CN103673413B - 一种蒸发式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蒸发式冷凝器，包括壳体和位于壳体内的换热器；该蒸发式冷凝器用于吸附式制冷***，壳体上设置有分别供制冷剂流入和流出的第一进口和第一出口，壳体的底端设置有水槽，壳体的底壳部分向其顶壳方向凹陷，并形成供吸附式制冷***的吸附床嵌入的凹陷部；换热器的第二进口与壳体的第一进口相连通，换热器的第二出口与壳体的第一出口相连通。本发明提供的蒸发式冷凝器，与现有技术相比，无需配置冷却塔等相关设备；同时，吸附床可嵌入蒸发式冷凝器的壳体的凹陷部中，很明显，简化了整个吸附式制冷***，也减少了吸附式制冷***的占地面积。

Description

一种蒸发式冷凝器

技术领域

本发明涉及吸附式制冷***冷凝设备技术领域，更具体地说，涉及一种蒸发式冷凝器。

背景技术

随着能源日益紧缺，臭氧层的破坏以及全球气候的变暖，吸附式制冷逐渐得到发展。吸附式制冷是一种低品位热能驱动的绿色制冷技术，吸附式制冷原理为：利用吸附剂对制冷剂的吸附作用造成制冷剂液体的蒸发，相应地产生制冷效应。吸附式制冷主要包括两个阶段：一个为通过水、空气等换热介质带走吸附剂的显热与吸附热，完成吸附剂对制冷剂的吸附，使得制冷剂蒸发，实现制冷；另一个为吸附制冷完成后，再利用热能提供吸附剂的解吸热，完成吸附剂的再生，解吸出的制冷剂蒸气在冷凝器中释放热量，重新回到液体状态。

吸附式制冷***主要包括吸附床、冷凝器和蒸发器。目前，吸附式制冷***，尤其是低温热源驱动的吸附式制冷***，无法采用风冷式冷凝器，而必须采用水冷式冷凝器，这就要求吸附式制冷***必须配置对水冷式冷凝器的冷却水进行降温的冷却塔及相关的管路设备，造成吸附式制冷***较庞大、较复杂，占地面积较大。

综上所述，如何设置冷凝器，以简化吸附式制冷***，同时减小吸附式制冷***的占地面积，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种蒸发式冷凝器，以简化吸附式制冷***，同时减小吸附式制冷***的占地面积。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蒸发式冷凝器，包括壳体和位于所述壳体内的换热器；所述蒸发式冷凝器用于吸附式制冷***，所述壳体上设置有分别供制冷剂流入和流出的第一进口和第一出口，所述壳体的底端设置有水槽，所述壳体的底壳部分向其顶壳方向凹陷，并形成供所述吸附式制冷***的吸附床嵌入的凹陷部；

所述换热器的第二进口与所述壳体的第一进口相连通，所述换热器的第二出口与所述壳体的第一出口相连通；

所述壳体的第一进口和第一出口分别设置于所述壳体的底壳向其顶壳方向凹陷的部分。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述凹陷部位于所述壳体底端的中心；所述水槽呈环形水槽。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述换热器具体为套管换热器；所述换热器的外壳上设置有螺旋状的外翅片；所述换热器内的换热管外壁上设置有内翅片，所述内翅片沿所述换热管的轴向延伸且沿所述换热管周向分布。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述外翅片上设置有亲水膜。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述换热器具体为三个，且三个所述换热器并排分布。

优选的，上述蒸发式冷凝器，还包括：与所述水槽相连通，用于使所述水槽内的水冷却所述吸附床的冷却水泵；和与所述水槽相连通，供冷却所述吸附床的水回流至所述水槽的回水管。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述蒸发式冷凝器的风机为轴流风机，所述轴流风机位于所述壳体内部，且位于所述蒸发式冷凝器的散水器的顶端。

优选的，上述蒸发式冷凝器，还包括设置于所述壳体内，且位于所述散水器和所述轴流风机之间的挡水网。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述壳体上设置有与所述水槽相连通，并用于向所述水槽内补水的补水管。

优选的，上述蒸发式冷凝器中，所述壳体上的进风口设置有进风栅格。

本发明提供的蒸发式冷凝器，将蒸发式冷凝器应用于吸附式制冷***，与现有技术相比，无需再配置冷却塔等相关设备，很明显，简化了整个吸附式制冷***，也减少了吸附式制冷***的占地面积；同时，蒸发式冷凝器的壳体的底壳部分向其顶壳方向凹陷，并形成供吸附式制冷***的吸附床嵌入的凹陷部，即吸附床可嵌入凹陷部中，进一步减少了整个吸附式制冷***的占地面积，综上，本发明提供的蒸发式冷凝器，简化了整个吸附式制冷***，同时也减少了吸附式制冷***的占地面积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的运行示意图；

