聚合物盘管组件及其制备方法技术

用于热交换装置的盘管组件由聚合物管制成，一些盘管组件具有与盘管组件一体的热交换和水再分布介质，其他具有与盘管组件一体的水分布子组件。一个盘管组件包括由回弯部连接的至少两个大致线性传递段，回弯部通过折叠聚合物管组形成。传递段具有至少两层的聚合物管组，这些聚合物管仅沿着传递段穿过管间隔件中的对齐孔，使得管在传递段和回弯部中保持大致相同的相对位置关系。将说明形成盘管组件和各个构件的方法，这些构件包括用于将盘管组件连接至入口和出口集管使得工作流体穿过管在内部流动的管间隔件和管板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请交叉引用 本申请要求于2013年4月4日提交的美国专利专利申请No. 61/808608和2013 年5月6日提交的美国专利专利申请No.61/819743的权益，其公开W整体引用的方式被并 入本文。 关于联邦资助研发的声明 不适用。 参照缩微平片附录[000引 不适用。 专利技术背景 本专利技术设及一种盘管组件，该组件包括由合成聚合物材料而不是金属（例如锻锋 钢或不诱钢）制成的管，在热交换装置（尤其是蒸发式热交换装置）中使用时，该盘管组件 在下文中通常称作"聚合物盘管组件"。本专利技术还设及一种制造该聚合物盘管组件的方法。 本专利技术的其他方面也在下文中有所阐述。 聚合物盘管组件可被原始热交换设备（通常是但不限于冷却塔）的制造商使用， 或者作为现有设备中的替换盘管组件来使用。它在作为现有设备的替换盘管组件来使用时 尤其有用，因为聚合物盘管组件的重量显著地小于由锻锋钢或不诱钢制成的典型盘管组件 的重量。为了便于说明，将参考冷却塔，虽然聚合物盘管组件可W与任何其他热交换装置一 同使用，运些热交换装置中盘管组件用于通过盘管组件的管的内部流动的流体与在盘管组 件的管的外部流动的炉体之间的间接热交换。本专利技术的盘管组件，可W在干湿冷却操作、闭 环和开环操作的系统中使用。聚合物盘管组件可用于间接热交换系统中或与直接热传递介 质一同使用，例如可为挡水杆、波纹合成聚合物板或任何其它类型的直接热传递介质的接 触体。 在使用由盘管组件提供的间接传热的蒸发式热交换器中，盘管组件被安装于该装 置的管道或外壳中，其中热交换流体，一般是液体（通常为水）和气体（常常是空气），在 外部流过盘管组件W冷却或冷凝在盘管组件的管的内部流动的传热流体。盘管组件（包括 本专利技术的聚合物盘管组件）可W被安装在逆流蒸发式热交换器中，使得当空气通过盘管组 件向外上、向外行进时，水通过盘管组件向下和向外流动。盘管组件（包括本专利技术的聚合物 盘管组件）也可W被安装在横流蒸发式热交换器中，其中外部液体（通常是水）向下且向 外流过盘管组件，而气体（通常为空气）在到达压力通风系统之前大致横向穿过盘管组件 且在外部通过盘管组件，空气通常在压力通风系统离开装置的顶部。也可W在蒸发式热交 换器中安装本专利技术的聚合物盘管组件，在该蒸发式热交换器中，外部的液体（通常是水）和 气体（通常是空气）同时或并行地向下和向外流过盘管组件。在运些布置任一种中，盘管 的管的外表面上的水的蒸发，通过热传导冷却盘管组件并通过对流冷却管内的内部传热流 体。 水由配水管道和喷嘴喷洒或从水槽喷洒，水槽中的水在盘管组件的上方由于重力 流动。水通常被收集在热交换器的底部的水池中且通常与补充水一同循环，由于配水系统 的蒸发，补充水由合适的累通过阀W公知的方式添加。空气可被感应地吸入到装置中并由 排气风扇（通常是螺旋奖式风扇）在外部排出通过盘管组件，接着通常排出热交换器的顶 部，或者空气可W由各种类型的风机（例如离屯、鼓风机）W强制通风的形式被在外部排出 通过盘管组件。 盘管组件通常由横跨蒸发式热交换器的冷却腔或室的金属管制成，其中该管通常 被布置成一组婉艇管，该婉艇管包括大致笔直部分（有时候称作段），该大致笔直部分由管 系中的弯头（有时候称作"弯曲部（M曲t)"，或者如在本申请中称作"回弯部"）连接在一 起。盘管组件的婉艇管可在冷却塔的热交换部（具有在交错的竖直高度上的段）被紧密地 包装，使得水和空气可在外部行进通过盘管组件，或者婉艇管可被布置成在相邻竖直管层 的段之间具有一些水平间隔。在通常用于克服逆流和横流装置中的水的阻力而抽吸或迫使 空气在外部穿过盘管组件的功率需求和可用于热传递的盘管组件中的管的表面积之间存 在折衷，运取决于盘管组件中的管的尺寸、数量和间隔。 