媒冷却装置不同于传统的水平布置的冷凝盘管,而是倾斜布置冷凝盘管并使上述的冷媒倾斜往下流动进行冷却,上述的洒水装置具有复数个喷嘴,且同样沿着倾斜冷凝盘管布置并向冷凝盘管喷洒冷却水。

进一步的,所述蒸发式冷凝器的洒水装置倾斜布置在冷媒冷却装置的上风侧。

进一步的,所述蒸发式冷凝器的冷媒冷却装置以及洒水装置与通风风机之间设置的挡水板,沿着所述冷媒冷却装置和洒水装置倾斜布置。

进一步的,所述蒸发式冷凝器的空气进气口设置在箱体的侧壁面,所述空气排气口设置在箱体的顶部,所述冷凝盘管从箱体的侧壁面上方面向空气排气口对面的箱体底面侧倾斜布置。

进一步的,所述洒水装置与冷却水净化装置连接。

进一步的,本发明所涉及的冷冻系统,附带上述的任意一种蒸发式冷凝器。

有益效果

本发明的蒸发式冷凝器,由将从冷凝用冷却循环过程中持续输送过来的冷媒冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置,以及向该冷媒冷却装置喷洒冷却水并冷却上述冷媒冷却装置的倾斜板状的洒水装置的部分,以及带有将从洒水喷嘴出来的冷却水蒸发的空气进气口和空气排气口的箱体,以及设置在箱体内部将空气从空气进气口强制送至空气排气口的送风风机等部分组成;将从冷凝用冷却循环过程中持续输送过来的气态冷媒冷却并冷凝至液态,送至冷凝用冷却循环系统中去,此外,还有以下特有的功能和效果。

1.冷媒冷却装置有复数根冷凝盘管,该冷凝盘管不同于传统的水平布置,而是倾斜布置并使冷媒边往下流动边进行冷却,气态的冷媒一边在冷凝盘管管内移动,一边从管壁被带走热量得到冷却,冷却后释放冷凝潜热的同时冷凝、液化成冷媒的液膜和液滴附着在内管壁面上,由于液态冷媒的重力,顺着倾斜的内管壁不断往下流动,因此不会形成液态冷媒滞留管壁的问题,且剩余的气态冷媒得以不断持续冷凝、液化,从而使冷凝用冷却循环过程中持续输送过来的气态冷媒能够很好地得到液化,并可以减少冷媒的填充量。

进一步的,与传统的蒸发式冷凝器中采用的板状冷媒冷却装置水平布置相比,冷媒冷却装置倾斜布置可以让冷却水蒸发的冷凝盘管的有效长度变得更长,因此在和传统的蒸发式冷凝器获得同样的换热表面积的条件下,蒸发式冷凝器可以变的更小型化,安装面积也可以变得更小。

进一步的,与传统的蒸发式冷凝器相比,在同样大小的设备安装面积的条件下,为了获得相同的冷媒冷却装置的换热表面积,冷凝盘管厚度可以变薄,与传统的冷凝盘管通风时的情况相比,冷凝盘管冷却时达到同样的通风量时的盘管表面通过风速更小,因此通风时的压力损失更小从而通风风机的动力消耗可以变得更小,且盘管在通风时的噪声更小。

进一步的,洒水装置有复数个沿着冷凝盘管倾斜布置并往冷凝盘管喷洒冷却水的洒水喷嘴,洒水喷嘴与冷凝盘管之间等间距排布,喷洒出的冷却水可以均等地附着在冷凝盘管的外管壁面上,并顺着管壁向下流动,可以更有效的利用冷却水的蒸发潜热,减少冷却水的消耗量。

2.本发明的蒸发式冷凝器中,洒水装置倾斜设置在冷媒冷却装置的上风侧,喷洒出来的冷却水更多地附着在冷凝盘管的下侧,因此可以促进冷凝盘管内壁面的下侧的表面上形成液膜、液滴,可以缩短液态冷媒附着和停留在管壁上的时间。

此外,沿着通风风机的送风方向进行洒水,可以减少送风的压力损失,与传统的洒水和送风方向相反的情况相比,可以减少通风风机的动力消耗。

3.将上述冷媒冷却装置以及洒水装置与通风风机之间设置的挡水板沿着上述冷媒冷却装置和洒水装置倾斜布置,相比起传统在蒸发式冷凝器的箱体排风口一侧设置挡水板的情况,可以更快地收集没有参与冷却过程的被喷洒出来的冷却水,同时冷却水由于自身的重力沿着挡水板向下流动,因此可以更快回收冷却水,以及减少冷却水的消耗量。

此外,由于可以增大收集冷却水的挡水板的表面积,因此与传统的蒸发式冷凝器相比,在达到同样大小的表面积的条件下,本发明的蒸发式冷凝器可以做到小型化,设备安装面积可以变小。

另外,与传统的蒸发式冷凝器相比,在同样大小的设备安装面积的条件下,且在挡水板的表面积相同的情况下,挡水板的厚度可以更薄,与传统的挡水板通风时的情况相比,在达到同样的收集冷却水所需的通风量时挡水板的通过风速更小,因此挡水板通风时的压力损失更小从而通风风机的动力消耗可以变得更小,且挡水板在通风时的噪声变得更小。