图3为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的换热器的外部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的换热器的内部结构示意图。

上图1-4中：

风机1、挡水网2、壳体3、喷淋水管4、喷淋水泵5、第一出口6、第一进口7、冷却水泵8、回水管9、进风口10、换热器11、第二进口111、第二出口112、外翅片113、内翅片114、换热管115、散水器12、出风口13、补水管14、水槽15、凹陷部16。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种蒸发式冷凝器，应用于吸附式制冷***，简化了吸附式制冷***，同时也减小了吸附式制冷***的占地面积。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-4，图1为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的结构示意图；图2为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的运行示意图；图3为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的换热器的外部结构示意图；图4为本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的换热器的内部结构示意图。

本发明实施例提供的蒸发式冷凝器，包括：底端设置有水槽15的壳体3，位于壳体3内部的换热器11，位于壳体3内部并位于换热器11顶端的散水器12，散水器12通过喷淋水管4与水槽15相连通，串接于喷淋水管4上的喷淋水泵5，以及风机1。其中，壳体3上设置有进风口10和出风口13，风机1使壳体3外的空气自进风口10流至出风口13。具体地，进风口10设置在壳体3的侧壳上，出风口13设置在壳体3的顶壳上。该蒸发式冷凝器用于吸附式制冷***，且壳体3上设置有分别供制冷剂流入和流出的第一进口7和第一出口6，壳体3的底壳部分向其顶壳方向凹槽，并形成供吸附式制冷***的吸附床嵌入的凹陷部16；换热器11的第二进口111与壳体3的第一进口7相连通，换热器11的第二出口112与壳体3的第一出口6相连通。

本发明实施例提供的蒸发式冷凝器的工作过程如下：当气态制冷剂通过壳体3的第一进口7经第二进口111进入换热器11内部，开启喷淋水泵5，使得水槽15内的冷却水经喷淋水管4流至散水器12，开启散水器12和风机1，使得冷却水喷洒在换热器11的外侧，在换热器11的外壳上形成液膜，同时在风机1的作用下，壳体3内形成相对负压，壳体3外的空气通过进风口10进入壳体3，并经出风口13流出，与换热器11的外壳上的液膜形成对流换热，液膜蒸发，从换热器11内部吸取热量，即实现了冷却换热器11及其内部的气态制冷剂，最终气态制冷剂成为液体制冷剂，并经第二出口112和第一出口6流出，即实现了气态制冷剂的冷凝。

本发明实施例提供的蒸发式冷凝器，将蒸发式冷凝器应用于吸附式制冷***，与现有技术相比，无需再配置冷却塔等相关设备，很明显，简化了整个吸附式制冷***，也减少了吸附式制冷***的占地面积；同时，蒸发式冷凝器的壳体3的底壳部分向其顶壳方向凹陷，并形成供吸附式制冷***的吸附床嵌入的凹陷部16，即吸附床可嵌入凹陷部16，进一步减少了整个吸附式制冷***的占地面积，综上，上述实施例提供的蒸发式冷凝器，简化了整个吸附式制冷***，同时也减少了吸附式制冷***的占地面积。

为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，壳体3的第一进口7和第一出口6分别设置于壳体3的底壳向其顶壳方向凹陷的部分。由于蒸发式冷凝器用于冷凝吸附床内的气态制冷剂，将第一进口7和第一出口6分别设置于壳体3的底壳向其顶壳方向凹陷的部分，吸附床上解吸出的气态制冷剂可直接通过第一进口7和第二进口111直接进入换热器11中，减少了管路的设置，进一步简化了吸附式制冷***；同时还降低了由于管路阻力带来的压力和传质损失。

优选的，上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，凹陷部16位于壳体3底端的中心，这样便于换热器11的设置以及散水器12的布置，此时水槽15呈环形水槽。当然，凹陷部16还可位于壳体3底端的一侧，本发明实施例对此不作具体地限定。

上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，优先选择换热器11为套管换热器，换热器11的第二出口112和第二进口111设置在换热器11的底端。为了便于冷凝后的制冷剂流出套管换热器，套管换热器底端设置有集液室，用于收集冷凝后的制冷剂，该集液室与第二出口112相连通。当然，换热器11还可为换热管组，由若干换热管组成。本发明实施例对此不作具体地限定。具体的，套管换热器的外壳上设置有螺旋状的外翅片113；套管换热器内的换热管115外壁上设置有内翅片114，该内翅片114沿换热管115的轴向延伸且沿换热管115的周向分布。这样，可加快冷却水与气态制冷剂之间的换热，进而加快气态制冷剂的冷凝；同时也便于液膜的形成和蒸发以及液化的制冷剂流至第二出口112。当然，套管换热器的外壳和换热管115上还可设置其他类型的翅片，例如在套管换热器的外壳上设置周向分布的翅片，相邻的两周翅片交叉布置；换热管115的外壁上可设置针形翅片。本发明实施例对此不作具体地限定。为了便于冷却水在外翅片113上形成液膜，优选的，外翅片113上设置有亲水膜。

