高效换热套管蒸发式冷凝器制造技术

高效换热套管蒸发式冷凝器，包括外壳、冷却空气风机、ＰＶＣ冷却填料、循环冷却水泵和接水盘，冷却空气风机安装在外壳的顶部，冷却空气风机下部依次设循环冷却水布水管、ＰＶＣ冷却填料、双层高效换热套管组件和接水盘；双层高效换热套管组件通过冷却水连接管与循环冷却水布水管连接；接水盘通过循环冷却水泵与冷却水连接管连接；双层高效换热套管组件的端部总管内设置排液汽体隔板。通过采用高效换热套管外管的直接蒸发散热以及缩短冷却水的扬程高度和连接管路长度，因而能大幅度减小了冷却水泵所需的流量和扬程，达到降低了冷却水泵的电能消耗的目的。本实用新型专利技术还具有降低材料消耗、减少体积与重量及降低运行电耗与冷却水消耗等特点。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制冷与空调设备的冷凝器，具体涉及一种高效换热套管蒸发式冷凝器。可用于工业领域生产工艺过程中汽体介质的冷凝过程。
技术介绍
冷凝器是化工、轻工、冶金、医药、食品加工等领域中，各类工业冷源、民用空调及制冷中不可缺少的散热设备。目前广泛使用的有壳管式冷凝器、套管式冷凝器、窄缝通道板式冷凝器以及蒸发式冷凝器，这些冷凝器由于结构不同，具有各自的优点，同时也存在各自的不足。1.在冷凝器循环冷却水对流换热一侧现有的壳管式冷凝器、套管式冷凝器、淋水式冷凝器和板式冷凝器的冷凝介质凝结放出的热量是通过循环冷却水在冷凝器中温升显热带出。冷却水吸收的显热再由冷却塔以水分蒸发潜热排放到大气环境中。这种方式需要冷却水的循环量大；冷凝器内冷却水的流动速度高，因而，冷凝器水侧对流换热系数高，冷凝器的结构较为紧凑。但是，由于上述冷凝器冷却水循环量大，通常情况下，冷凝器与冷却塔为分体布置，这样则要求配置大容量、高扬程循环水泵，因而造成水泵的价格和电耗都很高。现有的盘管蒸发式冷凝器的冷凝介质凝结放热，则是由盘管外表面以水分蒸发潜热的方式将热量排放到大气环境。由于现有的盘管蒸发式冷凝器冷却水循环量远小于采用冷却塔的冷凝器的循环量，因而水泵的价格和电耗都很低，由于盘管外的喷水量小，而且盘管单位体积外表面积远小于PVC填料单位体积外表面积，因而管外冷却水蒸发效率不高，所以现有的盘管蒸发式冷凝器体积庞大、结构不紧凑，运输和安装成本高。2.在冷凝器冷凝介质凝结换热一侧由于冷凝介质凝结换热的阻力主要取决于冷凝介质的流速以及凝结液体在换热表面形成的液膜的传热阻力。对于壳管式冷凝器，它是由金属壳体、冷凝(强化)换热管、管板和端盖组成。冷凝介质在壳体内的冷凝(强化)换热管外表面凝结，由于壳体内冷凝介质流动速度较低，汽体凝结基本上属于大空间内管外膜状凝结换热，而壳体内较大的空间使得壳管式冷凝器的制造必须符合压力容器制造标准，从而也提高了制造成本。现有的套管式冷凝器是由内外套管和冷却水连接弯头组成，其外套管的作用相当于壳管式冷凝器的金属壳体；内套管可以是光滑换热管或强化换热管。在现有的套管式冷凝器中，冷凝介质在内外套管间较小的环缝内流动凝结，虽然冷凝介质在环缝内的流动速度较高，但凝结后的液体始终沿环缝流动，随着凝结过程的进行，凝结液体逐渐增多，内套管被凝结液体淹没的换热面积也逐渐增大，液膜热阻的增大将导致凝结换热系数迅速降低，所以现有的套管式冷凝器的总体传热系数不能得到有效提高。现有的板式冷凝器，它是由金属板冲压沟槽后，叠合在一起而形成流体通道，冷凝介质和冷却水分别在金属板两侧的沟槽内流动，在冷凝介质一侧，随着凝结过程的进行，凝结表面同样会被凝结的液体逐渐淹没，因而凝结换热系数会逐渐下降而影响板式冷凝器的总体换热效果。此外，板式冷凝器还存在密封困难、不易清洗的问题。现有的淋水式冷凝器和盘管蒸发式冷凝器，在凝结介质一侧也存在着上述冷凝器中的同样问题，即凝结液体会逐渐淹没凝结表面而使凝结换热性能下降。
技术实现思路
