[发明专利]蒸发式冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及换热器领域，特别是涉及一种蒸发式冷却装置。

背景技术

冷却装置例如冷凝器是制冷系统主要的热交换设备之一，其作用是将压缩机排出的高温、过热蒸气冷却成液态制冷剂。根据冷却介质和冷却方式的不同，常用的冷凝器一般可分为水冷式(又分为壳管式、套管式、沉浸式等)、空气冷却式(或称风冷式)及蒸发式(制冷剂在管内冷凝，管外同时受到水及空气的冷却)三种。

与前两种冷凝器相比，蒸发式冷凝器具有节水、节电和结构紧凑、占地面积小等优点，其循环水流量仅为水冷式冷凝器的10％，水泵的能耗也明显降低。因此，从20世纪70年代起，国际上发达国家开始用蒸发式冷凝器代替传统的水冷式冷凝器，并广泛应用于电力、化工、钢铁、食品等工业部门。

蒸发式冷凝器的工作原理如图1所示，冷却水由喷淋水泵107送至冷凝盘管108的上方，经喷淋设备102喷淋至冷凝管组外表面形成水膜往下流动，由于水膜中部分水蒸发时吸收热量而使管内高温、高压的制冷剂蒸气冷凝成液体。空气则由箱体109下方的进风口105进入，沿冷凝管组的下部向上流动，并将冷凝盘管108外的水蒸气带走。未蒸发的水仍返回至箱底水池106中，依此循环工作。同时，顶端的鼓风机101维持冷凝器上部的负压状态，促使空气向上流动，强化冷却效果。

然而，传统的蒸发式冷凝器存在一些难以克服的技术缺陷。

首先，冷凝盘管108为了保持其强度，必须具有足够的壁厚，这样在对管子进行弯曲加工时，弯头部分必须具有一定的弯转半径，这就使得加工完成的冷凝盘管108的尺寸会非常大。而为了适应冷凝盘管108的较大尺寸，喷淋水泵107、鼓风机101、喷淋设备102以及冷凝器的整体尺寸也都需要相应增大，从而造成最终产品的尺寸和质量都非常大。这不仅仅会造成原材料的大量浪费，而且由于蒸发式冷凝器常常需要吊装到高处，例如建筑物的顶端，因此也造成安装成本的大幅度提升。

其次，在喷淋的水流沿着管壁流下的过程中，在冷凝盘管108的管壁下表面上会存在静止的水滴，很容易生成水垢，从而大大影响盘管的换热效率。另一方面，由于各个管子之间的间隙非常有限，而且无论如何设计管子的排布，都必然会形成冲洗的死角，因此，对冷凝盘管108表面水垢和污渍进行冲洗和清理变得非常困难。通常的做法是，将各排冷凝盘管108从整台冷凝器上拆下来，清洗完成后再将这些冷凝盘管108安装回去。由于如全文所述，蒸发式冷凝器常常需要吊装到高处，这就使得设备的维护成本变得非常高，也限制了蒸发式冷凝器的使用。

除了上面举例所提到的蒸发式冷凝器以外，常见的蒸发式冷却装置还包括闭式冷却塔。传统的闭式冷却塔的热交换主体结构与蒸发式冷凝器相似，也采用的是类似于盘管的结构，因此也会存在上述技术问题。

发明内容

本发明的目的就是要通过提供一种新型的蒸发式冷却装置来解决上述技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种蒸发式冷却装置，包括箱体和位于所述箱体中的换热器组件、风机、喷淋系统。其中，喷淋系统位于换热器组件上方，用于向换热器组件的外表面喷洒冷却液，风机位于喷淋系统的上方，用于将经过换热器组件的冷却液蒸气排出箱体，此外，换热器组件包括若干个夹层换热板，夹层换热板具有内部空间，以供制冷剂在其中流动，其周缘密封，并且在密封的周缘上包括供制冷剂流入和流出的制冷剂入口和出口。其中的冷却液包括水。另外，需要注意的是，这里所说的风机位于喷淋系统的上方是指风机的高度高于喷淋系统，而非指必须位于喷淋系统的正上方。事实上，如下文所述，风机位于喷淋系统侧上方的技术方案正是本发明的优选实施方式之一。

可选地，夹层换热板大致沿着平行于从换热器组件到风机的方向设置。这样的设置可以使得来自于风口的气流顺畅地从夹层换热板的表面流过而无阻碍，从而提高换热的效率。而如果像传统的盘管冷凝器中盘管的布置方式一样，将夹层换热板横向于换热器组件到风机的方向布置，那么将大大影响气流流动，从而使得换热效率大大降低。

可选地，夹层换热板包括两块金属薄板，周缘具有焊接部分。

可选地，两块金属薄板之间包括若干个结合点。进一步地，这些结合点可以均匀分布，或采用其它的分布形式。再进一步地，这些结合点可以包括焊接部分，例如通过点焊机或者激光焊机形成。

可选地，制冷剂的入口可以高于出口，这样便于制冷剂冷凝后流出。

可选地，在换热器组件的下方，还可以设置有填料塔。

其中，蒸发式冷却装置可以是蒸发式冷凝器，也可以是闭式冷却塔。

附图说明