1.本实用新型涉及一种蒸发冷却技术的复合型换热器,尤其涉及一种水蒸气发生器和水蒸气蒸发器的复合型换热器,其属于换热器技术领域。
背景技术:2.由于风冷冷凝器本身构成完整的冷却系统,造价比较低,实际应用非常广泛,但是传统的风冷冷凝器是利用环境大气干球温度作为冷却介质的进口温度,这就导致了风冷冷凝器的冷凝温度比较高,尤其是环境干球温度受太阳辐射热影响很大,在春末至秋初这个季节里,太阳辐射热对环境大气干球温度影响很大,致使其在这个季节里工作极不稳定,进风温度的提高,直接导致换热效率衰减严重;冷凝温度的提高,尤其是对于应用风冷冷凝器的蒸气压缩式原理的制冷系统和空调领域的制冷系统来说,这种冷凝温度的提高,直接导致压缩机能耗的增加,压缩机因运行工况的恶劣而造成使用寿命缩短。
3.环境大气的温度分为干球温度和湿球温度,一般说来环境大气的湿球温度比干球温度低7~8℃,太阳辐射越严重干球温度越高,而湿球温度提高幅度极小,因此,如果能够发明一种换热器,利用环境大气的湿球温度作为冷凝器的冷却介质的进风温度,那么不仅可以保证风冷冷凝器的功能,有效地保持冷凝器工作的稳定性,并大幅度降低传统风冷冷凝器的冷凝温度,那么对于降低蒸气压缩式制冷系统的能耗,缓解环境气温升高速度有着十分重要的意义。
技术实现要素:4.本实用新型的目的是:为克服现有技术中存在的不足,提供一种水蒸气发生器和水蒸气蒸发器的复合型换热器。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:
6.一种复合型换热器,包括从左到右依次间隔设置的风机、水蒸气蒸发器、水蒸气发生器和供水系统;所述水蒸气蒸发器为左右两端设置管板、上下设有框架的方形结构,所述水蒸气发生器为四周设有框架的方形结构,所述水蒸气发生器的出风侧和水蒸气蒸发器的进风侧之间形成用于空气流动的静压箱;所述供水系统的一端与水蒸气发生器的底部连接,其另一端与水蒸气发生器的顶部相对。
7.更进一步地,所述供水系统包括通过管道依次连通的集水箱、循环水箱、水泵和布水器;所述集水箱设置于水蒸气发生器的底部,并与水蒸气发生器的底部框架形成一体,所述布水器位于水蒸气发生器上方并延伸至水蒸气发生器的顶部框架中与其相对;所述循环水箱设有补水装置和溢流管。
8.更进一步地,所述水蒸气蒸发器为翅片式换热器,所述翅片式换热器设置有进气管和出液管。
9.更进一步地,所述水蒸气发生器由耐水浸泡的高强度蜂窝孔纸制作而成。
10.更进一步地,所述水蒸气蒸发器和水蒸气发生器之间设置有挡水板,所述挡水板
底部与集水箱相通。
11.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:通过设置水蒸气发生器和水蒸气蒸发器的复合型换热器,使水蒸气蒸发器的进风温度,由干球温度降低为湿球温度,可大幅度降低水蒸气蒸发器的制冷剂的冷凝温度,再者湿球温度下的近似于饱和湿空气,使水蒸气蒸发器在工作过程中进行真正的热湿交换,能够大幅度提高水蒸气蒸发器的工作效率;通过利用环境大气的湿球温度作为冷凝器的冷却介质的进风温度,可以保证风冷冷凝器的功能,有效地保持冷凝器工作的稳定性,降低蒸气压缩式制冷系统的能耗,缓解环境气温升高速度;该新型换热器能够有效地解决已有空气冷却器换热能力受太阳辐射热影响严重的问题,使换热能力得到有效保障,满足目前市场上换热器的使用需求。
附图说明
12.图1为本实用新型中实施例1的结构示意图;
13.图2为本实用新型中实施例2的结构示意图。
14.在图中,1、风机;2、水蒸气蒸发器;3、水蒸气发生器;4、静压箱;501、集水箱;502、循环水箱;503、水泵;504、布水器;6、管道;7、溢流管;8、挡水板;9、进气管;10、出液管。
具体实施方式
15.以下结合附图1和附图2对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
16.实施例1
17.一种复合型换热器,包括从左到右依次间隔设置的风机1、水蒸气蒸发器2、水蒸气发生器3和供水系统;所述水蒸气蒸发器2为左右两端设置管板、上下设有框架的方形结构,所述水蒸气发生器3为四周设有框架的方形结构,所述水蒸气发生器3的出风侧和水蒸气蒸发器2的进风侧之间形成用于空气流动的静压箱4;所述供水系统的一端与水蒸气发生器3的底部连接,其另一端与水蒸气发生器3的顶部相对。
