一种空冷换热管束的制作方法

本发明涉及增膜型蒸发式空冷器技术领域，具体涉及一种空冷换热管束。

背景技术：

蒸发式空冷器是一种将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的高效节能冷却设备。为了进一步提高蒸发式空冷器的冷却能力，人们研制出了增膜型蒸发式空冷器，增膜型蒸发式空冷器包括喷水系统和空冷换热管束。其中，空冷换热管束包括多个光管和设在相邻两个光管之间的增膜板，多个光管水平放置且从上向下排列，增膜板的宽度方向与竖直方向平行，光管即为外表面光滑的管，待冷却流体在每个光管管内流通，喷水系统将水喷淋在上层光管外表面，由于光管的外表面光滑，喷淋的水在上层光管外表面形成水膜，由于水膜较薄，有利于蒸发，水膜的蒸发将热量带走，从而对待冷却流体进行冷却，另外，由于光管外表面比较光滑，水膜很容易在重力的作用下，从上层光管的外表面流至上层光管的底部，进而滴落在上层光管下方的增膜板上，并在增膜板上铺展成水膜，增膜板上的水膜在重力作用下，沿增膜板的宽度方向在增膜板上向下流，水膜一边下流一边与空气换热，经过在增膜板上的流动过程，水的温度下降，水由增膜板滴落至下层光管时，由于水的温度下降，扩大了下层光管的管内外温差，强化了下层光管的管内外换热。如此循环，每个光管对流经其内的待冷却流体进行冷却。

现有空冷换热管束存在的缺陷有：增膜板上的水膜在向下流动的过程中，由于表面张力作用，水膜的表面会逐渐收缩，导致水膜出现大块的聚集的厚区域，大块厚区域对水膜向空气传热和蒸发传质产生不利影响，从而降低了空冷换热管束的换热效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种高换热效率的空冷换热管束。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种空冷换热管束，由上向下依次设有上层光管、增膜板和下层光管，增膜板表面刻有多条上下延伸的沟纹，以将上层光管外表面滴落下来的水引流至下层光管的外表面。

其中，所有沟纹均设置为折流沟纹，所述折流沟纹由首尾相连的多条纹理构成，相邻两条纹理具有一定的角度。

其中，所有折流沟纹均设置为竖折流沟纹，所述竖折流沟纹为整体上沿增膜板的宽度方向延伸的折流沟纹。

其中，所有折流沟纹均设置为斜折流沟纹，所述斜折流沟纹为整体上沿与增膜板宽度方向成一定角度延伸的折流沟纹。

其中，所有折流沟纹的尖折角均设置为30-60度。

其中，所有沟纹均设置为直流沟纹，所述直流沟纹由且仅由一条纹理构成。

其中，多条沟纹由折流沟纹和直流沟纹组成，其中，所述折流沟纹由首尾相连的多条纹理构成，相邻两条纹理具有一定的角度，所述直流沟纹由且仅由一条纹理构成。

其中，相邻两条沟纹在增膜板长度方向的间距设置为4-8mm。

其中，相邻两条沟纹在增膜板长度方向的间距设置为6mm。

其中，所述增膜板位于上层光管的正下方和下层光管的正上方。

其中，所述增膜板与下层光管的上下间距设置为5-10mm。

其中，所述增膜板与下层光管的上下间距设置为8mm。

其中，所述沟纹的底深设置为2-5mm。

其中，所述空冷换热管束还包括防止上层光管和下层光管在重力作用下挠曲的支撑板，该支撑板分别与上层光管和下层光管垂直固定连接。

本发明的有益效果：

本发明的一种空冷换热管束，从上层光管掉下来的水落到增膜板的上边沿，进而流向增膜板表面，第一，增膜板表面刻有的多条沟纹把将要形成的大块厚区域隔断，从而防止了大块厚区域的形成，避免了因大块厚区域引起的水膜向空气传热和蒸发传质不利的问题，从而使得流过增膜板后的水的温度下降幅度变大；第二，由于沟纹具有一定的深度，增大了增膜板的表面积，使得增膜板上的水膜变薄，从而增强了增膜板上的水膜向空气传热和蒸发传质的效率，使得流过增膜板后的水的温度的下降幅度进一步变大。通过以上两点，使得流过增膜板后的水的温度的急剧地下降，当水滴落到下层光管时，使得下层光管的管内外温差变大，从而强化了下层光管的管内外换热，最终提高了空冷换热管束的换热效率。

附图说明

图1为本发明一种空冷换热管束的第一种实施方式的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明一种空冷换热管束的第二种实施方式的结构示意图。

图4为本发明一种空冷换热管束的第三种实施方式的结构示意图。

图5为本发明一种空冷换热管束的第四种实施方式的结构示意图。

图6为本发明一种空冷换热管束的第五种实施方式的结构示意图。

附图标记：

11-上层光管、12-下层光管、2-增膜板、21-竖直流沟纹、22-斜直流沟纹、23-竖折流沟纹、24-斜折流沟纹、3-管箱、4-支撑板。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

