CN105021058A - 节能节水环保型工艺绝热空气冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，包括壳体、电控系统，壳体顶部出风口处装有轴流引风风机，使空气从壳体侧面进入轴流引风风机，由轴流引风风机经排风口排出，壳体侧面设置有过滤网，内部按空气流动方向依次设置有水雾化装置、湿帘、翅片管束，湿帘和翅片管束成V字形布置在壳体内，用于增加进风面积和管束的换热面积，过滤网和湿帘组成空气饱和绝热室,用于水雾化装置在空气饱和绝热室中对进风进行喷雾加湿降温处理。本发明采用在封闭的腔室内过滤网、水雾化装置、湿帘、翅片管束对进风进行绝热降温后，再借助湿帘作为表面蒸发冷却的换热媒介，使进风进一步降到接近湿球温度，提高了换热效率，同时避免了水蒸发换热时在翅片管根部结垢。

Description

节能节水环保型工艺绝热空气冷却器

技术领域

本发明涉及一种节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，用空气对热流介质进行冷却，主要用于工业电炉、电源、电机等发热设备的工艺流体冷却。

背景技术

现有的空气冷却器主要有干式空气冷却器、干湿联合空气冷却器和闭式冷却塔三种，干式空气冷却器以环境空气作为冷却介质，依靠翅片管扩展传热面积来强化管外传热，借空气横掠翅片管后的空气温升带走热量，达到冷却管内流体的目的，其特点是操作简单，使用方便，但其管内热流出口温度取决于空气干球温度，对低温位的热流体的冷却无能为力。为弥补干式空气冷却器的缺点，出现了干湿联合冷却器和闭式冷却塔，干湿联合空气冷却器的工作机理是在空气入口处喷雾化水，使入口空气增湿降温，增湿后的低温空气经隔水板除去夹带的水滴，再横掠换热盘管，从而增大空气入口温度与热流体出口温度之间的温差来强化管外传热。闭式冷却塔的工作原理是在空气冷却器的工作过程中直接向换热盘管上喷淋水，借助盘管上水的蒸发和空气被增湿降温来强化管外传热。干湿联合空气冷却器和闭式冷却塔两种形式都有共同缺点，二是水蒸发后的残留物会附着在翅片管根部，导致换热盘管结垢，使用一段时间后会影响翅片管的换热效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是要提供一种节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，对现有的空气冷却器进行技术改进，实现可根据环境温度、湿度和待冷却流体的初始温度、终冷温度来改变空气冷却器的运行，以便达到工作效率最大化，降低了电能的消耗和水资源的消耗。

本发明的技术方案是：一种节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，包括壳体、电控系统，壳体顶部出风口处装有轴流引风风机，使空气从壳体侧面进入轴流引风风机，由轴流引风风机经排风口排出，壳体侧面设置有过滤网，内部按空气流动方向依次设置有水雾化装置、湿帘、翅片管束，所述湿帘和翅片管束成V字形布置在壳体内，用于增加进风面积和管束的换热面积，所述过滤网和湿帘组成空气饱和绝热室,用于水雾化装置在空气饱和绝热室中对进风进行喷雾加湿降温处理。

所述湿帘具有波纹状的结构，由波纹状的纤维纸粘结形成密布的小直径通道。

所述翅片管束由椭圆形管和翅片组成，翅片为一整体平板，椭圆形管穿过翅片多排布置，并与翅片紧密接触，铜管翅片管束的进口端部通过供液集管连接，铜管翅片管束的出口端部通过回管连接，翅片管束与循环流体之间呈交叉逆流方式换热。

所述电控系统由热流介质出口温度、环境空气温度、环境空气湿度传感器及控制器组成，控制器接收热流介质出口温度、环境空气温度、环境空气湿度传感器的信号，根据冷却器外部环境温度、湿度及热流介质出口温度，输出控制信号给轴流引风风机，用于智能控制喷雾绝热加湿量及轴流引风风机启停及转速调节。

所述空气冷却器具有固定支架，固定支架由金属或高分子有机复合材料制成，固定支架固定于冷却塔的承重支撑体上，通过键栓紧固组件加以固定。

本发明的有益效果是：

本发明通过对现有空气冷却器优缺点的分析，采用在封闭的腔室内过滤网、水雾化装置、湿帘、翅片管束对进风进行绝热降温后，再借助湿帘作为表面蒸发冷却的换热媒介，使进风进一步降到接近湿球温度，提高了换热效率，同时避免了水蒸发换热时在翅片管根部结垢。根据对外部环境温度、湿度以及待冷却流体的温度检测，智能实时控制雾化水流量以及风机的转速，与普通空气冷却器相比降低耗电量的同时大大降低了耗水量。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2是翅片管束与翅片结构示意图。

具体实施方式

现结合附图与实施例进一步说明本发明。

如图1所示，本发明为一种新型绝热工艺空气冷却器，用绝热饱和空气对换热器管内热流介质进行冷却，它包括壳体1、过滤网2、水雾化装置3、湿帘4、翅片管束5、轴流引风风机6、空气饱和绝热室(7)及电控系统。

