一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，包括开放型螺旋缠绕式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述开放型螺旋缠绕式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方，向冷却填料层表面喷淋冷却水；冷却填料置于喷淋器和开放型螺旋缠绕式冷凝器之间，增大冷却水与空气接触的面积，且使经过冷却填料层冷却后的冷却水均匀滴落在冷却水箱的水面上；所述风机设于喷淋器上方，将冷却填料层和冷却水箱中被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热排到室外大气中。本实用新型专利技术具有体积小、结构紧凑、模块化特点，达到节电、节水且方便在线清洗的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统
本技术涉及空调设备领域，尤其涉及一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统。
技术介绍
在制冷空调领域水冷却空调较风冷却空调具有更高的制冷效率，所以是制冷设备的首选。而壳管式冷凝器或套管式冷凝器，由于其换热体积小、换热效率高、技术成熟、造价低等特点，作为水冷却空调标准配件被广泛应用。通过冷却塔+壳管式冷凝器(与冷却塔分离)方式实现冷却功能。但现有冷却系统主要存在两大问题：第一，现有水冷冷水机组共用一套冷却塔，当制冷机组部分负荷运行时，冷却系统仍然满负荷运行，冷却水泵与风机处于盈余负载运行状态造成电能浪费，且冷却循环即伴随着飞水(非汽化蒸发的冷却水，随风机排放到大气中，不能参与到冷却循环换热中)产生，造成水资源浪费；由于冷却塔处于屋面，冷凝器内置于室内制冷主机中，造成冷却管网延长形成的沿程阻力增加而至的电能浪费。第二，现有空调机组普遍采用壳管式或套管式冷凝器。不管是壳管式冷凝器或套管式冷凝器都有存在如下问题：1.水垢不易清理：由于冷媒与载冷剂(水)换热是在封闭壳管内完成，所以壳管内所结垢必须在停机状下将壳管冷凝器解体后清理。造成维修难度高、工作量大、检修频繁影响生产。2.汽化潜热随着压力的升高而减少，封闭式壳管换热器或套管换热器不利于冷却水汽化蒸发，从而损失了汽化潜热换热量，造成冷却效果降低。3.冷却泵功耗高：由于壳管式冷凝器或套管式冷凝器体积小、壳内换热面积有限，在冷却水出水温度恒定的情况下，如果增大换热量就必须提高单位时间流经管内换热体表面的冷却水循环量，继而增大了冷却水管内流速。由于管内摩阻与流速的平方成正比例关系，因此循环动力的增加就需要更高功率的冷却泵，从而增加了电耗。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，克服现有技术的缺点，具有体积小、结构紧凑、模块化特点，可根据系统负荷需求控制模块运行台数，保证每个模块都已峰值运行，实现多台机组并联组网运行，也可实现单台机组独立运行；采用开放式螺旋缠绕式冷凝器，代替传统壳管式或套管式换热器，降低冷却水流速、延长冷却水在冷却水箱滞留时间，保证冷却水与冷媒充分换热，提高冷却水出水温度、增大冷却水进水与出水温差△T，提高冷媒与冷却水换热量；增大冷却水与空气温差△t，加大冷却水散热量；增加冷却填料层表面与冷却水箱蒸发面，提高冷却水的汽化潜热散热量；减小冷却水循环量、减小换热器沿程阻力、降低冷却循环泵功率，达到节电、节水的目的，且方便在线清洗。