4.所述的空气进气口设置在箱体的侧壁面,所述的空气排气口设置在箱体的顶部,上述的冷凝盘管从箱体的侧壁面上方面向空气排气口对面的箱体底侧倾斜布置,为了达到与传统的蒸发式冷凝器的冷媒冷却装置相同的换热表面积,举例来说,冷凝盘管与水平方向的冷媒冷却装置形成60度倾斜的夹角(倒过来的正三角形)时,冷媒冷却装置的表面积将变为2倍,冷媒冷却装置的厚度则可缩小为1/2而总换热表面积不变,因此冷凝盘管通风时的压力损失更小从而通风风机的动力消耗可以变得更小,且通风时的噪声变得更小

5.所述的洒水装置与冷却水净化装置连接,可以有效去除从挡水板回收冷却水中含有的浓缩后的不纯物质、以及从空气中溶解进入冷却水中的粉尘和有害气体,将较为干净的冷却水供至洒水装置,不仅可以改善冷却水水质从而降低冷凝盘管结垢和腐蚀所造成的换热效率降低的问题,同时减少降低维护工作量。

6.本发明所设计的一种冷冻系统,在冷冻系统中使用所述蒸发式冷凝器进行搭配并构成冷凝用冷却循环的情况下,该冷冻系统即可具备有益效果1至5中相对应的任一一项同等的效果。

附图说明

[图1]使用了本发明的蒸发式冷凝器的冷冻系统概念图;

[图2]作为本发明的第一实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图;

[图3]从图2的3-3符号所看到的剖面图;

[图4a]本发明的蒸发式冷凝器中冷媒冷却装置的实施例示意图;

[图4b]本发明的蒸发式冷凝器中冷媒冷却装置的变形案例示意图;

[图5]作为本发明的第二实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图;

[图6]从图5的6-6符号所看到的剖面图;

[图7]作为本发明的第二实施例,蒸发式冷凝器与冷却水净化装置连接的概念图;

[图8]作为本发明的第三实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图;

[图9]从图8的9-9符号所看到的剖面图;

[图10]从图8的10-10符号所看到的剖面图;

[图11]作为本发明的第四实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图;

[图12]从图11的12-12符号所看到的剖面图。

附图标记

100、200、300、400:蒸发式冷凝器;

110、210、310、410:箱体;

112、312:空气进气口;

212a、412a:第1空气进气口;

212b、412b:第2空气进气口;

114、214、314、414:空气排气口;

116、216、316、416:集水槽;

122、322:上游侧冷媒气体供给收集器;

222a、422a:第1上游侧冷媒气体供给收集器;

222b、422b:第2上游侧冷媒气体供给收集器;

123、224、324:下游侧冷媒液体排出收集器;

424a:第1下游侧冷媒液体排出收集器;

424b:第2下游侧冷媒液体排出收集器;

126、326:冷凝盘管;

226a、426a:第1冷凝盘管;

226b、426b:第2冷凝盘管;

130、230、330、430:洒水装置;

132、232、332:冷却水供给收集器;

432a:第1冷却水供给收集器;

432b:第2冷却水供给收集器;

134、334:洒水喷嘴;

234a、434a:第1洒水喷嘴;

234b、434b:第2洒水喷嘴;

140、240、340、440:通风风机;

150、250、350、450:挡水板;

160、260、360、460:洒水泵;

170、270、370、470:送水管;

280:冷却水净化装置;

282:过滤槽;

284:吸附槽;

286:过滤膜槽;

288:清水槽;

289:循环泵;

cw:冷却水;

r:冷媒(二氧化碳冷媒);

rg:气体状的冷媒;

rl:液体状的冷媒;

s:冷冻系统;

sa:一次侧氨冷冻循环;

sb:二次侧二氧化碳冷却循环;

sc:氨冷凝用冷却循环。

具体实施方式

本发明是,将从冷凝用冷却循环过程中依次输送过来的冷媒冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置,以及向该冷媒冷却装置喷洒冷却水并冷却所述冷媒冷却装置的倾斜板状的洒水装置,以及带有将从洒水喷嘴出来的冷却水蒸发的空气进气口和空气排气口的箱体,以及设置在箱体内部将空气从空气进气口强制送至空气排气口的通风风机等组成的蒸发式冷凝器;所述的冷媒冷却装置倾斜布置复数根冷凝盘管并使上述的冷媒倾斜往下流动进行冷却,所述的洒水装置具有复数个洒水喷嘴,且同样沿着倾斜冷凝盘管布置并向冷凝盘管喷洒冷却水,所以可以持续高效地将冷却循环过程中输送过来的气态的冷媒冷却、液化,只要具有以上特征,那么具体的实施形态不做限制。

例如,作为冷凝用冷却循环过程中使用的冷媒,无论是二氧化碳、氨、碳化氢(丙烷、丁烷、异丁烷等)的无氟冷媒、还是氟利昂(134a等),均可以使用。冷媒只要能在蒸发式冷凝器的冷凝盘管内冷凝、液化成为液态的,那么具体的实施形态不做限制。

此外,关于用来冷却“冷媒冷却装置”的洒水装置的位置,例如,可以设置在冷媒冷却装置的上方、下方、侧方位、上风侧、下风侧等均可,只要是向冷媒冷却装置喷雾、喷洒冷却水,那么具体的实施形态不做限制。

另外,关于通风风机的位置,例如,可以布置在上风侧的空气进气口一侧、或者下风侧的空气排风口一侧均可,只要是在箱体内部从空气进气口到空气排风口可以产生气流流动,那么具体的实施形态不做限制。

