一种波纹板管蒸发冷却换热器及间接蒸发空气冷却装置的制作方法

1.本发明涉及蒸发冷却及热交换产品领域，具体涉及到一种波纹板管蒸发冷却换热器及间接蒸发空气冷却装置。


背景技术：

2.间接蒸发冷却是通过在相互隔离的换热器的一个空间内利用空气和水接触进行传热和传质产生冷风和冷水，然后和换热器另外一个空间内的空气或水通过换热器壁进行显热交换，以获取冷风或冷水的过程。间接蒸发冷却过程可利用蒸发冷却填料先进行直接蒸发冷却产生冷风或冷水，然后再通过热交换器进行显热交换完成，亦可通过特殊设计的蒸发冷却换热器同时完成蒸发冷却和显热交换。
3.目前主流的间接蒸发冷却换热器有板式换热器和管式间接蒸发冷却换热器，板式换热器体积小、结构紧凑，但是布水不均匀、加工成本高；管式换热器体积庞大、效率不高。本发明提供一种内置喷淋和布水组件的波纹板管式热交换器，完美的解决了目前主流间接蒸发冷却换热器的缺点，具备蒸发冷却效率高、结构紧凑、空气阻力小等诸多优点。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种波纹板管蒸发冷却换热器，该换热器由若干波纹板管和框架、上下水室拼接而成，波纹板管外壁在水平空气流动方向呈波纹状；上封板、框架和管外壁隔离的空间形成喷淋布水系统，上下水室中间设置连通管；波纹板管内部被若干个翅片分隔成竖直空间，在每个小空间上部设置有若干个小孔，小孔设置在上水室内部，注入上水室的水喷淋至每个板管的小空间内；换热器工作时，板管内部空间空气向上流动，与喷淋水混合进行蒸发冷却对板管外流动的空气进行降温，另外上下水室连通管内流动的冷水也可对空气进行降温。
5.本发明还提供了一种利用该波纹板管换热器的间接蒸发空气冷却装置，该装置由波纹板管换热器、水箱、湿膜和风机等组成，在波纹板管蒸发冷却换热器下部设置湿膜，最靠近外部空气入口的部分板管内部流下的相对热的水进入湿膜上部流下过程中被冷却，保证流入水箱的喷淋循环水接近外部空气湿球温度。
6.本发明实施案例的技术方案如下：
7.所述波纹板管蒸发冷却换热器由若干列间距相等且内部空心的波纹板管和框架拼接而成，所述波纹板管外壁呈波纹状，同一列的所述波纹板管之间紧密相连，所述波纹板管内部空间在所述波纹板管蒸发冷却换热器中形成分布式蒸发冷却通道，相邻两列的所述波纹板管之间形成波纹状的被冷却空气通道，所述分布式蒸发冷却通道和所述被冷却空气通道呈90度排列，所述框架固定所述波纹板管且将所述蒸发冷却通道和被冷却空气通道分隔开。
8.优选地，所述框架上端还设有上水室，所述上水室通过水管与外部水源连通，所述波纹板管上部设有若干个喷淋孔，所述喷淋孔位于所述上水室内部空间中，所述上水室通
过所述喷淋孔和所述波纹板管的内部连通。
9.优选地，所述波纹板管蒸发冷却换热器还包括若干连通管，所述框架上端还设有上水室，所述框架下端还设有下水室，所述下水室通过水管与外部水源连通，所述波纹板管上部设有若干个喷淋孔，所述喷淋孔位于所述上水室内部空间中，所述上水室通过所述喷淋孔和所述波纹板管的内部连通，所述连通管下端处于所述下水室内部空间中，所述连通管上端处于所述上水室内部空间中。
10.优选地，所述连通管为子弹头形状，所述连通管和所述波纹板管紧密相接，且位于所述波纹板管蒸发冷却换热器中的所述被冷却空气通道的入口处和出口处。
11.优选地，所述波纹板管内部具有多个翅片，所述波纹板管的内部被若干个翅片分隔成若干个的竖直空间。
12.优选地，所述波纹板管内部具有多个翅片，所述翅片位于向所述波纹板管内部空间凸起的位置。
