一種空冷換熱管束的制作方法

本發明涉及增膜型蒸發式空冷器技術領域，具體涉及一種空冷換熱管束。

背景技術：

蒸發式空冷器是一種將水冷與空冷、傳熱與傳質過程融為一體且兼有兩者之長的高效節能冷卻設備。為了進一步提高蒸發式空冷器的冷卻能力，人們研制出了增膜型蒸發式空冷器，增膜型蒸發式空冷器包括噴水系統和空冷換熱管束。其中，空冷換熱管束包括多個光管和設在相鄰兩個光管之間的增膜板，多個光管水平放置且從上向下排列，增膜板的寬度方向與豎直方向平行，光管即為外表面光滑的管，待冷卻流體在每個光管管內流通，噴水系統將水噴淋在上層光管外表面，由于光管的外表面光滑，噴淋的水在上層光管外表面形成水膜，由于水膜較薄，有利于蒸發，水膜的蒸發將熱量帶走，從而對待冷卻流體進行冷卻，另外，由于光管外表面比較光滑，水膜很容易在重力的作用下，從上層光管的外表面流至上層光管的底部，進而滴落在上層光管下方的增膜板上，并在增膜板上鋪展成水膜，增膜板上的水膜在重力作用下，沿增膜板的寬度方向在增膜板上向下流，水膜一邊下流一邊與空氣換熱，經過在增膜板上的流動過程，水的溫度下降，水由增膜板滴落至下層光管時，由于水的溫度下降，擴大了下層光管的管內外溫差，強化了下層光管的管內外換熱。如此循環，每個光管對流經其內的待冷卻流體進行冷卻。

現有空冷換熱管束存在的缺陷有：增膜板上的水膜在向下流動的過程中，由于表面張力作用，水膜的表面會逐漸收縮，導致水膜出現大塊的聚集的厚區域，大塊厚區域對水膜向空氣傳熱和蒸發傳質產生不利影響，從而降低了空冷換熱管束的換熱效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，而提供一種高換熱效率的空冷換熱管束。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種空冷換熱管束，由上向下依次設有上層光管、增膜板和下層光管，增膜板表面刻有多條上下延伸的溝紋，以將上層光管外表面滴落下來的水引流至下層光管的外表面。