实施例1:

以下基于图1到4b,介绍本发明的实施例1的应用于冷冻系统s中的蒸发式冷凝器100。图1为使用了本发明的蒸发式冷凝器的冷冻系统概念图,图2为作为本发明的第一实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图,图3为从图2的3-3符号所看到的剖面图,图4a为本发明的蒸发式冷凝器中冷媒冷却装置的实施例,图4b为本发明的蒸发式冷凝器中冷媒冷却装置的变形案例。

图1所示,冷冻系统由,以氨作为冷媒循环的一次侧冷冻循环sa,由被一次侧循环sa中的氨冷却的二氧化碳为冷媒循环的二次侧二氧化碳冷却循环sb,以及以用于冷却一次侧氨冷冻循环sa中氨冷媒的二氧化碳冷媒作为一个例子的冷媒r循环的氨冷凝用冷却循环sc所组成。

一次侧氨冷冻循环sa拥有氨冷凝侧串级凝缩器sa1和氨蒸发侧串级凝缩器sa2。二次侧二氧化碳冷却循环sb拥有蒸发器sb1。氨凝缩用的冷却循环sc拥有蒸发式冷凝器100.此外,蒸发式冷凝器100按照冷冻循环s的规模,数量可以发生变化。

氨冷凝侧串级凝缩器sa1中,一次侧氨冷冻循环sa的氨冷媒,被氨冷凝用冷却循环sc中的蒸发式冷凝器100送来的液体冷媒r1吸收热量,冷凝、液化。从氨冷媒中吸热的液体冷媒r1,因吸热而蒸发、气化。该蒸发、气化的冷媒rg回到蒸发式冷凝器100,再次被冷却、冷凝、液化。

如此,经蒸发式冷凝器100充分冷却、冷凝、液化的液体冷媒r1,从氨冷媒吸热、蒸发、气化的同时,氨冷媒再被冷却。氨冷媒的冷凝、液化温度比传统的水冷方式温度变低,比传统的使用冷却塔和冷却水泵的氨冷凝循环sc,更加小型化,并且冷却效率高。

蒸发式冷凝器英文为evaporativecondenser。可简称为evacon,本文中称蒸发式冷凝器。

图2,3所示,蒸发式冷凝器100是由,箱体110、将氨冷凝用冷却循环sc中输送来的冷媒r冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置120、通过喷洒冷却水cw将冷媒冷却装置120进行冷却的倾斜板状的洒水装置130、通风风机140、挡水板150,洒水泵160,送水管170组成。进气口112是从箱体110外侧吸入空气用的开口,设置在箱体110的侧壁面。空气排气口114是从箱体110内侧排出空气用的开口,设置在箱体110的上顶面。集水槽116是储存箱体110的冷却水cw的箱底空间,设置在箱体110的底面。

箱体110的内侧设置有冷媒冷却装置120,洒水装置130,通风风机140.

冷媒冷却装置120是由,上游侧冷媒气体供给收集器122、下游侧冷媒液体排出收集器124、复数的冷凝盘管126组成。冷媒冷却装置120设置在从空气进气口112吸入的空气经空气排气口114排出的流通径路上。例如,冷媒冷却装置120设置位置高于空气进气口112.

上游侧冷媒气体供给收集器122设置在流淌一次侧氨冷冻循环sa中的氨冷凝侧串级冷凝器sa1送来的冷媒r的冷媒冷却装置120的上游侧,设置在比箱体110的侧壁面高的位置,是直接供给冷媒气体的直管。

上游侧冷媒气体供给收集器122的管径(内径)和下游侧冷媒液体排出收集器124的管径大致为同一尺寸。上游侧冷媒气体供给收集器122和下游侧冷媒液体排出收集器124的配置,在箱体110的内外都可以。

冷凝盘管126是由直管构成。构成复数根冷凝盘管126的复数根直管的每一根,都满足上游侧与上游侧冷媒气体供给收集器122,下游侧与下游侧冷媒液体排出收集器124联通。对于水平方面倾斜配置。冷媒冷却装置(120)成倾斜板装结构。

因此,比起传统的蒸发式冷凝器中采用的水平方向配置的冷媒冷却装置盘管,倾斜配置的冷凝盘管126的蒸发有效部分盘管变长,蒸发冷却水cw的区域,即外表面积和冷却冷媒r的区域即内表面积更大。而且,在冷凝盘管126的外表面上,由洒水装置130喷洒的冷却水cw和接近冷凝盘管126的内表面的冷媒r间导热性变好,冷媒r的液化效率增高。

冷凝盘管126的管径比上游侧冷媒气体供给收集器122和下游侧冷媒液体排出收集器124的管径小。因此通过冷凝盘管126相互间的间隙空气更容易流通,促进冷凝盘管126的外表面上附着的冷却水cw蒸发。

洒水装置130设置在冷媒冷却装置的上风侧也就是下侧。洒水装置130由冷却水供给收集器132和复数个洒水喷嘴134组成。冷却水供给收集器132设置于由洒水泵160送来的冷却水cw的洒水装置130的上游侧,直接给洒水喷嘴134供给冷却水的直管。冷却水供给收集器132设置在上游侧冷媒气体供给收集器122的下侧,或者是下游侧冷媒液体排出收集器124的下侧都可以。

