專利名稱：間斷螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱交換裝置，具體地是一種間斷扭曲螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)主要由風(fēng)機(jī)、檔水板、噴嘴、傳熱盤管、箱體、積水槽、水泵、補(bǔ)水控制閥構(gòu)成。其工作過程為水泵將水槽內(nèi)冷卻水壓送到傳熱盤管的上方，經(jīng)噴嘴均勻噴灑到盤管上，在盤管外經(jīng)過顯熱和潛熱換熱，使制冷劑蒸汽冷凝，小部分蒸發(fā)到空氣中，未蒸發(fā)的冷卻水回落到集水槽中；風(fēng)機(jī)使空氣從箱體底部進(jìn)入并自上而下吹過換熱盤管，與管外冷卻水換熱，帶走部分水分；檔水板將空氣中夾帶得水滴分離出來?？梢?，換熱盤管是蒸發(fā)式冷凝器中流體的換熱場所，是提高蒸發(fā)式冷凝器性能的關(guān)鍵。
蒸發(fā)式冷凝器換熱盤管的管種類有光管和翅片管，管形有普通圓管和美國益美高公司獲得專利的橢圓管。翅片管相對于光管，在盤管管束體積一定時(shí)，增加了傳熱面積，同時(shí)形成二次流，增大了流體的湍動程度，有利于傳熱；但是翅片管具有所增面積有限，而且需要額外的裝配、維護(hù)、檢查或者是清洗的缺點(diǎn)。管形方面，美國專利US-4,755,331公開了一種蒸發(fā)式冷凝器用橢圓管代替普通圓管，橢圓管增加了傳熱面積，從而增大了熱容量，改善了傳熱效果，但是橢圓管也具有無法形成二次流，無法增加湍動程度的缺點(diǎn)；而且橢圓管形是單面浸濕管，具有噴淋水無法全面潤濕盤管表面，對換熱面積應(yīng)用不夠充分的缺點(diǎn)。為了改進(jìn)橢圓管，文獻(xiàn)報(bào)道了一種交變曲面波紋管，該管能夠產(chǎn)生二次流，增加湍動程度，充分潤濕表面，但是交變曲面波紋管在空氣流動方向上交變扭曲，雖然增加了空氣湍動，卻增加了氣流阻力，對蒸發(fā)換熱不利。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出了一種高效率的間斷螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器。
所述間斷螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器能夠使噴淋水最大面積的潤濕盤管表面，從而使有效換熱面積增大，并且噴淋水流過盤管表面時(shí)，通過形成二次流和離心力的作用使流體層變薄，同時(shí)擾動增大流體湍動程度，流體層變薄和湍動程度增大都可增大換熱系數(shù)，另外空氣壓力降維持得很低，即在空氣流動方向上保持較高流速，促進(jìn)蒸發(fā)換熱，且不需要或很小地增加額外的輸入功。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的間斷螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器，其特征在于使用螺旋橢圓管作為傳熱管；所述螺旋橢圓管是間斷扭曲螺旋，螺旋段與橢圓段等距離交替排布，螺旋段與橢圓段傳熱管橫截面為相同的橢圓形，沿軸向連續(xù)360度螺旋變化；所述螺旋橢圓管管長方向上每個螺旋段或者橢圓段的長度，即扭距為200-400mm；所述橢圓段長軸與短軸之比為3∶2。
所述螺旋橢圓管圓角不需加工，保留圓管段，通過焊接連接，按照普通圓管排列并安裝成管束即可。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)它能使噴淋水最大限度地潤濕盤管表面，提供盤管管束總面積一定時(shí)最大的有效傳熱面積；(2)管表面流體層變薄，這將增大傳熱系數(shù)；(2)流體流過管子表面時(shí)將會形成漩渦，產(chǎn)生了循環(huán)和混合，增大了流體湍動程度，這將增大傳熱系數(shù)，從而改善傳熱效果；(3)在管內(nèi)，通過減小邊界層厚度和增強(qiáng)混合程度和二次流，增大柳工速度，傳熱系數(shù)得以增大，從而改善傳熱效果；(4)渦流不需要通過附屬于管的裝置產(chǎn)生，這點(diǎn)與別的技術(shù)不同，正因?yàn)槿绱耍鼈儾恍枰~外的裝配，維護(hù)，檢查或者是清洗；(5)形成氣流的多向均勻混合，降低氣流阻力，維持較高空氣流速，促進(jìn)蒸發(fā)換熱。