13.本发明还提供了一种间接蒸发空气冷却装置，所述装置包括波纹板管蒸发冷却换热器、湿膜、集水盘、蓄水箱、喷淋水泵、蒸发冷却风机、空气循环风机及壳体，所述壳体的进风口和出风口与所述波纹板管蒸发冷却换热器的被冷却空气通道连通，所述空气循环风机位于所述出风口处，所述蒸发冷却风机位于所述壳体的顶部，所述波纹板管蒸发冷却换热器位于所述蒸发冷却风机的下方，所述湿膜位于所述波纹板管蒸发冷却换热器的下方，所述湿膜倾斜设置，所述湿膜上端相对下端更接近所述壳体的进风口，所述蓄水箱位于所述湿膜的下方，所述喷淋水泵抽送所述蓄水箱中的水喷淋到所述波纹板管蒸发冷却换热器中。
14.优选地，所述框架上端还设有上水室，所述上水室通过水管与外部水源连通，所述波纹板管上部设有若干个喷淋孔，所述喷淋孔位于所述上水室内部空间中，所述上水室通过所述喷淋孔和所述波纹板管的内部连通。
15.优选地，所述波纹板管蒸发冷却换热器还包括若干连通管，所述框架上端还设有上水室，所述框架下端还设有下水室，所述下水室通过水管与外部水源连通，所述波纹板管上部设有若干个喷淋孔，所述喷淋孔位于所述上水室内部空间中，所述上水室通过所述喷淋孔和所述波纹板管的内部连通，所述连通管下端处于所述下水室内部空间中，所述连通管上端处于所述上水室内部空间中。
16.所述连通管为子弹头形状，所述连通管和所述波纹板管紧密相接，且位于所述波纹板管蒸发冷却换热器中的所述被冷却空气通道的入口处和出口处。
17.相比现有技术，本发明的有益效果在于：波纹板管外壁在水平空气流动方向呈波纹状，使得空气接触换热面积更大、风行程更长、风速更慢，换热更充分；上下水室中间设置连通管，实现喷淋水输送和喷淋；波纹板管内部被若干个翅片分隔成竖直空间，在每个波纹板管上设置有若干个喷淋孔，喷淋孔位于上水室内部，注入上水室的水通过喷淋孔喷淋至每个波纹板管的竖直空间内，在内部形成喷淋布水系统，整体结构更加紧凑；换热器工作时，波纹板管内部空间空气向上流动，与喷淋水混合进行蒸发冷却对板管外流动的空气进行降温，另外上下水室连通管内流动的冷水也可对空气进行降温，通过增加连通管与波纹板管的直接接触换热，使得空气降温效率提升。
附图说明
18.图1为本发明中的波纹板管间接蒸发换热器的结构示意图一；
19.图2为本发明中的波纹板管的结构示意图；
20.图3为本发明中的波纹板管间接蒸发换热器中的结构示意图二；
21.图4为本发明中的上水室的结构示意图；
22.图5为的本发明中的波纹板管间接蒸发换热器的结构示意图三；
23.图6为的本发明中的下水室的结构示意图；
24.图7为本发明中的波纹板管的结构示意图；
25.图8为本发明中的间接蒸发空气冷却装置的结构示意图一；
26.图9为本发明中的间接蒸发空气冷却装置的结构示意图二；
27.图10为本发明中的间接蒸发空气冷却装置的结构示意图三；
28.图11为本发明中的波纹板管的截面示意图一；
29.图12为本发明中的波纹板管的截面示意图二；
30.10、波纹板管；11、翅片；12、竖直空间；13、喷淋孔；20、框架；21、上封板；22、空心形体；23、下封板；24、连通管；30、上水室；40、下水室；50、蒸发冷却换热器；51、湿膜；52、集水盘；53、蓄水箱；54、空气循环风机；55、蒸发冷却风机；56、壳体；57、喷淋水泵；58、喷淋器。
具体实施方式
31.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
34.如图1，图1为本发明中的波纹板管间接蒸发换热器的结构示意图一；一种波纹板管蒸发冷却换热器，其由若干个内部为空心的波纹板管10和固定这些波纹板管的框架20拼接组成，这些波纹板管之间间距相等，且排布形成阵列，为了增加波纹板管的换热面积，如图2，图2为本发明中的波纹板管的结构示意图；波纹板管内部还设置了若多个翅片11，翅片将波纹板管内部空间分隔成若干个独立的竖直空间12，如图11所示，翅片可以在每个波纹板管半个波纹波浪周期的波峰和波谷处，也可以间隔n倍的半个波浪周期处，根据实际需求进行设置，所有波纹板管中的所有的竖直空间作为一个整体在波纹板管蒸发冷却换热器中形成了分布式蒸发冷却通道，如图12所示，本发明还提供了翅片在波纹板管内部空间的另一种形式，本形式的翅片相对图11所示的翅片长度较短，并未将整个波纹板管的内部空间分割成多个竖直小空间，同时，翅片只位于向波纹板管内部空间凸起的位置，整个波纹板管内部空间为连通状态。分布式蒸发冷却通道作为波纹板管蒸发冷却换热器的冷源通道，通