冷却塔是拒绝来自许多应用（诸如发电、食品加工及暖通空调装置）中使用的热 的工艺水的热量的最有效设备。闭环流体冷却器通过管壁传递热量可W间接地拒绝来自管 内部流动的热工艺水的热量到外部气流。通常，流体冷却器热交换器由出于防腐蚀（常常 暴露于水喷雾）目的的锻锋钢制成。然而，锻锋涂层只在管的外侧。因此，来自不断充气的 开放系统的循环水将快速地损害钢管的内部。出于运个原因，该开放系统中运行的流体冷 却器需要使用更加昂贵的不诱钢盘管。 聚合物盘管组件在之前已被提出且已在市场上取得了一些成功，如由PowerCold 公司生产和销售的聚合物盘管组件。PowerCold公司的聚合物盘管包括通过折叠细长聚合 物管束制成的婉艇盘管组件，但是在通过管束、尤其是在回弯部的传热方面，则存在一些问 题。PowerCold聚合物盘管组件具有在每个捆绑的笔直段或"延伸段（传递段）"中不是规 则间隔开的管， 且通常在横向于传递段的纵向方向的间隔件之间的段中相互抵靠。各管使用钢杆 梓入间隔件中的孔W随着它们被梓入孔而支撑各管。间隔件卡接在一起，W形成完整的盘 管排。此外，杆被插入组装的间隔件W附接并支撑外部框架结构。管束被分成两组，每个传 递段每束中30个管。在每个回弯部处，传递段中的顶管束与传递段中的底管束切换W最小 化管弯曲并防止扭绞。回弯部被捆绑、缠绕或螺旋在一起，用W有效防止或严格地限制空气 和水在外部流过回弯部且在回弯部丧失显著的传热能力。管束在其端部从方形或矩形的空 间样式过渡到圆形的管样式，因为管的端部被超声焊接至圆形管板W装配到标准的聚氯乙 締（PVC)管接头中。本专利技术的聚合物盘管组件克服了化werCold聚合物管组件的相关问题。 本专利技术的聚合物盘管组件在给定盘管组件体积内提供了最大的盘管传热表面积， 增强了传热能力，相比于相同尺寸的金属盘管组件重量显著减轻。聚合物盘管组件中使用 的聚合物管相比于锻锋钢盘管组件更加不易被腐蚀。与现有技术的聚合物盘管组件相比， 本专利技术的聚合物盘管组件避免了在传递段中管的捆绑W及管在弯头处的捆绑、缠绕、或螺 旋，而是为各管提供了合适的间隔使得下垂的可能性最小化且使其在传递段和回弯部中大 致保持相同的相对位置关系。运增强了传热能力和效率。 聚合物盘管组件的制造方法是本专利技术的一部分。该方法保证组中的各管在传递段 和回弯部中大致保持相同的相对位置关系。 本专利技术的另一部分设及制造任何类型的聚合物管的盘管组件，W及通过注模、诱 铸或灌封形成围绕管端的管板。运种方法相比于将聚合物管梓入管板中的对齐孔更有效， 管板将管连接至集管，使得传热流体在盘管组件中的管的内部流动。 同样，本专利技术还包括通过诱铸或灌封间隔件来形成围绕任何类型盘管组件中的聚 合物管的间隔件的方法，围绕管通常有许多间隔件，使用运类方法又避免了将管梓入许多 间隔件。 冷却塔在热交换器壳体中独立地包括盘管组件和直接接触蒸发热交换填充介质， 运是已知的。本专利技术的另一部分出于W下目的中的至少一个将直接接触蒸发热交换填充介 质结合到盘管组件中：增强热交换特性、增强在盘管的至少一部分上方的水分布W及支撑 各盘管的相邻传递段。 蒸发冷却塔也使用通常包括喷嘴和/或直接接触空气/水蒸发填充介质的水分布 系统，喷嘴用于在盘管组件上喷洒水。该水分布器是热交换设备的独立部分。本专利技术的另 一个方面是将水分布子组件整合到任何构造的聚合物管的盘管组件中。通过将水分布子组 件一体地并入盘管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热交换应用的盘管组件，其特征在于，所述盘管组件包括：聚合物管组，所述聚合物管组沿包括至少两个大致线性传递段的路径布置，所述大致线性传递段延伸预定纵向距离，其中管组通过每两个传递段之间的回弯部在各传递段之间延伸；每个传递段中的管组包括至少两个大致平行的管层；在所述传递段和所述回弯部中，所述管彼此之间具有大致相同的相对位置关系；以及所述管组延伸穿过沿着传递段的纵向距离横向定向的多个管间隔件中的多个对齐孔，所述间隔件的数量充足且仅沿着所述传递段的纵向距离彼此间隔开，以支撑管并使管在所述传递段和回弯部保持其相对位置关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·E·克雷尔，F·M·库利克三世，D·卡尔顿，
申请(专利权)人：布伦特伍德工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US