其中，所有溝紋均設置為折流溝紋，所述折流溝紋由首尾相連的多條紋理構成，相鄰兩條紋理具有一定的角度。

其中，所有折流溝紋均設置為豎折流溝紋，所述豎折流溝紋為整體上沿增膜板的寬度方向延伸的折流溝紋。

其中，所有折流溝紋均設置為斜折流溝紋，所述斜折流溝紋為整體上沿與增膜板寬度方向成一定角度延伸的折流溝紋。

其中，所有折流溝紋的尖折角均設置為30-60度。

其中，所有溝紋均設置為直流溝紋，所述直流溝紋由且僅由一條紋理構成。

其中，多條溝紋由折流溝紋和直流溝紋組成，其中，所述折流溝紋由首尾相連的多條紋理構成，相鄰兩條紋理具有一定的角度，所述直流溝紋由且僅由一條紋理構成。

其中，相鄰兩條溝紋在增膜板長度方向的間距設置為4-8mm。

其中，相鄰兩條溝紋在增膜板長度方向的間距設置為6mm。

其中，所述增膜板位于上層光管的正下方和下層光管的正上方。

其中，所述增膜板與下層光管的上下間距設置為5-10mm。

其中，所述增膜板與下層光管的上下間距設置為8mm。

其中，所述溝紋的底深設置為2-5mm。

其中，所述空冷換熱管束還包括防止上層光管和下層光管在重力作用下撓曲的支撐板，該支撐板分別與上層光管和下層光管垂直固定連接。

本發明的有益效果：

本發明的一種空冷換熱管束，從上層光管掉下來的水落到增膜板的上邊沿，進而流向增膜板表面，第一，增膜板表面刻有的多條溝紋把將要形成的大塊厚區域隔斷，從而防止了大塊厚區域的形成，避免了因大塊厚區域引起的水膜向空氣傳熱和蒸發傳質不利的問題，從而使得流過增膜板后的水的溫度下降幅度變大；第二，由于溝紋具有一定的深度，增大了增膜板的表面積，使得增膜板上的水膜變薄，從而增強了增膜板上的水膜向空氣傳熱和蒸發傳質的效率，使得流過增膜板后的水的溫度的下降幅度進一步變大。通過以上兩點，使得流過增膜板后的水的溫度的急劇地下降，當水滴落到下層光管時，使得下層光管的管內外溫差變大，從而強化了下層光管的管內外換熱，最終提高了空冷換熱管束的換熱效率。

附圖說明

圖1為本發明一種空冷換熱管束的第一種實施方式的結構示意圖。

圖2為圖1的側視圖。

圖3為本發明一種空冷換熱管束的第二種實施方式的結構示意圖。

圖4為本發明一種空冷換熱管束的第三種實施方式的結構示意圖。

圖5為本發明一種空冷換熱管束的第四種實施方式的結構示意圖。

圖6為本發明一種空冷換熱管束的第五種實施方式的結構示意圖。

附圖標記：

11-上層光管、12-下層光管、2-增膜板、21-豎直流溝紋、22-斜直流溝紋、23-豎折流溝紋、24-斜折流溝紋、3-管箱、4-支撐板。

具體實施方式

結合以下實施例對本發明作進一步描述。

可以理解的，本發明實施例中的溝紋的深度是指增膜板表面到溝紋底部的距離。折流溝紋可以包括多種形式，比如，由多條紋理構成的折流溝紋，相鄰兩條紋理具有固定的角度，該角度稱為尖折角。豎折流溝紋是指整體上沿增膜板的寬度方向延伸的折流溝紋。斜折流溝紋是指整體上沿與增膜板寬度方向成一定角度延伸的折流溝紋。直流溝紋由且僅由一條紋理構成。豎直流溝紋是指沿增膜板寬度方向延伸的直流溝紋。斜直流溝紋是指沿與增膜板寬度方向成一定角度延伸的直流溝紋。增膜板表面是指由增膜板的長和寬組成的面。增膜板的上邊沿和下邊沿是指由增膜板的長和厚組成的面。

實施例1

本發明一種空冷換熱管束的第一種實施方式，如圖1和圖2所示，由上向下依次設有上層光管11、增膜板2和下層光管12，上層光管11、增膜板2和下層光管12均固定于管箱3，上層光管11和下層光管12水平放置，增膜板2的寬度方向與豎直方向平行，增膜板2表面刻有多條上下延伸的溝紋，以將上層光管11外表面滴落下來的水引流至下層光管12的外表面，本實施例中，所述溝紋設置為多條豎折流溝紋23，每條豎折流溝紋23的上端指向上層光管11，下端指向下層光管12。

使用時：從上層光管11外表面掉下來的水落到增膜板2的上邊沿，進而流向增膜板2的表面，第一，由于表面刻有多條豎折流溝紋23，多條豎折流溝紋23沿增膜板2長度方向分布，從而把將要形成的大塊厚區域隔斷，從而防止了大塊厚區域的形成，避免了因大塊厚區域引起的水膜向空氣傳熱和蒸發傳質不利的問題，使得流過增膜板2后的水的溫度下降幅度變大；第二，由于豎折流溝紋23具有一定的深度，增大了增膜板2的表面積，使得增膜板2上的水膜變薄，從而增強了增膜板2上的水膜向空氣傳熱和蒸發傳質的效率，使得流過增膜板2后的水的溫度的下降幅度進一步變大；第三，當水在豎折流溝紋23中由上向下流動時，由于豎折流溝紋23具有一定的尖折角，水還存在由左向右和由右向左的流動，水以這樣的方式流動可以攪動空氣，增強水和空氣的熱交換，使得流過增膜板2后的水的溫度的下降幅度更進一步變大；第四，豎折流溝紋23延長水在增膜板上的流程和時間，從而延長了水和空氣進行熱交換的時間，使得流過增膜板2后的水的溫度的下降幅度更進一步變大。 經過以上四點，使得流過了增膜板2的豎折流溝紋23后，水的溫度的急劇地下降，當水滴落到下層光管12時，下層光管12的管內外的溫差變大，從而強化了下層光管12的管內外換熱，最終提高了空冷換熱管束的換熱效率。