洒水喷嘴134由直管构成,为与通风成顺风方向设置于冷凝盘管126的下侧,沿冷凝盘管126倾斜配置。复数个洒水喷嘴134相互有间隔的连接到冷却水供给收集器132,相互平行的交互配置。洒水装置130成倾斜板状结构。即是说,倾斜板状的冷媒冷却装置120与倾斜板状的洒水装置130,对于水平方向倾斜配置,在冷媒冷却装置120的上风侧即是下侧,将洒水装置130以一定距离平行配置。

因此,洒水装置130的洒水喷嘴134和冷媒冷却装置120的冷凝盘管126间距离一定,从洒水喷嘴134喷洒出的冷却水cw朝冷凝盘管126的下侧,附着冷凝盘管126的外表面的西侧部分,向下游部分均匀流下。

喷洒的冷却水cw在冷凝盘管126的下侧大量附着,促进冷凝盘管126的内表面的下部形成液膜或液滴。

构成洒水喷嘴134的每根直管都有复数个喷水口。喷水口将冷却水cw以水雾的形式朝冷凝盘管126喷出。洒水喷嘴134的管径小于冷却水供给收集器132的管径。因此,通过洒水喷嘴134间的间隙,空气更容易流动,更容易通过冷凝盘管126的间隙由空气排气口114排出。

通风风机140设置在空气排气口114。挡水板150设置在冷媒冷却装置120和通风风机140的中间,沿着冷媒冷却装置120和洒水装置130倾斜排布。

挡水板150由复数个组件152构成。每个组件152都沿着冷凝盘管126纵向排布。因此,相比传统的将挡水板150设置于箱体110的空气排气口114处,挡水板150的各个组件152更容易早期收集由洒水装置130喷洒的没有附着在冷媒冷却装置120的雾状冷却水cw。收集到的冷却水cw水滴通过每个组件152因自重而流向挡水板150的下方,集合并流入箱体110的底面集水槽116而被回收再利用。而且,伴随因通风风机140产生的箱体110内部从空气进气口112到空气排气口114的气流,从蒸发式冷凝器100排出的冷却水cw的水量可以得到有效抑制,降低冷却水cw使用量。

洒水泵160和送水管170为循环箱体内的冷却水cw,是指在集水槽116和冷却水供给收集器132之间。

参考图2,3,描述由本发明中的蒸发式冷凝器,气体冷媒rg被吸热、冷凝、液化,变成液体冷媒ri排出的全过程。

通风风机140启动旋转。因通风风机140的旋转,空气被从空气进气口112吸入箱体110,通过冷媒冷却装置120,由空气排气口114强制排出。

冷却水cw经洒水泵160从集水槽116通过送水管170,被送到冷却水供给收集器132。被送到冷却水供给收集器132的冷却水cw,在冷却水供给收集器132分散到复数个洒水喷嘴134的喷口,以水雾状喷出。

通风方向与洒水方向为同方向,故比起传统的逆方向,通风风机140的耗电量降低。洒水喷嘴134的喷口,形成比传统的逆方向洒水的水滴更加细小的水雾,更易蒸发从喷口到冷凝盘管126间的水滴表面,从而提高冷却效果。

冷却水cw接触冷凝盘管126外表面。接触的冷却水cw因通风蒸发气化,从冷凝盘管126的外表面吸取蒸发潜热。未被蒸发的冷却水cw由挡水板150回收,回到集水槽116中再利用。

被送到冷媒冷却装置120的气体冷媒rg流入上游侧冷媒气体供给收集器122。流入上游侧冷媒气体供给收集器122的气体冷媒rg在上游侧冷媒气体供给收集器122中被分流到复数根冷凝盘管126。分流的气体冷媒rg在冷凝盘管126内朝下游侧冷媒液体排出收集器124流动。

被吸收了蒸发潜热的冷凝盘管126从和冷凝盘管126内表面接近的气体冷媒rg吸取热量。被吸热的气体冷媒rg被冷凝、液化,变成液体冷媒ri,附着在冷凝盘管126的内表面,形成液膜或液滴。

冷凝盘管126对于水平方向成倾斜排布。因此,气体冷媒rg在冷凝盘管126内边移动便被吸热冷却,因冷却而被吸收冷凝潜热,冷凝、液化,在冷凝盘管126内壁形成液膜或液滴时,因自重不会在冷凝盘管126内滞留而直接流下,变少。

因液体冷媒ri流下,冷凝盘管126内附着的液体冷媒ri的液膜或液滴始终保持较少的状态,从而促进气体冷媒rg继续冷凝,液化。因此,自然形成了冷凝盘管126内的防止冷媒滞留功能。从而可以控制管内冷媒的充填量到最小限度,比传统蒸发式冷凝器的冷媒充填量缩小。

冷凝盘管126的部分直管被设置在洒水装置130的冷却水cw洒水区域内。因此,与冷凝盘管126在洒水装置130的冷却水cw洒水区域有弯管部分的情况相比,在这个区域内以直管形式构成的冷凝盘管126中,气体冷媒rg的附着液体冷媒ri会沿同一方向,均匀快速的通过最短距离流过直管部分。使气体冷媒rg的冷凝、液化效率提高。

从复数根冷凝盘管126中留下的液体冷媒ri在下游侧冷媒液体排出收集器124中合流。合流后的液体冷媒ri再从下游侧冷媒液体排出收集器124排出。这样冷媒通过冷凝盘管126管内边流下边冷却。

