蒸发冷盘管上置节能冷却设备
技术领域
[0001] 本实用新型属于
制冷设备技术领域，具体涉及一种蒸发冷盘管上置节能冷却设备。
背景技术
[0002]
现有技术中，制冷设备常常使用
水循环系统和换热器对制冷剂进行充分冷却，
冷却水在与制冷剂发生热交换后，需要再度冷却以便循环地对制冷剂进行冷却。
[0003] 如
专利号为CN201720573344.0的中国实用新型专利公开了一种蒸发式冷凝
温度调节设备，该设备包括
机架，在机架上设有下腔室和位于下腔室之上的蒸发室，所述的蒸发室上设有蒸发
散热机构和用于向蒸发散
热机构供水的布水机构，所述的下腔室内设有用于将流经蒸发散热机构的冷却水进行回收的集水回收机构，所述的布水机构、蒸发散热机构和集水回收机构
串联形成
水循环回路，所述的水循环回路上串接有
循环水泵，所述的水循环回路与设置在下腔室内的
热交换器相连且能通
过热交换器与制冷剂循环回路进行热交换。
[0004] 其中，水循环回路上的蒸发散热机构包括若干用于增大蒸
发面积的蒸发板和加快蒸发室空气流动形成
负压的负压
风机，所述的蒸发板可拆卸地连接在机架上，各蒸发板与负压风机合围成所述蒸发室；所述的蒸发板包括蒸发板架，所述蒸发板架中设有充满蒸发板架的湿帘叠纸，所述的蒸发板架远离蒸发室的侧面设置有外罩，所述的外罩与蒸发板架之间设置有过滤隔板，所述的蒸发板架上端和下端分别设置有进水槽和出水槽；所述的布水机构包括通过循环水泵与集水回收机构相连的供水管，该供水管向上延伸至蒸发室内，且在供水管上连接有若干首尾相连的布水管，所述的布水管设于进水槽内。
[0005] 而水循环回路和制冷剂循环回路上的热交换器则包括中空的
外壳管，所述的外壳管呈螺旋状排列且在外壳管中设置有至少一根沿外壳管轴线排布的制冷剂管，所述的外壳串联于循环回路，所述的制冷剂管串联于制冷剂回路。当水循环回路内的冷却水充满外壳管时，穿过外壳管的制冷剂管则被冷却水包围，从而实现冷却水和制冷剂之间的热交换。
[0006] 该蒸发式冷凝温度调节设备的不足之处在于：(1)进入供水管的冷却水需要先流经首尾相连的布水管，然后从开设在布水管管壁上出水孔流出至水平设置在蒸发板架上端的进水槽内；为了确保冷却水能够充满布水管，出水孔的开口大小一般较小，同时
冷却水流速一般较缓，在这种水流状态下，布水管和进水槽内都容易堆积杂质，导致出水孔时常被堵而频繁检修；(2)热交换器的外壳管不仅具有密闭的中空腔，而且外壳管和制冷剂管都是呈螺旋状排列的，这就导致外壳管和制冷剂管的造价均较高；并且，在中空密闭的外壳管中，制冷剂管只能通
过冷却水进行散热，散热效果较差。实用新型内容
[0007] 本
申请的
发明目的是提供一种制冷剂管散热效果良好的蒸发冷盘管上置节能冷却设备。
[0008] 为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：
[0009] 一种蒸发冷盘管上置节能冷却设备，包括机架，所述的机架内设有串联于水循环回路上的接水盘以及串联于制冷剂回路上的制冷剂管，所述的制冷剂管盘设在该接水盘内，该制冷剂管的盘设高度低于接水盘的深度。
[0010] 本申请直接将制冷剂管盘设在接水盘内(而不是设置在下腔室内，处于热交换器内)，无需密封环境，不仅结构简单，而且经蒸发散热机构冷却后的冷却水在落入接水盘的同时即能与制冷剂管内的制冷剂发生热交换，实现对制冷剂管的快速降温；同时，由于接水盘是开放状态的，当冷却水未进入接水盘时，制冷剂管内的制冷剂能够与外界空气发生热交换；当冷却水与制冷剂管内的制冷剂发生热交换时，制冷剂的温度会蒸发一部分冷却水，从而进一步提高热交换效率，增强制冷剂管的散热效果。
[0011] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的接水盘的外周缘带有挡水围边，该接水盘的中央设有凸出于接水盘顶面的溢