18.所述供水系统包括通过管道6依次连通的集水箱501、循环水箱502、水泵503和布水器504;所述集水箱501设置于水蒸气发生器3的底部,并与水蒸气发生器3的底部框架形成一体,所述布水器504位于水蒸气发生器3上方并延伸至水蒸气发生器3的顶部框架中与其相对;所述循环水箱502设有补水装置和溢流管7;所述水泵503采用潜水泵,直接置于循环水箱502内部,不仅可简化供水系统的管路,还有利于降低投资费用。
19.所述水蒸气蒸发器2为翅片式换热器,所述翅片式换热器设置有进气管9和出液管10;翅片式换热器有利于缩小水蒸气蒸发器2的体积,提高换热效果。
20.所述水蒸气发生器3由耐水浸泡的高强度蜂窝孔纸制作而成。
21.蒸气压缩式制冷系统中水蒸气的产生、蒸发冷却、冷凝换热的工作原理:
22.当环境干球温度35℃,相对湿度60%时,其湿球温度为28.1℃,含湿量为21.5g/kg。如上述所述,压缩机排出的高压过热的制冷剂气体通过水蒸气蒸发器2的进气管9进入水蒸气蒸发器2内部,该复合型换热器工作时,循环水箱502里的水在水泵503的作用下,通过布水器504将水均匀喷洒在水蒸气发生器蒸气3的耐水浸泡的高强度蜂窝孔纸上,这时水蒸气发生器3的耐水浸泡的高强度蜂窝孔纸就会被水浸湿,通过风机1吸入环境干球温度35
℃,相对湿度60%的不饱和湿空气,掠过水蒸气发生器3,这时环境不饱和湿空气就会与被水浸湿的水蒸气发生器3产生热湿交换,水蒸气发生器3耐水浸泡的高强度蜂窝孔纸表面的水分蒸发成水蒸气,变成带有微粒水滴的近似于饱和水蒸气进入静压箱4,由于静压箱4通风截面积较大,且有足够的空间,这时微粒水滴继续与近似于饱和湿空气的干空气继续进行热湿交换,其温度等同于环境大气的28.1℃湿球温度,而后进入水蒸气蒸发器2,这时28.1℃湿球温度下的水蒸气吸收水蒸气内高压过热制冷剂气体的热量,蒸发变成不饱和湿空气,高压过热制冷剂气体被冷凝成高压制冷剂液体。由此可见,该复合型换热器相较于传统的风冷冷凝器,由于进风温度降低6.9℃,意味着制冷剂气体冷凝成液体的冷凝温度至少降低6.9℃,事实上,该复合型换热器在水蒸气蒸发器2的换热过程中实际是一个近似于饱和水蒸气的蒸发过程,因此,实际运行过程中冷凝温度的降低幅度将大于6.9℃。
23.夏末至初秋是太阳辐射热最厉害的季节,在有太阳的情况下:当环境温度35℃,相对湿度60%时,由于太阳辐射热的影响,地面、楼顶、墙面的温度在60℃以上,由于太阳辐射热导致屋顶、地面、墙体温度的升高,空气中的含湿量则仍然维持2.15g/kg不变。我们知道,作为微型户式空调通常安装于距离墙体200mm,安装于屋顶、地面的多联机等分体空调,换热器距离屋顶、地面的距离,也就是空调机组换热器进风口据地面的距离基本上就是300mm,即使是大型制冷空调机组冷凝器距离地面的高度也只有800mm左右,在这种情况下,空调进风干球温度至少45℃,此时,环境空气的湿球温度则只有30.2℃,因此,如果采用传统的风冷冷凝器,其冷凝温度至少提高10℃,按照冷凝温度每提高1℃,压缩机单位制冷量下降1.5~2%,压缩机单位制冷量能耗增加2.5~3.5%计算,采用风冷冷凝器的蒸气压缩式的制冷系统及空调制冷系统,其制冷量衰减15~20%,压缩机单位制冷量耗电量增加25~35%,而采用该复合型换热器的蒸气压缩式的制冷系统及空调制冷系统,其制冷量只衰减3~4%,单位制冷量能耗只增加5~7%,因此,采用该复合型换热器的制冷系统比传统风冷制冷系统及空调制冷系统能耗增加幅度至少节能20%。
24.实施例2
25.与实施例1的不同之处,在实施例2中,所述水蒸气蒸发器2和水蒸气发生器3之间设置有挡水板8,所述挡水板8底部与集水箱501相通。当风机1风量比较大的时候,导致穿过水蒸气发生器3的风速大于2.5m/s,为了避免水滴被风带走,通过设置挡水板8,使离开水蒸气发生器3的湿球温度下的水蒸气通过挡水板8把水滴分离下来,回流至水蒸气发生器3底部的集水箱501内,以免导致水资源的浪费。
26.该复合型换热器,通过利用环境大气的湿球温度作为冷凝器的冷却介质的进风温度,可以保证风冷冷凝器的功能,有效地保持冷凝器工作的稳定性,降低蒸气压缩式制冷系统的能耗,缓解环境气温升高速度;能够有效地解决已有空气冷却器换热能力受太阳辐射热影响严重的问题,使换热能力得到有效地保障,满足目前市场上换热器的使用需求。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。