圖1是螺旋橢圓管結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是螺旋橢圓管管束排列方式。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的傳熱管為螺旋橢圓管，管子間斷扭曲螺旋，螺旋段1與橢圓段2交替布置，并且橢圓段1長度S1與螺旋段2長度S2相等；螺旋扭矩，即S2根據(jù)需要可以自由調(diào)節(jié)，最佳值在200-400mm；橢圓段長軸與短軸之比為3∶2，有利于水膜分布脫落及空氣的通過；螺旋段與橢圓段傳熱管橫截面為相同的橢圓形，沿軸向連續(xù)交變，完成一個螺距，即360度的螺旋變化。
如圖2所示，本實(shí)用新型的螺旋橢圓管排列成單組管束時(shí)，其圓角處不需加工，保留圓管段，通過焊接連接；上下兩根管焊接時(shí)，均保持橢圓段長軸在豎直方向，且上排管的螺旋段中心線對應(yīng)下排管的橢圓段的中心線；豎直方向采用不等距布管方式，彎頭處的管間距L1為管橢圓段長軸的1.1-1.8倍，兩彎頭間的間距為L2，且L2＞L1。這樣，管束沿制冷劑流動方向傾斜，利于制冷劑液體的排出。單組管束組裝成整體管束時(shí)，管束排列的水平間距為管橢圓段長軸的1.4-2.1倍，且同一水平管排內(nèi)，螺旋段管與橢圓管段也是交替布置。
本實(shí)用新型的間斷扭曲螺旋橢圓盤管，其工作原理和過程如下管外噴淋水噴到螺旋橢圓管上時(shí)，由于螺旋橢圓段的特殊結(jié)構(gòu)，并在重力和螺旋向心力的作用下，水沿管子軸向流動分布，最大面積的覆蓋管表面，增加有效換熱面積；同時(shí)增大水膜湍動，減薄流體層，提高管外換熱系數(shù)。空氣從箱體底部進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器，掠過換熱盤管時(shí)，在水平與豎直兩個方向上交替通過螺旋管與橢圓管段，不但增加了空氣湍動，使氣流沿水平和豎直多向均勻混合分布；同時(shí)，氣流方向與橢圓段長軸平行，其特有的流線結(jié)構(gòu)，更易氣流的通過，在相同的湍動程度下，其壓力損失減小，氣流速度大，可以盡快將管內(nèi)熱量帶走，促進(jìn)表面蒸發(fā)。管內(nèi)制冷劑沿間斷螺旋橢圓管流動時(shí)，管中心流體比管壁流體有更大的速度并受到更大的離心力，這將導(dǎo)致二次流在管中心向外而在管壁向內(nèi)，通過減小邊界層厚度和增強(qiáng)混合程度，傳熱系數(shù)得以增大；同時(shí)，管子底部較小的體積，增大冷凝液的流動速度，特殊的布管結(jié)構(gòu)更利于冷凝液的排出。
權(quán)利要求1.一種間斷螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器，其特征在于使用螺旋橢圓管為傳熱管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝器，其特征在于所述螺旋橢圓管是間斷扭曲螺旋，螺旋段與橢圓段等距離交替排布，螺旋段與橢圓段傳熱管橫截面為相同的橢圓形，沿軸向連續(xù)360度螺旋變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝器，其特征在于所述螺旋橢圓管管長方向上每個螺旋段或者橢圓段的長度，即扭距為200-400mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷凝器，其特征在于所述橢圓段長軸與短軸之比為3∶2。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種間斷螺旋橢圓盤管蒸發(fā)式冷凝器，所述冷凝器采用螺旋橢圓管作為傳熱管；所述螺旋橢圓管是間斷扭曲螺旋，螺旋段與橢圓段等距離交替排布，螺旋段與橢圓段傳熱管橫截面為相同的橢圓形，沿軸向連續(xù)360度螺旋變化；所述螺旋橢圓管管長方向上每個螺旋段或者橢圓段的長度，即扭距為200－400mm；所述橢圓段長軸與短軸之比為3∶2。所述冷凝器能使噴淋水最大限度地潤濕盤管表面，管表面流體層變薄，改善傳熱效果，促進(jìn)蒸發(fā)換熱。
文檔編號F28F1/02GK2924457SQ20062006165
公開日2007年7月18日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者朱冬生, 蔣翔, 唐廣棟 申請人:華南理工大學(xué)