倾斜配置的冷媒冷却装置120,比传统的水平配置通风入口面积增大。

比如,同样宽度w的情况下,传统水平配置的板状冷媒冷却装置的长设为l,本发明的倾斜板状冷媒冷却装置120比传统沿垂直方向向下0.7l倾斜配置,因勾股定理冷媒冷却装置的实长则为1.2l,面积计算为传统的1.2倍。风量按照入口面积和风速的乘积来计算,在通过冷媒冷却装置120的风量相同的情况下,相当于把冷媒冷却装置120的厚度变薄,并把风速降低。另外,如果单纯把传统的蒸发式冷凝器的冷凝盘管倾斜,蒸发式冷凝器将变得更小型化,安装面积也会变小。

冷媒冷却装置120的空气阻力概算,是与速度的平方和冷媒冷却装置120的厚度成正比。因此,冷媒冷却装置120的厚度降低或是风速变慢,都会使冷媒冷却装置120的空气阻力减少,从而降低通风风机140的能耗,并能使冷媒冷却装置的通风噪音降低。

洒水装置130和挡水板150也与冷媒冷却装置120相同,成倾斜排布,比传统的水平配置增大了通风入口面积。同样,冷媒冷却装置取得同等性能的前提下,可以把空气通过厚度变薄,降低通风风机140的能耗,并能使冷媒冷却装置的通风噪音降低。同时,蒸发式冷凝器100比起传统的同等性能产品,可以实现小型化。

如图4a所示,冷媒冷却装置120的冷凝盘管126按照横向一列排布。另外分成两个以上的层排列布置,比如如图4b所示的1层的冷凝盘管126a,2层的冷凝盘管126b,3层的冷凝盘管126c,这样分3层排布的结构也可以。采用多层结构时,各层的位置关系可以采取图4b所示的纵向直线状排列的构造,或交叉排列的结构等,根据通风气流速度,使流入冷凝盘管126的冷媒r的冷凝、液化效果更加充分的结构。

进而,如图4a,4b中所示,可以在冷凝盘管126上安装放热百叶。

设置放热百叶,会增大冷凝盘管126外表面积,增加冷却水cw蒸发的接触面积,提高冷凝盘管126中气体冷媒rg的冷却效率。另外,设置放热百叶,可以不使用回收未有效蒸发利用的冷却水cw的挡水板150,降低空气阻力,增加通风风速,从而降低通风风机140的耗电量。由此得来的本发明的第一实施例的蒸发式冷凝器100,由将从冷凝用冷却循环sc中依次输送过来的冷媒r冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置120,以及向该冷媒冷却装置120喷洒冷却水cw并冷却所述冷媒冷却装置120的倾斜板状的洒水装置130,以及带有将从洒水装置130出来的冷却水cw蒸发的空气进气口112和空气排气口114的箱体110,以及设置在箱体110内部将空气从空气进气口112强制送至空气排气口114的通风风机140等组成,冷媒冷却装置120倾斜布置复数根冷凝盘管126并使上述的冷媒r倾斜往下流动进行冷却,所述的洒水装置130具有复数个洒水喷嘴134,且同样沿着倾斜冷凝盘管126布置并向冷凝盘管126喷洒冷却水cw,所以可以持续高效地将氨冷凝用冷却循环sc中输送过来的气态的冷媒rg冷却、液化,从箱体110吸入的空气可以更高效的冷却、蒸发从洒水装置130喷洒出的冷却水cw,可以更好的从冷凝盘管126吸收蒸发潜热,从而更高效的将气体状的冷媒rg冷凝、液化成液体状的冷媒rl。

进一步的,冷媒冷却装置120拥有冷凝盘管126的上游侧的上游侧冷媒气体供给收集器122和下游侧的下游侧冷媒液体排出收集器124,复数根冷凝盘管126在上游侧冷媒气体供给收集器122和下游侧冷媒液体排出收集器124之间,相互平行铺设。因此气体状的冷媒rg可以更高效的被冷却、冷凝、液化成液体状的冷媒rl。

进一步的,洒水装置130与通风成顺风方向设置于冷凝盘管126的下侧,并拥有沿冷凝盘管126倾斜配置的,想冷凝盘管126喷洒冷却水cw的复数个洒水喷嘴134。因此,可以缩短液体状的冷媒rg的滞留附着时间。

进一步的,冷媒冷却装置120及洒水装置130和通风风机140之间设置的挡水板150,沿冷媒冷却装置120及洒水装置130倾斜配置,因此可以降低冷却水cw的消耗量。

进一步的,冷媒冷却装置120的上游侧冷媒气体供给收集器122和下游侧冷媒液体排出收集器124分别都设置有连接管,连接相邻的冷媒冷却装置120的上游侧冷媒气体供给收集器122和下游侧冷媒液体排出收集器124,可以根据冷冻设备的冷凝负荷随机应变的增减数量,从而获得与规模相应的冷凝负荷,有利于抑制冷冻设备开发中很重要的初期费用,效果甚大。

实施例2:

发明的第二实施例的蒸发式冷凝器200,基于图5~7进行说明。图5为作为本发明的第二实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图,图6为从图5的6-6符号所看到的剖面图,图7为作为本发明的第二实施例,蒸发式冷凝器与冷却水净化装置连接的概念图。

实施例2的蒸发式冷凝器200,为将前述实施例1的蒸发式冷凝器100中的箱体110、冷媒冷却装置120、洒水装置130的形态改变,基本蒸发式冷凝器的结构和工作原理共通。因此,组件符号的后两位取自实施例1中同组件的编号,百位换为2。详细介绍省略。