流管，挡水围边的顶沿高于溢流管的溢流口，在溢流管和挡水围边之间形成有用于安置制冷剂管的接水槽。当接水槽内接满冷却水后，冷却水会自溢流管的溢流口流出至处于接水盘下方的集水回收机构的
集水槽中。
[0012] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的制冷剂管自接水槽的挡水围边侧向溢流管侧逐渐盘设。接水槽的挡水围边侧具有较大的圆周，而将制冷剂管自挡水围边侧向溢流管侧逐渐盘设使得高温端的制冷剂管具有较大的散热面积，提高散热效率。
[0013] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的接水盘上开设有制冷剂管接入口和制冷剂管接出口，所述的制冷剂管接入口和制冷剂管接出口均处于溢流管外周；
[0014] 所述的制冷剂管依次包括固定且密封安装在制冷剂管接入口处的接入段，盘设在接水槽中的盘管段，以及固定且密封安装在制冷剂接出口处的接出段，所述的接入段、盘管段和接出段一体设置；
[0015] 所述的接入段和接出段均呈倒U型设置，倒U型接入段和倒U型接出段的U型底部均处于接水盘的液面以上。呈倒U型设置在接水盘液面以上使得接入段(高温段)能够在蒸发散热机构的风机的作用下先行散热；而呈倒U型设置在接水盘液面以上则使得接出段远离经过热交换而升温的冷却水，在蒸发散热机构的风机的作用下再一次散热后接入制冷剂回路中；从而进一步提高制冷剂的散热效果。
[0016] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的溢流管的外周壁上成对地开设有条状溢流槽，同属一对的两条溢流槽对称地设置在溢流管上；所有溢流槽均沿溢流管轴向延伸至溢流管的端部开口处，相邻两条溢流槽的长度不同。在与制冷剂管发生热交换后，接水盘内的冷却水再次升温，若仅有最上层的冷却水经过溢流口流出，则处于接水盘下层的高温冷却水则滞留在接水盘内，导致制冷剂管散热效果不佳。而长度不同的溢流槽使得处于接水槽各个深度处的冷却水能够经溢流管流出，实现冷却水的快速置换，从而提高换热效率。而成对设置的条状溢流槽能够进一步提高接水槽内冷却水的快速置换。
[0017] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的接水盘将机架内空间分隔为下腔室和处于下腔室上方的蒸发室，所述的水循环回路包括串联连接的集水回收机构、布水机构和蒸发散热机构，所述的蒸发散热机构包括至少三
块蒸发板，所有蒸发板围成蒸发室，每块蒸发板均带有处于顶端的进水槽和处于底端的出水槽，所述的接水盘处于出水槽下方；所述的布水机构包括：
[0018] 与集水回收机构相连的供水管；
[0019] 与所述的供水管相连的若干分水管；
[0020] 分别与分水管和蒸发板一一对应设置的若干分水板，所述的分水板的顶面设有与相应分水管相连的出水孔以及凸出于分水板顶面的止水板，分水板远离止水板的一侧形成有泄水边缘，该泄水边缘与相应蒸发板的进水槽相接。
[0021] 本申请将各分水管单独与供水管相连，分水管的数量与蒸发板的数量一致或者是蒸发板数量的倍数，而分水管内的冷却水则先自出水孔流入至分水板的顶面，然后再沿着顶面经泄水边缘流入相应蒸发板的进水槽中，在整个冷却水布水的过程中，冷却水不经过任何直
角弯道，出水孔与分水管的口径相当，自出水孔流出的冷却水分散至分水板天然的泄水边缘处，冷却水从整个泄水边缘流入进水槽中，供水管、分水管和分水板表面均不易堆积污垢，布水通路不易发生堵塞，大大降低了检修率；即便发生堵塞，只需清理分水管、出水孔和/或分水板顶面即可，检修成本低。
[0022] 为了与进水槽相接，泄水边缘在进水槽上的投影也应该是呈与进水槽相一致的直线的。这就导致泄水边缘与出水孔形成一个三角地带，出水孔与泄水边缘各个部位之间的距离是不一样的，从而导