可以理解的，本发明实施例中的沟纹的深度是指增膜板表面到沟纹底部的距离。折流沟纹可以包括多种形式，比如，由多条纹理构成的折流沟纹，相邻两条纹理具有固定的角度，该角度称为尖折角。竖折流沟纹是指整体上沿增膜板的宽度方向延伸的折流沟纹。斜折流沟纹是指整体上沿与增膜板宽度方向成一定角度延伸的折流沟纹。直流沟纹由且仅由一条纹理构成。竖直流沟纹是指沿增膜板宽度方向延伸的直流沟纹。斜直流沟纹是指沿与增膜板宽度方向成一定角度延伸的直流沟纹。增膜板表面是指由增膜板的长和宽组成的面。增膜板的上边沿和下边沿是指由增膜板的长和厚组成的面。

实施例1

本发明一种空冷换热管束的第一种实施方式，如图1和图2所示，由上向下依次设有上层光管11、增膜板2和下层光管12，上层光管11、增膜板2和下层光管12均固定于管箱3，上层光管11和下层光管12水平放置，增膜板2的宽度方向与竖直方向平行，增膜板2表面刻有多条上下延伸的沟纹，以将上层光管11外表面滴落下来的水引流至下层光管12的外表面，本实施例中，所述沟纹设置为多条竖折流沟纹23，每条竖折流沟纹23的上端指向上层光管11，下端指向下层光管12。

使用时：从上层光管11外表面掉下来的水落到增膜板2的上边沿，进而流向增膜板2的表面，第一，由于表面刻有多条竖折流沟纹23，多条竖折流沟纹23沿增膜板2长度方向分布，从而把将要形成的大块厚区域隔断，从而防止了大块厚区域的形成，避免了因大块厚区域引起的水膜向空气传热和蒸发传质不利的问题，使得流过增膜板2后的水的温度下降幅度变大；第二，由于竖折流沟纹23具有一定的深度，增大了增膜板2的表面积，使得增膜板2上的水膜变薄，从而增强了增膜板2上的水膜向空气传热和蒸发传质的效率，使得流过增膜板2后的水的温度的下降幅度进一步变大；第三，当水在竖折流沟纹23中由上向下流动时，由于竖折流沟纹23具有一定的尖折角，水还存在由左向右和由右向左的流动，水以这样的方式流动可以搅动空气，增强水和空气的热交换，使得流过增膜板2后的水的温度的下降幅度更进一步变大；第四，竖折流沟纹23延长水在增膜板上的流程和时间，从而延长了水和空气进行热交换的时间，使得流过增膜板2后的水的温度的下降幅度更进一步变大。 经过以上四点，使得流过了增膜板2的竖折流沟纹23后，水的温度的急剧地下降，当水滴落到下层光管12时，下层光管12的管内外的温差变大，从而强化了下层光管12的管内外换热，最终提高了空冷换热管束的换热效率。

本实施例中，所有竖折流沟纹23的尖折角均设置为30-60度，使得水在重力的作用下，能较快的顺着竖折流沟纹23向下流，也就是说，尖折角设置为30-60度时，竖折流沟纹23对水向下流的阻力较小，使得水在竖折流沟纹23中具有较大的流速，以使得水在由左向右和由右向左的流动过程中，能较为剧烈的搅动空气，从而增强水和空气的热交换，进一步提高空冷换热管束的换热效率。优选的，所有竖折流沟纹23的尖折角均设置为45度。当然，并不局限于所有竖折流沟纹23的尖折角均相同。

本实施例中，相邻两条沟纹在增膜板2长度方向的间距设置为4-8mm。该间距能较好地防止大块厚区域的形成，同时能增大增膜板2的表面积。优选的，该间距设置为6mm。

本实施例中，所有竖折流沟纹23沿增膜板2长度方向等间距分布地在增膜板2上。使得水较均匀的从增膜板2的上边沿流向下边沿，一方面，水能较均匀的散热，且水能较为均匀的搅动空气，从而更高效的使水和空气进行热交换，另一方面，这样的设计方便加工，降低了成本。

本实施例中，增膜板2位于上层光管11的正下方和下层光管12的正上方，以便于上层光管11上的水尽可能多的滴落到增膜板2上，也便于增膜板2上的水尽可能多的滴落到下层光管12上。

本实施例中，增膜板2与上层光管11保持合理的间隙，以便上层光管11和增膜板2安装于管箱3。

本实施例中，增膜板2与下层光管12的上下间距设置为5-10mm，以便从增膜板2掉下来的水滴落到下层光管12时，对下层光管12进行扰动，以增强传热。优选的，增膜板2与下层光管12的上下间距设置为8mm。