图5,6所示,蒸发式冷凝器200是由,箱体210、将冷媒r冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置220、通过喷洒冷却水cw将冷媒冷却装置220进行冷却的倾斜板状的洒水装置230、通风风机240、挡水板250,洒水泵160,送水管270,冷却水净化装置280组成。

箱体210由第1空气进气口212a,第2空气进气口212b,空气排气口214,集水槽216组成。第1、2空气进气口212a、212b是从箱体210外侧吸入空气用的开口,设置在箱体210的一组相对的侧壁面。空气排气口214是从箱体210内侧排出空气用的开口,设置在箱体210的上顶面。

冷媒冷却装置220是由,第1上游侧冷媒气体供给收集器222a、第2上游侧冷媒气体供给收集器222b、下游侧冷媒液体排出收集器224、第1冷凝盘管226a、第2冷凝盘管226b组成。第1上游侧冷媒气体供给收集器222a是设置在冷媒冷却装置220的上游侧,设置在比箱体210的侧壁面高的位置的直管。第2上游侧冷媒气体供给收集器222b是设置在冷媒冷却装置220的上游侧,设置在比箱体210的侧壁面高,并且与第1上游侧冷媒气体供给收集器222a相对的位置的直管。下游侧冷媒液体排出收集器224是设置在冷媒冷却装置220的下游侧,设置在与空气排气口214相对的箱体侧壁低位上的直管。

第1冷凝盘管226a和第2冷凝盘管226b是由直管构成。构成复数根第1冷凝盘管226a的复数根直管的每一根,都满足上游侧与第1上游侧冷媒气体供给收集器222a,下游侧与下游侧冷媒液体排出收集器224联通。从侧壁面上方到对向于空气排气口214的底面方向倾斜配置。构成复数根第2冷凝盘管226b的复数根直管的每一根,都满足上游侧与第2上游侧冷媒气体供给收集器222b,下游侧与下游侧冷媒液体排出收集器224联通。从与第1上游侧冷媒气体供给收集器222a相对的侧壁面上方到对向于空气排气口214的底面方向倾斜配置。冷媒冷却装置220为,由与箱体210相对侧壁面向下倾斜的两张倾斜板组成的截面为v字或u字型的结构。

洒水装置230设置在冷媒冷却装置的上风侧也就是下侧。

洒水装置230由冷却水供给收集器232、第1洒水喷嘴234a、第2洒水喷嘴234b组成。冷却水供给收集器232是设置于由洒水泵260送来的冷却水cw的洒水装置230的上游侧,箱体210顶面下方一点点的直管。

第1洒水喷嘴234a和第2洒水喷嘴234b均由直管构成。第1洒水喷嘴234a为与通风成顺风方向设置于沿第1冷凝盘管226a的下侧,从侧壁面上方到对向于空气排气口214的底面方向倾斜配置。第2洒水喷嘴234b为与通风成顺风方向设置于沿第2冷凝盘管226b的下侧,从与第1洒水喷嘴234a相对的侧壁面上方到对向于空气排气口214的底面方向倾斜配置。

洒水装置230沿冷媒冷却装置220下侧设置,由两片倾斜板组成截面为v字或u字的结构。

因此,通过第1冷凝盘管226a和第2冷凝盘管226b的气流,对向于空气排气口214的底面比箱体210的侧壁面风速更快,随着行进到第1冷凝盘管226a和第2冷凝盘管226b的下游侧,更多的空气接触到附着在第1冷凝盘管226a和第2冷凝盘管226b的外表面的冷却水cw,促进冷却水cw蒸发吸收蒸发潜热。与传统蒸发式冷凝器中气流与冷凝盘管成近似垂直的情况相比,相对于水平方向倾斜排布的第1冷凝盘管226a和第2冷凝盘管226b成小角度交叉的气流通过时,第1冷凝盘管226a和第2冷凝盘管226b间的间隙相对扩大,会造成空气阻力减小,跟传统的冷凝盘管排布方式相比,直到同等空气阻力为止,风速可以变快。比如,同样宽度w的情况下,传统水平配置的板状冷媒冷却装置的长设为l,本发明的倾斜板状冷媒冷却装置220与水平方向成60°排布,比传统沿垂直方向向下1.7l倾斜配置,因勾股定理冷媒冷却装置的实长则为2l,面积计算为传统的2倍。风量按照入口面积和风速的乘积来计算,在通过冷媒冷却装置220的风量相同的情况下,相当于把冷媒冷却装置220的厚度变成1/2薄,并把风速降低为1/2。冷媒蒸发部分220的空气阻力概算,是与速度的平方和冷媒冷却装置220的厚度成正比。因此,冷媒冷却装置220的厚度降低和风速都变为1/2,媒冷却部分120的空气阻力则变为1/8,从而大幅度降低通风风机240的能耗,并能使冷媒冷却装置的通风噪音降低。

挡水板250设置在冷媒冷却装置220和通风风机240的中间,沿着冷媒冷却装置220和洒水装置230,从箱体侧壁面到与空气排气口214对向的箱体底面倾斜排布成v字型或u字型。因此,相比传统的将挡水板250设置于箱体210的空气排气口214处,挡水板250更容易早期收集由洒水装置230喷洒的没有附着在冷媒冷却装置220的雾状冷却水230。