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，包括开放型螺旋缠绕式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述开放型螺旋缠绕式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，所述布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方，向冷却填料层表面喷淋冷却水；所述冷却填料置于喷淋器和开放型螺旋缠绕式冷凝器之间，增大冷却水与空气接触的面积，进一步降低冷却水温度，且使经过冷却填料层冷却后的冷却水均匀滴落在冷却水箱的水面上；所述风机设于喷淋器上方，将冷却填料层和冷却水箱中被汽化成饱和水蒸气的汽化潜热排到室外大气中；所述开放型螺旋缠绕式冷凝器，包括冷媒汇集箱、若干匝螺旋形冷媒列管绕组、若干层锚架、冷媒进管、冷媒出管，所述冷媒汇集箱由端盖、底板组成，所述端盖、底板的长宽尺寸互相匹配并均在外侧设有相同尺寸的法兰板，所述法兰板上设有若干尺寸和位置匹配的螺孔，所述底板中间开设有若干列管孔，所述端盖中间凸出有盒状部，所述底板与端盖通过螺栓穿过法兰板上的螺孔从而螺接、扣合在一起，形成一个冷媒汇集的空腔；所述冷媒汇集箱包括相对设置的蒸汽端汇集箱和液态端汇集箱，蒸汽端端盖的侧上方和液态端端盖的侧下方，分别设有汇集箱冷媒入口和汇集箱冷媒出口；所述冷媒进管通过汇集箱冷媒入口延伸到蒸汽端汇集箱内形成布汽管，所述布汽管下沿均匀分布小孔，使冷媒蒸汽均匀喷淋到整个蒸汽端汇集箱中，确保每匝螺旋形冷媒列管绕组均匀授汽，便于冷媒在列管内均匀分布实现充分冷凝液化效果；冷媒出管与汇集箱冷媒出口连接，所述液态端汇流箱底部设置有与其底面成一定夹角的导流板，使冷凝后的冷媒液体汇流到冷媒出管，便于冷媒液态流出，防止积液现象发生，提高冷媒利用效率；所述若干层锚架垂直固定连接在蒸汽端汇集箱和液态端汇集箱的底板之间，每层锚架由四根锚架组成且其在两块底板上的投影形成两个对称的锚架矩形结构，各层锚架在底板上投影形成的锚架矩形结构均以底板中心点为轴心且其尺寸依次递减；所述若干匝螺旋形冷媒列管绕组是由若干匝的螺旋形冷媒列管围绕对应层的锚架以一定角度外切旋转而成，每一匝的螺旋形冷媒列管由若干根螺旋形冷媒列管组成，每一根螺旋形冷媒列管由两端的直管进口段、直管出口段以及中间的螺旋段组成，且每根螺旋形冷媒列管之间保持一定缠绕间距；所述每一匝的若干根螺旋形冷媒列管的直管进口段或直管出口段与底板上的列管孔通过节能螺纹以膨胀管法连通，且与底板垂直，在底板的长、宽方向上以底板中心点轴对称排布，每一匝的若干根螺旋形冷媒列管的直管进口段或直管出口段在对应底板上的投影(也即是该匝螺旋形冷媒列管对应在两块底板上的列管孔的位置)形成两个对称的列管矩形结构，每一根螺旋形冷媒列管的直管进口段、直管出口段在底板上投影所得的所述列管矩形结构上的位置也是以底板中心点轴对称排布，以保证每一根螺旋形冷媒列管在两块底板之间的距离是同程的，进一步保证冷媒在列管内的冷却的均匀性；所述相邻两匝的螺旋形冷媒列管绕组与对应层的锚架旋转的角度是相反的，形成微通道群。所述开放型螺旋缠绕式冷凝器可以替换为第二开放型螺旋缠绕式冷凝器(或称为集管式开放型螺旋缠绕式冷凝器)，其与开放型螺旋缠绕式冷凝器具有相同结构的若干匝螺旋形冷媒列管绕组、若干层锚架，但取消了开放型螺旋缠绕式冷凝器的冷媒汇集箱的端盖、保留了其底板，所述底板分为蒸汽端底板和液态端底板；还增设了冷媒蒸汽进汽系统和冷媒液态出液系统，所述冷媒蒸汽进汽系统包括位于蒸汽端底板外侧上方的冷媒蒸汽主管以及其下方互相连通的蒸汽分歧管、若干蒸汽进汽管束，所述若干蒸汽进汽管束的另一端通过蒸汽端底板上的若干列管孔与若干螺旋形冷媒列管的直管进口段连通，所述若干蒸汽进汽管束保持等长、等程，便于冷媒均匀分布于各列管中，使各列管均匀换热，做到冷凝效果最佳；所述冷媒液态出液系统包括位于液态端底板外侧下方的冷媒液态主管以及其上方互相连通的液态分歧管、若干液态出液管，所述若干液态出液管的另一端与液态端底板的若干列管孔连通，各若干液态出液管与若干螺旋形冷媒列管的直管出口段保持一定向下倾斜的夹角，便于冷凝后的冷媒流出，有效防止液态冷媒沉积。所述第二开放型螺旋缠绕式冷凝器与所述开放型螺旋缠绕式冷凝器相比，省去了冷媒汇集箱的端盖，用蒸汽端底板、液态端底板、冷媒蒸汽进汽系统和冷媒液态出液系统代替冷媒汇集箱、冷媒进管、冷媒出管，具有结构简单、造价低的特点。