优选的，上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，当换热器11为套管换热器时，换热器11具体为三个，且三个所述换热器11并排分布。当然，还可根据吸附式制冷***的具体需求确定换热器11的数目，本发明实施例对此不作具体地限定。

为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的蒸发式冷凝器，还包括：与水槽15相连通，用于使水槽15内的水冷却吸附床的冷却水泵8；和与水槽15相连通，供冷却吸附床的水回流至水槽15的回水管9。蒸发式冷凝器还可通过外界空气冷却水槽15内的水，即水槽15内的水通过散水器12喷洒，风机1使壳体3外的空气流入壳体3内，并向上流动，可将水冷却，获得温度较低的水，温度较低的水可用于冷却吸附床，然后通过回水管9回流至水槽15内。

上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，风机1可设置在进风口10处，即风机1位于壳体3的外侧。优选的，风机1为轴流风机，该轴流风机位于壳体3内部，且位于散水器12的顶端，当然，轴流风机与出风口13相对应。当轴流风机运行时，会将部分水以蒸汽的形式带出壳体3，造成水的过量流失，为了避免水的过量流失，上述实施例提供的蒸发式冷凝器，还包括设置于壳体3内，且位于散水器12和轴流风机之间的挡水网2。

随着蒸发式冷凝器的不断使用，水槽15内的水可能会减少，为了蒸发式冷凝器的正常使用，上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，壳体3上设置有与水槽15相连通，并用于向水槽15内补水的补水管14。当水槽15内的水不足时，可通过补水管14向水槽15内补水。当然，也可采用其他方式实现向水槽15内补水，本发明实施例对此不作具体地限定。

为了避免灰尘等杂质进入壳体3内，上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，壳体3上的进风口10设置有进风栅格。当然，也可采用其他的方式避免杂质进入壳体3内，例如在进风口10处设置过滤网等，本发明实施例对此不作具体地限定。

优选的，上述实施例提供的蒸发式冷凝器中，进风口10具体为两个，且相对分布，这样便于壳体外的空气进入壳体3内。当然，进风口10还可为多个或者一个，本发明实施例对此不作具体地限定。散水器12可为若干喷头；也可为直管，直管上设置有若干喷孔。本发明实施例对散水器12的具体结构不作具体地限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种蒸发式冷凝器，包括壳体(3)和位于所述壳体(3)内的换热器(11)，其特征在于，

所述蒸发式冷凝器用于吸附式制冷***，所述壳体(3)上设置有分别供制冷剂流入和流出的第一进口(7)和第一出口(6)，所述壳体(3)的底端设置有水槽(15)，所述壳体(3)的底壳部分向其顶壳方向凹陷，并形成供所述吸附式制冷***的吸附床嵌入的凹陷部(16)；

所述换热器(11)的第二进口(111)与所述壳体(3)的第一进口(7)相连通，所述换热器(11)的第二出口(112)与所述壳体(3)的第一出口(6)相连通；

所述壳体(3)的第一进口(7)和第一出口(6)分别设置于所述壳体(3)的底壳向其顶壳方向凹陷的部分。

2.根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述凹陷部(16)位于所述壳体(3)底端的中心；所述水槽(15)呈环形水槽。

3.根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述换热器(11)具体为套管换热器；所述换热器(11)的外壳上设置有螺旋状的外翅片(113)；所述换热器(11)内的换热管(115)外壁上设置有内翅片(114)，所述内翅片(114)沿所述换热管(115)的轴向延伸且沿所述换热管(115)周向分布。

4.根据权利要求3所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述外翅片(113)上设置有亲水膜。

5.根据权利要求3所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述换热器(11)具体为三个，且三个所述换热器(11)并排分布。

6.根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，还包括：与所述水槽(15)相连通，用于使所述水槽(15)内的水冷却所述吸附床的冷却水泵(8)；和与所述水槽(15)相连通，供冷却所述吸附床的水回流至所述水槽(15)的回水管(9)。

7.根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述蒸发式冷凝器的风机(1)为轴流风机，所述轴流风机位于所述壳体(3)内部，且位于所述蒸发式冷凝器的散水器(12)的顶端。

8.根据权利要求7所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，还包括设置于所述壳体(3)内，且位于所述散水器(12)和所述轴流风机之间的挡水网(2)。

9.根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述壳体(3)上设置有与所述水槽(15)相连通，并用于向所述水槽(15)内补水的补水管(14)。

10.根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述壳体(3)上的进风口(10)设置有进风栅格。