致冷却水难以均匀分散至泄水边缘的各个部位。因此，在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的分水板的顶面呈拱形，该拱形顶面关于泄水边缘中点与出水孔圆心的连线中心对称设置；在出水孔与泄水边缘之间，所述的分水板的顶面设有分流结构。将分水板的顶面设置为拱形后，泄水边缘仍旧能够与进水槽相接，但能够促使自出水孔流出的冷却水到达泄水边缘各个部位所需时间相一致(泄水边缘中点处于拱形顶面的顶端，出水孔与泄水边缘中点之间距离较短但冷却水流速较慢，自泄水边缘中点向泄水边缘两端，水流速度逐渐变快)，而分流结构则能够促使冷却水均匀地分散至泄水边缘，便于充分利用蒸发板，提高蒸发板对冷却水的蒸发散热速率。
[0023] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的分流结构包括凸设在分水板顶面的漫水台，所述的出水孔开设在该漫水台上；所述的分水板顶面形成有若干绕漫水台呈扇形发散分布的分流
辐条，所有的分流辐条均自漫水台外周延伸至泄水边缘，相邻两条分流辐条之间形成有分流道；
[0024] 所述的泄水边缘与进水槽之间设有与分水板一体设置的导流板，该导流板与分水板的延伸方向相反，所述的分流辐条自泄水边缘延伸至导流板边缘；相邻的分流辐条之间设有至少一条导流辐条，所述的导流辐条自导流板边缘延伸至泄水边缘；相邻的两个导流辐条之间、相邻的分流辐条和导流辐条之间形成有导流道，各导流道等宽设置。
[0025] 漫水台先对自出水孔流出的冷却水进行初级分散，而分流辐条则对冷却水进行再次分散；同时，分流道内的冷却水能够沿着导流板流入进水槽中，而不会自泄水边缘喷流至进水槽外侧，导流板上还设置了延伸至泄水边缘的导流辐条，这是因为漫水台的面积较小，而泄水边缘的长度较大，在漫水台外周，分流辐条不方便设置得过于紧密，而较为松散的分流辐条又难以确保所有分流道内具有相同的流量；而导流辐条能够对各个分流道内的冷却水流量进行再一次划分，确保各个导流道内的流量一致，确保冷却水均匀分散至进水槽内。
[0026] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，所述的分水板的顶面呈钝角等腰三角形，所述的止水板自等腰三角形
顶点沿等腰三角形腰边延伸至导流板两端并突出于导流板前方。止水板能够防止自出水孔流出的冷却水朝蒸发室内流出，而止水板延伸并突出于导流板前方能够对沿导流板流下的冷却水进行包围，防止冷却水外泄，确保冷却水全部流入进水槽中。
[0027] 在上述的蒸发冷盘管上置节能冷却设备中，在所述的分水板的背面设有处于漫水台底部的嵌槽，所述的嵌槽内成型有延伸至漫水台顶面的出水管道，所述的分水管的出水端套装在该出水管道外并嵌装在该嵌槽内；在漫水台的顶面，所述的出水管道的
侧壁上形成有朝向分流辐条开设的漫水槽。嵌槽以及出水管道便于分水管与分水板实现快速安装和拆卸，而朝向分流辐条的漫水槽则防止自出水孔涌出的冷却水冲向止水板而影响冷却水的分流。
[0028] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
[0029] 本申请直接将制冷剂管盘设在接水盘内(而不是设置在下腔室内，处于热交换器内)，无需密封环境，不仅结构简单，而且经蒸发散热机构冷却后的冷却水在落入接水盘的同时即能与制冷剂管内的制冷剂发生热交换，实现对制冷剂管的快速降温；同时，由于接水盘是开放状态的，当冷却水未进入接水盘时，制冷剂管内的制冷剂能够与外界空气发生热交换；当冷却水与制冷剂管内的制冷剂发生热交换时，制冷剂的温度会蒸发一部分冷却水，从而进一步提高热交换效率，增强制冷剂管的散热效果。
附图说明
[0030] 图1为本实用新型一种蒸发冷盘管上置节能冷却设备的结构示意图；
[0031] 图2为图1中分水板的结构示意图；
[0032] 图3为图1中分水板在另一视角下的结构示意图；
[0033] 图4为图1中蒸发板的结构示意图；
[0034] 图5为图1中接水盘的结构示意图；