本实施例中，沟纹的底深设置为2-5mm，便于加工且能较好地增大增膜板2的表面积，从而提高空冷换热管束的换热效率。

本实施例中，竖折流沟纹23的上端延伸至增膜板2的上边沿，竖折流沟纹23的下端延伸至增膜板2的下边沿，以便于上边沿上的水顺利且快速地流入竖折流沟纹23，且便于竖折流沟纹23中的水顺利且快速地流至下边沿，从而顺利且快速地滴落至下层光管12，或者便于竖折流沟纹23中的水直接快速地滴落至下层光管12。

本实施例中，空冷换热管束还包括防止上层光管11和下层光管12在重力作用下挠曲的支撑板4，该支撑板4分别与上层光管11和下层光管12垂直固定连接。具体的，支撑板4从上向下设有多个供上层光管11和下层光管12穿过的孔，为了更牢固地固定上层光管11和下层光管12，将支撑板4设置为多个。

实施例2

本发明一种空冷换热管束的第二种实施方式，如图3所示，与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中的竖折流沟纹23替换为斜折流沟纹24。斜折流沟纹24是指整体上沿与增膜板2宽度方向成一定角度延伸的折流沟纹。

相对于实施例1，本实施例中由于大块厚区域在重力作用下容易形成呈上下拉长的不规则椭圆形，而斜折流沟纹24整体上沿与增膜板2宽度方向成一定度角上下延伸，可以沿斜向将大块厚区域隔断，从而使得大块厚区域在上下方向被分为多块，由于水是从上往下流，上述多块经过斜折流沟纹24时变薄，相对于实施例1，这样的设计更有利于消除大块厚区域，使得水膜整体快速地变薄，快速加强水膜和空气的热交换，使得流过增膜板2后的水的温度的下降幅度更进一步变大。

本实施例中，斜折流沟纹24的整体延伸方向与增膜板2的宽度方向成15-75度角。呈15-75度角倾斜的斜折流沟纹24能较好的将大块厚区域隔断，进一步避免因大块厚区域引起的水膜向空气传热和蒸发传质不利的问题。优选的，斜折流沟纹24的整体延伸方向与增膜板2宽度方向成45度角。

在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。

实施例3

本发明一种空冷换热管束的第三种实施方式，如图4所示，与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中的竖折流沟纹23替换为竖直流沟纹21，竖直流沟纹21是指沿增膜板2宽度方向延伸的直流沟纹。

相对于实施例1，本实施例中由于竖直流沟纹21整体上沿增膜板2的宽度方向即竖直方向延伸，所以在重力作用下，水在竖直流沟纹21中向下流动的动力最强，其下流速度最快，能较为剧烈的搅动空气，加强水和空气的热交换，使得流过增膜板2后的水的温度的下降幅度更进一步变大，当水滴落到下层光管12时，下层光管12的管内外的温差变大，从而强化了下层光管12的管内外换热，最终提高了空冷换热管束的换热效率。

在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。

实施例4

本发明一种空冷换热管束的第四种实施方式，如图5所示，与实施例3基本相同，不同之处在于，本实施例将实施例3中的竖直流沟纹21替换为斜直流沟纹22，斜直流沟纹22是指沿与增膜板2宽度方向成一定角度延伸的直流沟纹。

相对于实施例3，本实施例中由于大块厚区域在重力作用下容易形成呈上下拉长的不规则椭圆形，而斜直流沟纹22整体上沿与增膜板2宽度方向成一定度角上下延伸，可以沿斜向将大块厚区域隔断，从而使得大块厚区域在上下方向被分为多块，由于水是从上往下流，上述多块经过斜直流沟纹22时变薄，相对于实施例3，这样的设计更有利于消除大块厚区域，使得水膜整体快速地变薄，快速加强水膜和空气的热交换，使得流过增膜板2后的水的温度的下降幅度更进一步变大，当水滴落到下层光管12时，下层光管12的管内外的温差变大，从而强化了下层光管12的管内外换热，最终提高了空冷换热管束的换热效率。

本实施例中，斜直流沟纹22的延伸方向沿与增膜板2的宽度方向成15-75度角。呈15-75度角倾斜的斜直流沟纹22能较好的将大块厚区域隔断，进一步避免因大块厚区域引起的水膜向空气传热和蒸发传质不利的问题。优选的，斜直流沟纹22的延伸方向与增膜板2的宽度方向成45度角。

在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。

实施例5

本发明一种空冷换热管束的第五种实施方式，如图6所示，将实施例1和实施例5结合，本实施例中的沟纹设置为沿增膜板2长度方向间隔排布的竖折流沟纹23和斜直流沟纹22。本实施例兼具实施例1和实施例5的优点，在此不再进行赘述。

在本实施例中未解释的特征，采用实施例1和实施例5中的解释，在此也不再进行赘述。

当然，将上述实施例1-4中任意两个或多个的结合，也属于本发明的保护范围。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。