过对该通道进行喷淋喷水进行直接冷却蒸发得到冷源；在波纹板管蒸发冷却换热器中，相邻两列的波纹板管之间形成了波纹状的被冷却空气通道，该被冷却空气通道作为热通道，需要冷却的空气进入该通道与分布式蒸发冷却通道进行间壁式换热，框架将蒸发冷却通道和被冷却空气通道分隔开，被冷却空气通道与分布式蒸发冷却通道呈90度排列，由于波纹板管外壁为波纹状，所以相邻两列的所述波纹板管之间形成波纹状的被冷却空气通道，这样，经过被冷却空气通道的空气流速减小，被冷却通道与分布式蒸发冷却通道的换热面积更大，使得被冷却空气与冷源换热更充分，被冷却空气降温幅度更大。在本发明中，为了使得加工、组装方便，同一列波纹板管可以设定成若干个小的波纹板管，这些小的波纹板管紧密相连，处于同一列。波纹板管蒸发冷却换热器在应用中，分布式蒸发冷却通道内的向上流动的空气与喷淋水混合进行蒸发冷却，然后对板管外流动的空气进行换热降温。
35.如图3、图4，图3为本发明中的波纹板管间接蒸发换热器中的结构示意图二；图4为本发明中的上水室的结构示意图；框架上端还设有上水室30，上水室通过水管与外部水源连通，在本实施例中，上水室顶部可以是封闭式也可以是开放式，优选方式为封闭式，具体地，上水室30由框架20上端四边凸起围墙和上封板组成21，上封板具有与波纹板管外围边框形状相适配的空心形体22，上封板21位于上水室顶部，波纹板管穿过框架和上封板的空心形体，使得上水室形成一个封闭的腔体，上水室通过水管与外部水源连通，外部水源引入到上水室中，本发明创新点在于通过对波纹板管和框架进行形态结构设置，使得波纹板管间接蒸发换热器本身具有喷淋布水功能，大大节省了波纹板管间接蒸发换热器在系统中的应用的空间，具体，上水室30与波纹板管10组成喷淋布水组件，波纹板管10的上端穿过上水室30，波纹板管上部设有若干个喷淋孔13，喷淋孔13位于上水室内部空间中，上水室通过喷淋孔和波纹板管的内部连通，外部水源引入到上水室中，随着水位慢慢上升到喷淋孔的位置，水就从喷淋孔流向波纹板管内部空间中，上水室的水通过喷淋孔喷淋到分布式蒸发冷却通道内，分布式蒸发冷却通道内就会进行直接蒸发换热。通过在波纹板管间接蒸发换热器内部形成喷淋布水系统，就不再需要外部喷淋器在分布式蒸发冷却通道的上方进行喷淋了。
36.为了提高被冷却空气的冷却效率，本实施例在上面介绍的基础上设计了另一种更优化的方式，如图5、图6、图7所示，图5为的本发明中的波纹板管间接蒸发换热器的结构示意图三；图6为的本发明中的下水室的结构示意图；图7为本发明中的波纹板管的结构示意图；具体地，波纹板管蒸发冷却换热器还包括若干连通管24，框架上端还设有上水室30，框架下端还设有下水室40，连通管下端处于下水室内部空间中，连通管上端处于上水室内部空间中。本实施例与上述介绍的波纹板管间接蒸发换热器的不同之处在于，在框架下端还设有下水室，外部水源是通过与下水室连通，将外部水源输送到下水室中，再通过连通管输送到上水室，上水室的结构构造及工作原理和上面实施例中的上水室一样，在上面的实施例已经介绍过了，这里就不再重新叙述了。
37.对于下水室，为了检修方便，具体地，下水室40由框架下端四边凸起围墙和下封板23组成，下封板具有与波纹板管外围边框形状相适配的空心形体22，下封板23位于下水室底部，波纹板管穿过框架和下封板的空心形体，使得下水室形成一个封闭的腔体，下水室通过水管与外部水源连通，外部水源引入到下水室中，下水室和若干连通管组合成喷淋水分配组件，连通管下端处于下水室内部空间中，连通管上端处于上水室内部空间中，喷淋水分