本實施例中，所有豎折流溝紋23的尖折角均設置為30-60度，使得水在重力的作用下，能較快的順著豎折流溝紋23向下流，也就是說，尖折角設置為30-60度時，豎折流溝紋23對水向下流的阻力較小，使得水在豎折流溝紋23中具有較大的流速，以使得水在由左向右和由右向左的流動過程中，能較為劇烈的攪動空氣，從而增強水和空氣的熱交換，進一步提高空冷換熱管束的換熱效率。優選的，所有豎折流溝紋23的尖折角均設置為45度。當然，并不局限于所有豎折流溝紋23的尖折角均相同。

本實施例中，相鄰兩條溝紋在增膜板2長度方向的間距設置為4-8mm。該間距能較好地防止大塊厚區域的形成，同時能增大增膜板2的表面積。優選的，該間距設置為6mm。

本實施例中，所有豎折流溝紋23沿增膜板2長度方向等間距分布地在增膜板2上。使得水較均勻的從增膜板2的上邊沿流向下邊沿，一方面，水能較均勻的散熱，且水能較為均勻的攪動空氣，從而更高效的使水和空氣進行熱交換，另一方面，這樣的設計方便加工，降低了成本。

本實施例中，增膜板2位于上層光管11的正下方和下層光管12的正上方，以便于上層光管11上的水盡可能多的滴落到增膜板2上，也便于增膜板2上的水盡可能多的滴落到下層光管12上。

本實施例中，增膜板2與上層光管11保持合理的間隙，以便上層光管11和增膜板2安裝于管箱3。

本實施例中，增膜板2與下層光管12的上下間距設置為5-10mm，以便從增膜板2掉下來的水滴落到下層光管12時，對下層光管12進行擾動，以增強傳熱。優選的，增膜板2與下層光管12的上下間距設置為8mm。

本實施例中，溝紋的底深設置為2-5mm，便于加工且能較好地增大增膜板2的表面積，從而提高空冷換熱管束的換熱效率。

本實施例中，豎折流溝紋23的上端延伸至增膜板2的上邊沿，豎折流溝紋23的下端延伸至增膜板2的下邊沿，以便于上邊沿上的水順利且快速地流入豎折流溝紋23，且便于豎折流溝紋23中的水順利且快速地流至下邊沿，從而順利且快速地滴落至下層光管12，或者便于豎折流溝紋23中的水直接快速地滴落至下層光管12。

本實施例中，空冷換熱管束還包括防止上層光管11和下層光管12在重力作用下撓曲的支撐板4，該支撐板4分別與上層光管11和下層光管12垂直固定連接。具體的，支撐板4從上向下設有多個供上層光管11和下層光管12穿過的孔，為了更牢固地固定上層光管11和下層光管12，將支撐板4設置為多個。

實施例2

本發明一種空冷換熱管束的第二種實施方式，如圖3所示，與實施例1基本相同，不同之處在于，本實施例將實施例1中的豎折流溝紋23替換為斜折流溝紋24。斜折流溝紋24是指整體上沿與增膜板2寬度方向成一定角度延伸的折流溝紋。