另外,将第1冷凝盘管226a由从顶面到箱体侧壁面下倾斜排布的复数直管组成的同时,将第2冷凝盘管226b由从顶面到与第1冷凝盘管226a相对面的箱体侧壁面下倾斜排布的复数直管组成,分别在冷凝盘管226的上风侧即是下侧或下风侧即是上侧布置洒水喷嘴都可以。

冷却水净化装置280如图7所示,是净化由挡水板250收集回收到集水槽216的冷却水cw的净化系统,设置于集水槽216和洒水装置230的冷却水供给收集器232之间。冷却水净化装置280由过滤槽282,、吸附槽284、过滤膜槽286、清水槽288、循环泵289、以及顺次接续的水管组成。

过滤槽282由过滤材料282a充填。吸附槽284由吸附材料284a充填。

过滤膜槽286由过滤膜286a充填。过滤膜槽286设置有向清水槽288输送冷却水cw的送水管、和向集水槽216直接输送冷却水cw的排水管286p.

清水槽288根据蒸发式冷凝器200的冷却水cw使用条件调整储水量。

清水槽288设置有向循环泵289输送冷却水cw的送水管、和向集水槽216直接输送冷却水cw的溢流管288p.

过滤槽282去除从集水槽216输送来的冷却水cw中的混入的空气尘埃。吸附槽284去除从集水槽216输送来的冷却水cw中的混入的空气中的有害气体和腐败气体。

过滤膜槽286去除从吸附槽284输送来的冷却水cw中的混入的离子和矿物等水以外的不纯物。冷却水cw在通过过滤膜槽286后水质仍不达标时,通过排水管286p送回集水槽216.

清水槽288储存经过滤膜槽286输送的冷却水cw。清水槽288储量超过一定量时,冷却水cw经溢流管288p从清水槽排回集水槽216。不仅保持储水量一定,还能降低冷却水cw中溶解的不纯物,有害气体浓度,进而降低冷却水净化装置280的负荷。之后通过循环泵289,将清水槽288中储存的冷却水cw输送到冷却水供给收集器232.

由此,冷取水净化装置280会从冷却水cw中除去因洒水而浓缩的不纯净物以及洒水时从空气中混入的尘埃和有毒气体,而这些杂质会造成设置在箱体210内部的冷媒冷却装置220和洒水装置230的污染和腐蚀。

另外,冷却水净化装置280可以探测到冷却水cw水质的变化,判断不适合在蒸发式冷凝器200中使用的时候或之前,会定时机能,对冷却水cw进行定期净化,部分或者全部进行换水。

因此,冷却水净化装置280会定期从冷却水cw中除去不纯净物,使冷却水cw保持合适的水质。

过滤槽282,、吸附槽284、过滤膜槽286根据冷却水cw的水质可以省略。此外,将清水槽288省略,将透过膜槽286净化后的冷却水cw直接排入集水槽216亦可。此外,将各槽一体化,省略中间的水管亦可。

此外,冷却水cw的补水如图7所示,由给水管290向集水槽216给水。也可以采用把给水管290通过洒水泵260接管供给过滤槽282或直接接管供给滤槽282这类,经过冷却水净化系统供水的方法。

由此得来的本发明的第二实施例的蒸发式冷凝器200的第1、2空气进气口212a、212b设置在箱体210的一组相对的侧壁面,空气排气口214设置在箱体210的上顶面,第1冷凝盘管226a及第2冷凝盘管226b从箱体侧壁面的上方,到对向于空气排气口214的底面方向倾斜配置,因此对比第1冷凝盘管226a及第2冷凝盘管226b的上游侧,下游侧更能有效的将气体状冷媒rg冷却、冷凝、液化成液体状的冷媒rl的同时,促进冷媒的冷却。

进一步的,洒水装置230连接到净化冷却水cw的冷却水净化装置280,因此能改善冷却水cw的水质,防止蒸发式冷凝器200的性能劣化的同时,减少维修维护的频度,效果甚大。实施例3:

本发明的第三实施例的蒸发式冷凝器300,基于图8~10进行说明。

图8为作为本发明的第三实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图,图9为从图8的9-9符号所看到的剖面图,图10为从图8的10-10符号所看到的剖面图。

第三实施例的蒸发式冷凝器300,为将前述实施例1的蒸发式冷凝器100中的箱体110、冷媒冷却装置120、洒水装置130、以及挡水器150的位置改变,基本蒸发式冷凝器的结构和工作原理共通。因此,组件符号的后两位取自实施例1中同组件的编号,百位换为3。详细介绍省略。

图8,9所示,蒸发式冷凝器300是由,箱体310、将冷媒r冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置320、通过喷洒冷却水cw将冷媒冷却装置320进行冷却的倾斜板状的洒水装置330、通风风机340、挡水板350,洒水泵360,送水管370组成。

箱体310的内侧设置有冷媒冷却装置320,洒水装置330,通风风机340.