配组件用来将从水泵出来的喷淋水通过下水室、连通管输送至上水室中。输送到上水室后，随着水位慢慢上升到喷淋孔的位置，水就从喷淋孔流向波纹板管内部空间中，上水室的水通过喷淋孔喷淋到分布式蒸发冷却通道内，分布式蒸发冷却通道内就会进行直接蒸发换热。通过在波纹板管间接蒸发换热器内部形成喷淋布水系统，就不再需要外部喷淋器在分布式蒸发冷却通道的上方进行喷淋了。相对上面介绍的只有上水室的形式，该优化方式具有上、下水室和连通管，连通管不但起到将下水室中的水输送到上水室的管道作用，还起到对被冷却空气进行预冷，对分布式蒸发冷却通道中的空气进行直接换热，优选地，连通管为子弹头形状，其弹尾侧和波纹板管紧密接触相接，且位于波纹板管蒸发冷却换热器的被冷却空气通道的入口处和出口处。外部水源从下水室经连通管泵入到上水室，连通管的中水从下到上与波纹板管中的空气进行接触换热，使得波纹板管中的空气进一步降温，将连通管设置在被冷却空气通道的入口处和出口处，可在被冷却空气进入被冷却空气通道前对其进行预冷，提高了被冷却空气的冷却降温效率。
38.本发明的效果在于：波纹板管外壁在水平空气流动方向呈波纹状可使得空气在换热交换器中接触换热面积更大、风行程更长、风速更慢，换热更充分；上下水室中间设置连通管，实现喷淋水从下到上的输送；波纹板管内部被若干个翅片分隔成竖直空间，在每个波纹板管上设置有若干个喷淋孔，喷淋孔位于上水室内部，注入上水室的水通过喷淋孔喷淋至每个波纹板管的竖直空间内，在内部形成喷淋布水系统，整体结构更加紧凑；换热器工作时，板管内部空间空气向上流动，与喷淋水混合进行蒸发冷却对板管外流动的空气进行降温，另外上下水室连通管内流动的冷水也可对空气进行降温，通过增加连通管与波纹板管的直接接触换热，使得空气降温效率提升。
39.本发明在波纹板管蒸发冷却换热器的基础上还提供了一种间接蒸发空气冷却装置，如图8所示，图8为本发明中的间接蒸发空气冷却装置的结构示意图一；其包括了上述图1所示的的波纹板管蒸发冷却换热器50、湿膜51、集水盘52、蓄水箱53、喷淋水泵57、蒸发冷却风机55、空气循环风机及壳体54，壳体56的进风口和出风口与波纹板管蒸发冷却换热器的被冷却空气通道连通，空气循环风机位于出风口处，蒸发冷却风机位于壳体的顶部，波纹板管蒸发冷却换热器位于蒸发冷却风机的下方，湿膜位于波纹板管蒸发冷却换热器的下方，湿膜倾斜设置，湿膜上端相对下端更接近壳体的进风口，蓄水箱位于湿膜的下方，喷淋水泵抽送蓄水箱中的水到喷淋器58中，喷淋器58中的喷淋水喷淋到波纹板管蒸发冷却换热器中。使用了波纹板管蒸发冷却换热器，间接蒸发空气冷却装置的空气换热效率更高，同时将湿膜倾斜设置，湿膜上端相对下端更接近壳体的进风口，可保证流落到蓄水箱中的喷淋水水温温差很小，接近进风口的喷淋水由于与还未冷却的热空气进行换热，其温度相对后端与已经被前端喷淋水冷却过的热空气进行换热的喷淋水稍高些，这样温度较高的喷淋水从湿膜上端流向下端，温度较低的喷淋水直接流向下端，温度较高的喷淋水经过从上端到下端散热，其温度与下端湿膜中的水温度基本接近相同。
40.如图9所示，图9为本发明中的间接蒸发空气冷却装置的结构示意图二；其波纹板管蒸发冷却换热器采用图3所示的优选方式，对应系统也做适应设置，取消了喷淋器，直接将蓄水箱中的水泵入波纹板管蒸发冷却换热器中，相对图1的波纹板管蒸发冷却换热器，优选地，框架上端还设有上水室30，上水室通过水管与外部水源连通，在本实施例中，上水室顶部可以是封闭式也可以是开放式，优选方式为封闭式，具体地，上水室30由框架20上端四