相對于實施例1，本實施例中由于大塊厚區域在重力作用下容易形成呈上下拉長的不規則橢圓形，而斜折流溝紋24整體上沿與增膜板2寬度方向成一定度角上下延伸，可以沿斜向將大塊厚區域隔斷，從而使得大塊厚區域在上下方向被分為多塊，由于水是從上往下流，上述多塊經過斜折流溝紋24時變薄，相對于實施例1，這樣的設計更有利于消除大塊厚區域，使得水膜整體快速地變薄，快速加強水膜和空氣的熱交換，使得流過增膜板2后的水的溫度的下降幅度更進一步變大。

本實施例中，斜折流溝紋24的整體延伸方向與增膜板2的寬度方向成15-75度角。呈15-75度角傾斜的斜折流溝紋24能較好的將大塊厚區域隔斷，進一步避免因大塊厚區域引起的水膜向空氣傳熱和蒸發傳質不利的問題。優選的，斜折流溝紋24的整體延伸方向與增膜板2寬度方向成45度角。

在本實施例中未解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。

實施例3

本發明一種空冷換熱管束的第三種實施方式，如圖4所示，與實施例1基本相同，不同之處在于，本實施例將實施例1中的豎折流溝紋23替換為豎直流溝紋21，豎直流溝紋21是指沿增膜板2寬度方向延伸的直流溝紋。

相對于實施例1，本實施例中由于豎直流溝紋21整體上沿增膜板2的寬度方向即豎直方向延伸，所以在重力作用下，水在豎直流溝紋21中向下流動的動力最強，其下流速度最快，能較為劇烈的攪動空氣，加強水和空氣的熱交換，使得流過增膜板2后的水的溫度的下降幅度更進一步變大，當水滴落到下層光管12時，下層光管12的管內外的溫差變大，從而強化了下層光管12的管內外換熱，最終提高了空冷換熱管束的換熱效率。

在本實施例中未解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。

實施例4

本發明一種空冷換熱管束的第四種實施方式，如圖5所示，與實施例3基本相同，不同之處在于，本實施例將實施例3中的豎直流溝紋21替換為斜直流溝紋22，斜直流溝紋22是指沿與增膜板2寬度方向成一定角度延伸的直流溝紋。

相對于實施例3，本實施例中由于大塊厚區域在重力作用下容易形成呈上下拉長的不規則橢圓形，而斜直流溝紋22整體上沿與增膜板2寬度方向成一定度角上下延伸，可以沿斜向將大塊厚區域隔斷，從而使得大塊厚區域在上下方向被分為多塊，由于水是從上往下流，上述多塊經過斜直流溝紋22時變薄，相對于實施例3，這樣的設計更有利于消除大塊厚區域，使得水膜整體快速地變薄，快速加強水膜和空氣的熱交換，使得流過增膜板2后的水的溫度的下降幅度更進一步變大，當水滴落到下層光管12時，下層光管12的管內外的溫差變大，從而強化了下層光管12的管內外換熱，最終提高了空冷換熱管束的換熱效率。

本實施例中，斜直流溝紋22的延伸方向沿與增膜板2的寬度方向成15-75度角。呈15-75度角傾斜的斜直流溝紋22能較好的將大塊厚區域隔斷，進一步避免因大塊厚區域引起的水膜向空氣傳熱和蒸發傳質不利的問題。優選的，斜直流溝紋22的延伸方向與增膜板2的寬度方向成45度角。

在本實施例中未解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。

實施例5

本發明一種空冷換熱管束的第五種實施方式，如圖6所示，將實施例1和實施例5結合，本實施例中的溝紋設置為沿增膜板2長度方向間隔排布的豎折流溝紋23和斜直流溝紋22。本實施例兼具實施例1和實施例5的優點，在此不再進行贅述。

在本實施例中未解釋的特征，采用實施例1和實施例5中的解釋，在此也不再進行贅述。

當然，將上述實施例1-4中任意兩個或多個的結合，也屬于本發明的保護范圍。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。