专利名称：热回收型热管式两级蒸发冷却器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空调制冷技术领域，涉及一种适用于空调系统的冷却 器，具体涉及一种热回收型热管式两级蒸发冷却器。
技术背景近年来，空调作为调节建筑物室内环境和空气品质的有效手段，得到了 前所未有的快速发展。随着人们对居住环境舒适性的更高要求，对蒸发冷却 技术也提出了越来越多的要求。目前的蒸发冷却装置存在着下面的问题。1. 目前蒸发冷却设备中的换热器使用板翅式的较多，虽然这种换热器结 构紧凑，换热效率较高，但由于换热器流道狭窄，水质较硬时易结标，难清 洗，阻力大，能耗较高。2. 目前国内外间接蒸发冷却器普遍采用的是喷淋排管式布水器，这种布水方式主要存在以下一些问题(1) 没有整体考虑间接蒸发冷却器性能参数。间接蒸发冷却器中采用 的重力布水方式，在二次空气风压较高、二次空气流速较快、间接蒸发冷却 器机芯尺寸较高时，在相对狭窄的二次空气流道中在换热器壁面很难形成均 匀水膜。(2) 喷淋密度(喷嘴密度)不均匀。布水器由于空间和尺寸的限制， 很难实现喷嘴的均匀布置，从而造成在二次风端面上布水不均匀；其次在换 热器的外壁面上布水也很不均匀(二次风的流场上)，结果造成间接蒸发冷
却器热交换效率降低。(3) 喷嘴雾化性能太高。在间接蒸发冷却间冷器平板间，水滴粒径应 适中，才能均匀附着在壁面上。在间接蒸发冷却器中，流量越大，喷嘴压力 越高，产生的水滴粒径就越小，粒径太小的结果就是水滴不易均匀沉降，在 没有充分进行热湿交换即被二次风带出。(4) 喷水量选用不当。在实际工程应用中，水泵流量和扬程的选取有 很大的随意性，喷水量或大或小，很少有正确选取在一个合理的范围之内的。 造成的结果是换热器壁面水膜过厚或者是出现水膜空白区域。(5) 换热器壁面亲水性较差。间接蒸发冷却器中的换热器材料通常使 用铝箔制成的板翅式换热器，也有使用薄壁塑料材料的。这两种材料都不是 亲水性材料，润湿性能较差，很难在材料表面形成均匀稳定的完整水膜。3.蒸发冷却系统采用的单级蒸发直接冷却空调形式，容易受气候和地 域等条件的诸多限制，存在空调区域湿度偏大，温降有限，不能满足要求较 高场合的使用等问题。 发明内容本实用新型的目的是提供一种热回收型热管式两级蒸发冷却器，解决了 现有蒸发冷却装置中存在的上述问题，提高了管式间接蒸发冷却器的换热效 率。本实用新型所采用的技术方案是， 一种热回收型热管式两级蒸发冷却 器，包括换热器和布水装置，冷却器包括蒸发冷却装置和热回收装置，换热 器为热管换热器，热管换热器的热管冷端与其前方设置的第一过滤器、热管 冷端后方设置的送风机组成蒸发冷却装置，热管换热器的热管热端与其前方 设置的第二过滤器、热管热端上部的布水装置以及热管热端后方设置的排风
机组成热回收装置。本实用新型的特点还在于，蒸发冷却装置中，热管冷端与送风机之间，热管冷端的通道设置有直接 蒸发冷却段。布水装置采用滴淋式，热管换热器的热管热端的外壳体开有多个通孔， 通孔的上部设置一滴管，使从滴管流出的水滴经通孔均流、分散，均匀地布 置在热管热端的换热器表面。热管换热器采用平置吸液芯结构，在热管管壳内，与热管轴向相平行且 经过蒸发段和冷凝段设置有吸液芯，使工质依靠毛细力作用完成在蒸发段和 冷凝段内的循环。