冷媒冷却装置320是由,上游侧冷媒气体供给收集器322、下游侧冷媒液体排出收集器324、复数的冷凝盘管326组成。

冷凝盘管326的复数根直管的每一根,都满足上游侧与上游侧冷媒气体供给收集器322,下游侧与下游侧冷媒液体排出收集器324联通。对于水平方面倾斜配置。冷媒冷却装置320成倾斜板装结构。

洒水装置330设置在冷媒冷却装置的上风侧也就是下侧。

洒水装置330由冷却水供给收集器332和复数个洒水喷嘴334组成。

复数个洒水喷嘴334相互有间隔的连接到冷却水供给收集器332,相互平行的交互配置,成倾斜板状结构。即是说,倾斜板状的冷媒冷却装置320与倾斜板状的洒水装置330,对于水平方向倾斜配置,在冷媒冷却装置320的下风侧即是上侧,将洒水装置330以一定距离平行配置。因此洒水装置330喷出的冷却水cw的方向与通风气流成反向,使冷却水cw和空气的接触速度增大,提高冷却水自身的冷却效果。挡水板350为防止随着从排风口314排出的空气气流,水滴状的冷却水cw由排风口314飞散到箱体310外部,设置在通风风机340和洒水装置330之间。

由此得来的本发明的第三实施例的蒸发式冷凝器300的洒水装置330设置于冷媒冷却装置320的冷凝盘管326的上策,沿冷凝盘管326倾斜配置,拥有复数个朝冷凝盘管326喷洒冷却水cw的洒水喷嘴334,因此从洒水装置330喷出的冷却水cw在冷凝盘管326的外周表面从上到下边移动边蒸发。

因此,冷凝盘管326的外周表面得到了有效活用。

实施例4:

本发明的第四实施例的蒸发式冷凝器400,基于图11~12进行说明。

图11为作为本发明的第四实施例,从蒸发式冷凝器正面的斜前方看到的概略图,图12为从图11的12-12符号所看到的剖面图。

第四实施例的蒸发式冷凝器400,为将前述实施例1的蒸发式冷凝器100中的箱体110、冷媒冷却装置120、洒水装置130的形态改变,以及冷媒冷却装置120、洒水装置130的位置改变,基本蒸发式冷凝器的结构和工作原理共通。因此,组件符号的后两位取自实施例1中同组件的编号,百位换为4。详细介绍省略。

图11,12所示,蒸发式冷凝器400是由,箱体410、将冷媒r冷却并冷凝的倾斜板状的冷媒冷却装置420、通过喷洒冷却水cw将冷媒冷却装置420进行冷却的倾斜板状的洒水装置430、通风风机440、挡水板450,洒水泵460,送水管470组成。箱体410由第1进空气气口412a,第2空气进气口412b,空气排气口414,集水槽416组成。

第1、2空气进气口412a、412b是从箱体410外侧吸入空气用的开口,设置在箱体410的一组相对的侧壁面。空气排气口414是从箱体410内侧排出空气用的开口,设置在箱体410的上顶面。

冷媒冷却装置420是由,第1上游侧冷媒气体供给收集器422a、第2上游侧冷媒气体供给收集器422b、第1下游侧冷媒液体排出收集器424a、第2下游侧冷媒液体排出收集器424b、第1冷凝盘管426a、第2冷凝盘管426b组成。第1上游侧冷媒气体供给收集器422a是设置在冷媒冷却装置420的上游侧,设置在比箱体410的侧壁面高的位置的直管。第2上游侧冷媒气体供给收集器422b是设置在冷媒冷却装置420的上游侧,设置在比箱体410的侧壁面高,并且与第1上游侧冷媒气体供给收集器422a相对的位置的直管。

第1下游侧冷媒液体排出收集器424a和第2下游侧冷媒液体排出收集器424b是设置在冷媒冷却装置420的下游侧,设置在与空气排气口414相对的箱体侧壁低位上的直管。

第1冷凝盘管426a和第2冷凝盘管426b是由直管构成。构成复数根第1冷凝盘管426a的复数根直管的每一根,都满足上游侧与第1上游侧冷媒气体供给收集器422a,下游侧与第1下游侧冷媒液体排出收集器424a联通。从侧壁面上方到对向于空气排气口414的底面方向倾斜配置。构成复数根第2冷凝盘管426b的复数根直管的每一根,都满足上游侧与第2上游侧冷媒气体供给收集器422b,下游侧与第2下游侧冷媒液体排出收集器424b联通。从与第1上游侧冷媒气体供给收集器422a相对的侧壁面上方到对向于空气排气口414的底面方向倾斜配置。冷媒冷却装置420为,由与箱体410相对侧壁面向下倾斜的两张倾斜板组成的截面为v字或u字型的结构。

洒水装置430设置在冷媒冷却装置的下风侧也就是上侧。洒水装置230由第1冷却水供给收集器432a、第2冷却水供给收集器432b、第1洒水喷嘴234a、第2洒水喷嘴234b组成。第1冷却水供给收集器432a是设置于由洒水泵460送来的冷却水cw的洒水装置430的上游侧,箱体410侧壁面高位的直管。第2冷却水供给收集器432b是设置于由洒水泵460送来的冷却水cw的洒水装置430的上游侧,箱体410第1冷却水供给收集器432a对面侧壁面高位的直管。

第1洒水喷嘴434a和第2洒水喷嘴434b均由直管构成。第1洒水喷嘴434a为与通风成反方向设置于沿第1冷凝盘管426a的上侧,从侧壁面上方到对向于空气排气口414的底面方向倾斜配置。第2洒水喷嘴434b为与通风成反方向设置于沿第2冷凝盘管426b的上侧,从与第1洒水喷嘴434a相对的侧壁面上方到对向于空气排气口414的底面方向倾斜配置。

洒水装置430沿冷媒冷却装置420上侧设置,由两片倾斜板组成截面为v字或u字的结构。

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