壳体顶部出风口处装有引风的轴流风机，空气按照F1的方向流动，壳体内部按照空气流动方向F1分别设置有过滤网、水雾化装置、湿帘、铜管翅片管束以及轴流风机，空气冷却器采用侧进风，湿帘和翅片管束成V字形布置于空气冷却器中，增加了进风面积和管束的换热面积，整体结构更加紧凑，水雾化装置在过滤网和湿帘组成的空气饱和绝热室中进行喷雾处理，空气在轴流风机的抽吸下按F1方向流动冲刷翅片管束，然后由轴流风机经排风口排出。

本发明中的空气饱和绝热室7由过滤网、水雾化装置和湿帘组成，水雾化装置向空气饱和绝热室中进行雾化处理，对进入的外部空气进行绝热加湿降温处理，加湿降温后的湿空气进入湿帘，湿空气的进入将在波纹状的纤维纸表面形成一层薄薄的水膜，空气经轴流风机引入以一定的速度穿过大量小直径通道时，水膜上的水会吸收空气中的热量进而蒸发，进风进一步降到接近湿球温度，进而增大了翅片管束处的传热温差，提高了冷却效果。

电控系统由热流介质出口温度、环境空气温度、环境空气湿度传感器及控制器组成，控制器能根据冷却器外部环境温度、湿度及热流介质出口温度智能控制喷雾绝热加湿量及风机启停及转速调节。空气冷却器的固定支架采用金属或高分子有机复合材料制作，固定支架固定于冷却塔的承重支撑体上，还可以通过键栓紧固组件加以固定，空气冷却器布置应便于拆换和维护检修。

本空气冷却器配备有用于调控雾化装置雾化水流量以及监测外部环境温度和湿度和热流戒指进、出口温度的传感器，以便根据外部环境的温度和湿度以及热流进出口温度来实时调节水雾化装置3的雾化水流量以及风机的启停和转速，使得进入饱和绝热室的湿空气能够完全蒸发，避免了翅片管的润湿和结垢，达到节电和节水的目的。即节省了风机和水泵的电能消耗，又节省了水的消耗。

本空气冷却器的湿帘4和翅片管束5呈V字形布置，增加了进风面积和翅片管束的换热面积，结构更加紧凑，空气与翅片管束中的流体呈交叉逆流换热，增强了传热效果。如图2所示，翅片管束5采用椭圆形管8，翅片9为一整体平板，椭圆形管8穿过翅片9多排布置，并与翅片9紧密接触，采用椭圆形管8的翅片管束5更加紧凑，翅片效率更高，空气按照F2的流动方向冲刷管束，管外流动阻力更小，降低了风机的能耗，而且传热性能更好。

实施例:外部环境空气经轴流引风风机6的抽吸经过滤网2按照F1的方向流动进入空气饱和绝热室7中，水雾化装置3对进入的空气进行绝热加湿降温处理，加湿降温后的湿空气进入湿帘4中进行绝热蒸发降温，湿空气的进入将在湿帘4的波纹状的纤维纸表面形成一层薄薄的水膜，空气经轴流引风风机6吸入以一定的速度穿过大量小直径通道时，水膜上的水会吸收空气中的热量进而蒸发，空气由温度体现的显热转化为蒸发潜热，从而再次降低了空气自身的温度，从湿帘4出来的低温空气接着冲刷翅片管束5完成对热流的冷却，然后经轴流引风风机6排出。

Claims (5)

1.一种节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，包括壳体(1)、电控系统，壳体(1)顶部出风口处装有轴流引风风机（6），使空气从壳体(1)侧面进入轴流引风风机（6），由轴流引风风机（6）经排风口排出，其特征在于：壳体(1)侧面设置有过滤网(2)，内部按空气流动方向依次设置有水雾化装置(3)、湿帘(4)、翅片管束(5)，所述湿帘(4)和翅片管束(5)成V字形布置在壳体(1)内，用于增加进风面积和管束的换热面积，所述过滤网(2)和湿帘(4)组成空气饱和绝热室(7),用于水雾化装置(3)在空气饱和绝热室(7)中对进风进行喷雾加湿降温处理。

2.根据权利要求1所述的节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，其特征在于：所述湿帘(4)具有波纹状的结构，由波纹状的纤维纸粘结形成密布的小直径通道。

3.根据权利要求1所述的节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，其特征在于：所述翅片管束(5)由椭圆形管(8)和翅片(9)组成，翅片(9)为一整体平板，椭圆形管(8)穿过翅片(9)多排布置，并与翅片(9)紧密接触，翅片管束(5)的进口端部通过供液集管连接，翅片管束(5)的出口端部通过回管连接，翅片管束(5)与循环流体之间呈交叉逆流方式换热。

4.根据权利要求1所述的节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，其特征在于：所述电控系统由热流介质出口温度、环境空气温度、环境空气湿度传感器及控制器组成，控制器接收热流介质出口温度、环境空气温度、环境空气湿度传感器的信号，根据冷却器外部环境温度、湿度及热流介质出口温度，输出控制信号给轴流引风风机（6），用于智能控制喷雾绝热加湿量及轴流引风风机（6）启停及转速调节。

5.根据权利要求1-4任一所述的节能节水环保型工艺绝热空气冷却器，其特征在于：所述空气冷却器具有固定支架，固定支架由金属或高分子有机复合材料制成，固定支架固定于冷却塔的承重支撑体上，通过键栓紧固组件加以固定。