与现有的两级蒸发冷却器相比，本实用新型具有如下特点(1) 将热管技术应用于空调蒸发冷却器，釆用平置吸液芯热管换热器， 以取代目前所采用的板翅式热交换器，大大提高换热效率，效率可高达80% 以上，降低运行能耗。(2) 将热回收装置与蒸发冷却装置有机地结合，使一套装置具有热回收 和蒸发冷却两种功能，从而达到夏季降温，冬季热回收。(3) 将间接蒸发冷却与直接蒸发冷却相结合，使空调降温l(TC以上， 提高冷却效率。(4) 冬季可对室外新风进行预热，使室外新风温升l(TC左右，提高了 换热效率。(5) 由于增设了直接蒸发冷却段，从而使该装置具有加湿和净化的功能。(6) 设置了滴淋式布水装置，使得布水均匀，散热效果好，提高了蒸发 冷却效率，同时还可节约水量，与传统的热管热端釆用风冷式热管换热器相
比，效率可提高20%以上。
图1是本实用新型热回收型热管式两级蒸发冷却器结构示意图；图2是本实用新型中热管式换热器的结构示意图；图3是本实用新型的热管式换热器的平置吸液芯结构示意图。图中，l.第一过滤器，2.热管冷端，3.直接蒸发冷却段，4.循环水泵，5. 送风机，6.排风机，7.热管热端，8.滴淋式布水装置，9.第二过滤器，IO.滴管， ll.隔板，12.通孔，13.外壳体，14.热管管壳，15.吸液芯，16.端盖。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。 如图1所示，本实用新型的热回收型热管式两级蒸发冷却器，采用热回 收装置与蒸发冷却装置复合的结构，采用热管换热器，将热管换热器的热管 冷端2与其前方设置的第一过滤器1、热管冷端2后方设置的送风机5组成 蒸发冷却装置，在热管冷端2与送风机5之间，热管冷端2的通道还设置了 直接蒸发冷却段3;热管换热器的热管热端7与其前方设置的第二过滤器9、 热管热端7上部的布水装置8以及热管热端7后方设置的排风机6组成热回 收装置。采用热回收装置与蒸发冷却装置复合的结构，可以实现空气的等湿冷却。热管是一种高导热性能的传热元件，它通过内部传热工质在一个高真空 的封闭壳体内不断的循环相变来实现热量传递，具有很高的导热性，良好的 等温性，冷热两侧的传热面积可任意改变，可远距离传热，可控制温度等特 点。许多根热管集装在一起，中间用隔板11将蒸发段与冷凝段分开，就形
成了热管换热器，如图2所示。热管换热器无需外部动力来促使流体循环， 较常规换热器更安全、可靠，可长期连续运行，且冷热段结构位置布置灵活， 本实用新型采用热管换热器取代现有的板翅式换热器，具有传热效率高，结 构紧凑，流动阻力小，节能效果显著的特点。蒸发冷却装置中，在热管冷端2通道布置直接蒸发冷却段3，采用两级 蒸发冷却系统，能进一步加大降温效果，同时又起到加湿作用。直接蒸发冷 却段3采用循环水泵4，能连续不断地将循环水喷淋在直接蒸发冷却段3的 填料上，以实现绝热加湿冷却的作用。布水装置8采用滴淋式，结构如图2，热管换热器的热管热端7的外壳 体13开有多个通孔12，滴管7设置在通孔12的上部。该滴淋式布水结构起 到了均流的作用，能将水滴分散成粒径不同的细小水滴，均匀地布置在热管 热端7换热管表面，避免液滴集中成水流，同时增加了对流传热传质效果。 对于蒸发冷却过程来讲，在热管热端设计的该布水均匀、节约用水量的布水 结构，对增强冷却效率、提高系统经济性有显著的积极作用。热管换热器采用平置吸液芯结构，其结构如图3所示，它是由管壳14、 吸液芯15和端盖16组成，吸液芯15与热管的轴向相平行，且经过蒸发段 和冷凝段。