优选的，所述布水器采用H型同程多级布水器，包括互相连通的布水器总管、多级分水管及若本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，其特征在于，包括开放型螺旋缠绕式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述开放型螺旋缠绕式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，所述布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方；所述冷却填料置于喷淋器和开放型螺旋缠绕式冷凝器之间，使经过冷却填料层冷却后的冷却水均匀滴落在冷却水箱的水面上；所述风机设于喷淋器上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，其特征在于，包括开放型螺旋缠绕式冷凝器、冷却循环泵、喷淋器、布水器、风机、冷却填料层、冷却水箱；所述开放型螺旋缠绕式冷凝器浸泡在冷却水箱的冷却水内部，所述布水器、冷却循环泵设于冷却水箱内部底部；所述喷淋器位于冷却填料层上方；所述冷却填料置于喷淋器和开放型螺旋缠绕式冷凝器之间，使经过冷却填料层冷却后的冷却水均匀滴落在冷却水箱的水面上；所述风机设于喷淋器上方。


2.根据权利要求1所述的开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，其特征在于，所述开放型螺旋缠绕式冷凝器，包括冷媒汇集箱、若干匝螺旋形冷媒列管绕组、若干层锚架、冷媒进管、冷媒出管，所述冷媒汇集箱由端盖、底板组成，所述端盖、底板的长宽尺寸互相匹配并均在外侧设有相同尺寸的法兰板，所述法兰板上设有若干尺寸和位置匹配的螺孔，所述底板中间开设有若干列管孔，所述端盖中间凸出有盒状部，所述底板与端盖通过螺栓穿过法兰板上的螺孔从而螺接、扣合在一起；所述冷媒汇集箱包括相对设置的蒸汽端汇集箱和液态端汇集箱，蒸汽端端盖的侧上方和液态端端盖的侧下方，分别设有汇集箱冷媒入口和汇集箱冷媒出口；所述冷媒进管通过汇集箱冷媒入口延伸到蒸汽端汇集箱内形成布汽管，所述布汽管下沿均匀分布小孔；冷媒出管与汇集箱冷媒出口连接，所述液态端汇流箱底部设置有与其底面成一定夹角的导流板；所述若干层锚架垂直固定连接在蒸汽端汇集箱和液态端汇集箱的底板之间，每层锚架由四根锚架组成且其在两块底板上的投影形成两个对称的锚架矩形结构，各层锚架在底板上投影形成的锚架矩形结构均以底板中心点为轴心且其尺寸依次递减；所述若干匝螺旋形冷媒列管绕组是由若干匝的螺旋形冷媒列管围绕对应层的锚架以一定角度外切旋转而成，每一匝的螺旋形冷媒列管由若干根螺旋形冷媒列管组成，每一根螺旋形冷媒列管由两端的直管进口段、直管出口段以及中间的螺旋段组成，且每根螺旋形冷媒列管之间保持一定缠绕间距；所述每一匝的若干根螺旋形冷媒列管的直管进口段或直管出口段与底板上的列管孔通过节能螺纹以膨胀管法连通，且与底板垂直，在底板的长、宽方向上以底板中心点轴对称排布，每一匝的若干根螺旋形冷媒列管的直管进口段或直管出口段在对应底板上的投影形成两个对称的列管矩形结构，每一根螺旋形冷媒列管的直管进口段、直管出口段在底板上投影所得的所述列管矩形结构上的位置也是以底板中心点轴对称排布，以保证每一根螺旋形冷媒列管在两块底板之间的距离是同程的；相邻两匝所述螺旋形冷媒列管绕组与对应层的锚架旋转的角度是相反的，形成微通道群。


3.根据权利要求2所述的开放型螺旋缠绕式高效冷却系统，其特征在于，所述开放型螺旋缠绕式冷凝器替换为第二开放型螺旋缠绕式冷凝器，其与开放型螺旋缠绕式冷凝器具有相同结构的若干匝螺旋形冷媒列管绕组、若干层锚架，但取消了开放型螺旋缠绕式冷凝器的冷媒汇集箱的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国斌，
申请(专利权)人：瀚润联合高科技发展北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11