边凸起围墙和上封板组成21，上封板具有与波纹板管外围边框形状相适配的空心形体22，上封板21位于上水室顶部，波纹板管穿过框架和上封板的空心形体，使得上水室形成一个封闭的腔体，上水室通过水管与外部水源连通，外部水源引入到上水室中，本发明创新点在于通过对波纹板管和框架进行形态结构设置，使得波纹板管间接蒸发换热器本身具有喷淋布水功能，大大节省了波纹板管间接蒸发换热器在系统中的应用的空间，具体，上水室30与波纹板管10组成喷淋布水组件，波纹板管10的上端穿过上水室30，波纹板管上部设有若干个喷淋孔13，喷淋孔13位于上水室内部空间中，上水室通过喷淋孔和波纹板管的内部连通，外部水源引入到上水室中，随着水位慢慢上升到喷淋孔的位置，水就从喷淋孔流向波纹板管内部空间中，上水室的水通过喷淋孔喷淋到分布式蒸发冷却通道内，分布式蒸发冷却通道内就会进行直接蒸发换热。通过在波纹板管间接蒸发换热器内部形成喷淋布水系统，就不再需要外部喷淋器在分布式蒸发冷却通道的上方进行喷淋了。
41.如图10，图10为本发明中的间接蒸发空气冷却装置的结构示意图三；其波纹板管蒸发冷却换热器采用图5所示的更优选方式，对应系统也做适应设置，取消了喷淋器，直接将蓄水箱中的水泵入波纹板管蒸发冷却换热器中的下端，从下端输送到上端进行喷淋。具体地，波纹板管蒸发冷却换热器还包括若干连通管24，框架上端还设有上水室30，框架下端还设有下水室40，连通管下端处于下水室内部空间中，连通管上端处于上水室内部空间中。本实施例与上述介绍的波纹板管间接蒸发换热器的不同之处在于，在框架下端还设有下水室，外部水源是通过与下水室连通，将外部水源输送到下水室中，再通过连通管输送到上水室，上水室的结构构造及工作原理和上面实施例中的上水室一样，在上面的实施例已经介绍过了，这里就不再重新叙述了。
42.对于下水室，为了检修方便，具体地，下水室40由框架下端四边凸起围墙和下封板23组成，下封板具有与波纹板管外围边框形状相适配的空心形体22，下封板23位于下水室底部，波纹板管穿过框架和下封板的空心形体，使得下水室形成一个封闭的腔体，下水室通过水管与外部水源连通，外部水源引入到下水室中，下水室和若干连通管组合成喷淋水分配组件，连通管下端处于下水室内部空间中，连通管上端处于上水室内部空间中，喷淋水分配组件用来将从水泵出来的喷淋水通过下水室、连通管输送至上水室中。输送到上水室后，随着水位慢慢上升到喷淋孔的位置，水就从喷淋孔流向波纹板管内部空间中，上水室的水通过喷淋孔喷淋到分布式蒸发冷却通道内，分布式蒸发冷却通道内就会进行直接蒸发换热。通过在波纹板管间接蒸发换热器内部形成喷淋布水系统，就不再需要外部喷淋器在分布式蒸发冷却通道的上方进行喷淋了。相对上面介绍的只有上水室的形式，该优化方式具有上、下水室和连通管，连通管不但起到将下水室中的水输送到上水室的管道作用，还起到对被冷却空气进行预冷，对分布式蒸发冷却通道中的空气进行直接换热，优选地，连通管为子弹头形状，其弹尾侧和波纹板管紧密接触相接，且位于波纹板管蒸发冷却换热器的被冷却空气通道的入口处和出口处。外部水源从下水室经连通管泵入到上水室，连通管的中水从下到上与波纹板管中的空气进行接触换热，使得波纹板管中的空气进一步降温，将连通管设置在被冷却空气通道的入口处和出口处，可在被冷却空气进入被冷却空气通道前对其进行预冷，提高了被冷却空气的冷却降温效率。
43.本发明的效果在于：在波纹板管蒸发冷却换热器下部设置湿膜，最靠近外部空气入口的部分板管内部流下的相对热的水进入湿膜上部流下过程中被冷却，保证流入水箱的
喷淋循环水接近外部空气湿球温度。
44.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
45.以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。