本技术综合上述各类冷凝器的优点，克服上述各类冷凝器存在的不足，提供一种降低材料消耗、减少体积与重量及降低运行电耗与冷却水消耗的高效换热套管蒸发式冷凝器。其技术方案如下高效换热套管蒸发式冷凝器，包括外壳、冷却空气风机、PVC冷却填料、循环冷却水泵和接水盘，其特征在于冷却空气风机安装在外壳的顶部，冷却空气风机下部依次设循环冷却水布水管、PVC冷却填料、双层高效换热套管组件和接水盘；双层高效换热套管组件通过冷却水连接管与循环冷却水布水管连接；接水盘通过循环冷却水泵与冷却水连接管连接；双层高效换热套管组件的端部总管内设置排液汽体隔板。高效换热套管组件由内管和外管组成偏心套管结构；内管下部安装管状金属丝网吸液芯，一端由金属丝网布封闭；另一端在凝结介质集管内向下弯90°。所述高效换热套管的外管和内管分别是三维内微肋和三维外微肋凝结换热强化管，套管的外管和内管采用焊接或胀接的方法与端板连接。所述高效换热套管组件由两种不同直径的内外套管组合而成。所述高效换热套管的内套管冷却水设置清洗旁通管路。相比现有技术，本技术具有以下优点(1)高效换热套管与PVC填料一体化的有机组合，相对于现有的壳管式冷凝器、套管式冷凝器、淋水式冷凝器和板式冷凝器与冷却塔分体布置方式，降低了冷却水泵的电能消耗、节省了设备的占地面积以及设备的现场安装费用。(2)将内管和外管同时作为换热表面的套管组合方式，与现有的壳管式冷凝器(其外壳体仅为容器)、套管式冷凝器(仅内套管为换热表面)比较，单位体积换热面积和单位重量换热面积大幅提高。(3)内套管冷却水设置了专门的清洗旁通管路。在冷凝器低负荷时，通过切换内套管冷却水清洗旁通管路，能够在冷凝器不停止运行的情况下对内管水侧进行清洗。(4)偏心套管结构增大了环缝下部的排液空间，因而有效地避免内套管被冷凝液体淹没，使内套管冷凝换热系数得到提高。(5)在内套管的下部设置管状金属丝网吸液芯排液装置能迅速将环缝内的凝结液体排向端部，有效地避免了环缝内的积液。(6)在端部总管内设置排液汽体隔板，实现内套管凝结介质和冷却水的逆流高效换热。同时避免了上层套管内凝结的液体进入下层套管而淹没凝结表面。(7)采用了两种不同直径的内外套组合而成的高效套管冷凝器，使环缝内的凝结介质不会由于凝结汽体逐渐减少而大幅降低流体速度。(8)内外套管采用三维微肋换热强化表面，有效地提高了冷凝介质的换热系数。附图说明图1是高效套管蒸发式冷凝器内部结构示意图。图2是图1的I局部结构示意图。图3是图2的A-A断面示意图。图中1-带排液装置的高效强化换热套管组件，2-冷却水蒸发冷却降温PVC填料，3-冷却空气风机，4-循环冷却水泵，5-接水盘，6-循环冷却水布水管，7-冷却水连接管，8-汽体隔板，9-排液孔，10-内套管，11-外套管，12-吸液芯，13、14、15-阀门，16-外壳，17-清洗旁通管路。具体实施方式见图1，高效换热套管蒸发式冷凝器，包括外壳16、冷却空气风机3、PVC冷却填料2、循环冷却水泵4和接水盘5，冷却空气风机3安装在外壳16的顶部，冷却空气风机3下部依次设循环冷却水布水管6、PVC冷却填料2、双层高效换热套管组件1和接水盘5；双层高效换热套管组件1通过冷却水连接管7与循环冷却水布水管6连接；接水盘5通过循环冷却水泵4与冷却水连接管7连接；双层高效换热套管组件1的端部总管内设置排液汽体隔板。冷凝介质汽体从高效强化换热套管组件1上部的进气口(L11)进入，汽体在套管的环形窄缝内凝结，冷凝液体从组件下部的排液口(L12)流出。冷却空气从外部环境引入，空气在高效换热套管1和PVC填料2的间隙中进行对流蒸发和换热后，由顶部的风机3引出再排回到大气环境中。冷却水从风机3下部的布水管6均匀喷淋在PVC填料2上部，冷却循环水在重力作用下流经PVC填料2和高效套管换热组件1直接落入接水盘5。同时与流过PVC填料的空气充分接触，热水与空气之间进行蒸发和对流换热，热量经冷却空气风机3由空气带出而散失到大气环境中。另一方面接水盘5内收集的循环冷却水由冷却水泵4送入到高效套换热组件1的内套管10下部进水总管，冷却水在内套管内与环形窄缝内流动的冷凝介质形成逆向流动，在内套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
高效换热套管蒸发式冷凝器，包括外壳（１６）、冷却空气风机（３）、ＰＶＣ冷却填料（２）、循环冷却水泵（４）和接水盘（５），其特征在于冷却空气风机（３）安装在外壳（１６）的顶部，冷却空气风机（３）下部依次设循环冷却水布水管（６）、ＰＶＣ冷却填料（２）、双层高效换热套管组件（１）和接水盘（５）；双层高效换热套管组件（１）通过冷却水连接管（７）与循环冷却水布水管（６）连接；接水盘（５）通过循环冷却水泵（４）与冷却水连接管（７）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清华，项勇，李华云，陈卫华，
申请(专利权)人：陈卫华，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]