从热流吸热的一端为蒸发段，工质吸收潜热后蒸发汽化，流动至 冷流体一端即冷凝段放热液化，并依靠毛细力作用流回蒸发段，自动完成循 环。平置吸液芯热管的蒸发段与冷凝段可根据夏季和冬季不同季节的变化而 交换功能，从而满足夏季冷回收，冬季热回收的要求。本实用新型结构中的第一过滤器1和第二过滤器9能过滤空气中的灰 尘，对热管的热端和冷端分别进行防尘保护作用，以提高换热器的换热效率。送风机5是将室外新风经第一过滤器1、热管冷端2、直接蒸发冷却段3， 空气送入室内。排风机6将室内空气经过第二过滤器9、 滴淋式布水装置8和热管热端7，将吸收热量的空气排至室外。本实用新型的工作原理是室外新风经第一过滤器1把灰尘过滤后，通过热管冷端2进行第一级降温处理，然后经过直接蒸发冷却段3进行第二级 降温(加湿)处理，最后经送风机5将处理后的空气送入室内。室内排风经 第二过滤器9把灰尘过滤后，经滴淋式布水装置8和热管热端7进行热质交 换后，由排风机6将吸收热量的空气排至室外。热管冷端2和热管热端7在 冬季和夏季运行时，作用相反，从而对室外新风迸行预热处理，达到热回收 的目的。
权利要求1.一种热回收型热管式两级蒸发冷却器，包括换热器和布水装置，其特征在于，所述的冷却器包括蒸发冷却装置和热回收装置，所述的换热器为热管换热器，所述热管换热器的热管冷端(2)与其前方设置的第一过滤器(1)、热管冷端(2)后方设置的送风机(5)组成蒸发冷却装置，所述热管换热器的热管热端(7)与其前方设置的第二过滤器(9)、热管热端(7)上部的布水装置(8)以及热管热端(7)后方设置的排风机(6)组成热回收装置。
2. 按照权利要求1所述的冷却器，其特征在于，所述的蒸发冷却装置中， 热管冷端(2)与送风机(5)之间，热管冷端(2)的通道设置有直接蒸发 冷却段(3)。
3. 按照权利要求1或2所述的冷却器，其特征在于,所述的布水装置(8) 采用滴淋式，所述热管换热器的热管热端(7)的外壳体(13)开有多个通 孔(12)，通孔(12)的上部设置一滴管(7)，使从滴管(7)流出的水滴经 通孔(12)均流、分散，均匀地布置在热管热端(7)的换热器表面。
4. 按照权利要求1所述的冷却器，其特征在于，所述的热管换热器采用 平置吸液芯结构，在热管管壳(14)内，与热管轴向相平行且经过蒸发段和 冷凝段设置有吸液芯(15)，使工质依靠毛细力作用完成在蒸发段和冷凝段 内的循环。
专利摘要本实用新型公开的一种热回收型热管式两级蒸发冷却器，采用蒸发冷却装置和热回收装置复合的结构，换热器为热管换热器，热管换热器的热管冷端与其前方设置的第一过滤器、热管冷端后方设置的送风机组成蒸发冷却装置，热管换热器的热管热端与其前方设置的第二过滤器、热管热端上部的布水装置以及热管热端后方设置的排风机组成热回收装置。本实用新型的特点是将热回收装置与蒸发冷却装置有机地结合，使一套装置具有热回收和蒸发冷却两种功能，还采用了平置吸液芯热管换热器，加装了滴淋式布水装置，能够对空调系统室内排风进行热回收，使蒸发冷却空调系统的效率得到大大提高。
文档编号F28D15/02GK201028897SQ20072003141
公开日2008年2月27日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者生 吴, 强天伟, 武俊梅, 殷清海, 翔 黄 申请人:西安工程大学