[0035] 图6为制冷剂管在接水盘中的盘设方式示意图；
[0036] 图7为制冷剂管在另一视角下的结构示意图；
[0037] 图8为制冷剂管的表面结构放大图。
具体实施方式
[0038] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。
[0040] 如图1所示，本实施例一种蒸发冷盘管上置节能冷却设备，该制冷设备包括机架1，机架1内设有蒸发冷水路循环系统和蒸发冷油路循环系统。
[0041] 由图1可见，机架1内形成有下腔室11和处于下腔室11上方的蒸发室12，其中，蒸发冷水路循环系统包括串联连接的集水回收机构2、布水机构3和蒸发散热机构4，其中，集水回收机构2设置在下腔室11内，布水机构3和蒸发散热机构4设置在蒸发室12内，布水机构3用于将受热升温的冷却水输送至蒸发散热机构4内，而蒸发散热机构4对受热升温的冷却水进行蒸发降温，集水回收机构2则用于将流经蒸发散热机构4的的冷却水进行回收。
[0042] 如图1所示、结合图4可见，本实施例的蒸发散热机构4包括若干(本实施例有四块)可拆卸地连接在机架1侧面上的蒸发板41，所有蒸发板41围成上述的蒸发室12。每块蒸发板41均包括蒸发板架411，蒸发板架411中设有充满蒸发板架411的湿帘叠纸412，蒸发板架411外侧面设置有外罩413，外罩413 与蒸发板架411之间设置有过滤隔板414，蒸发板架411带有处于顶端的进水槽 415和处于底端的出水槽416；其中，进水槽415与布水机构3相连通，出水槽 416则与集水回收机构2相连通。
[0043] 蒸发散热机构4还包括设置在机架1顶部的负压风机42，负压风机42用于将分散在蒸发板41内的高温冷却水
气化产生的
蒸汽抽出，起到降低高温冷却水温度的作用。
[0044] 如图1所示，本实施例的集水回收机构2包括处于下腔室11内的集水箱21 和处于集水箱21上方的接水盘22，接水盘22正好处于出水槽416的下方，自出水槽416流出的冷却水即被收集到该接水盘22内，在接水盘22的上下两侧分别是蒸发室12和下腔室11。
[0045] 如图5所示，本实施例的接水盘22包括盘体221，盘体221的外周缘带有挡水围边222，盘体221的中央设有凸出于接水盘22顶面的溢流管23，挡水围边222的顶沿高于溢流管
23的溢流口231，在溢流管23和挡水围边222之间形成有接水槽223。
[0046] 如图1所示、结合图2和图3可见，本实施例的布水机构3包括通过循环水泵31与集水箱21相连的供水管32，供水管32自下腔室11向上(穿过接水盘22，或者自接水盘22外周)延伸至蒸发室12内，并通过一五通连接器(图中未示出)分别连接四根分水管(图中未示出)，每根分水管均连接一分水板33，而各分水板33则分别被安装在相应蒸发板41的进水槽415上方。
[0047] 如图2和图3所示，本实施例的分水板33的顶面呈钝角等腰三角形，在等腰三角形的顶点处，分水板33的顶面凸设有漫水台34，分水板33的背面形成有处于漫水台34下方的嵌槽331，嵌槽331内成型有出水管道35，该出水管道 35反向延伸至漫水台34顶面，且出水孔351凸出于漫水台34顶面；安装时，将分水管套装在出水管道35外侧并嵌入嵌槽331内，则分水管内的冷却水即可通过出水管道35流至分水板33顶面。
[0048] 如图2所示，在处于漫水台34一侧，出水管道35的侧壁上形成有漫水槽 352；在面向漫水槽352的一侧，分水板33的顶面形成有处于等腰三角形底边处的泄水边缘332，为了与进水槽415相接，泄水边缘332在进水槽415上的投影也应该是呈与进水槽415相一致的直线的。这就导致泄水边缘332与出水孔 351形成一个三角地带，出水孔351与泄水边缘332各个部位之间的距离是不一样的，从而导致冷却水难以均匀分散至泄水边缘332的各个部位。因此本实施将分水板33的顶面设置为呈拱形(如图2所示)，该拱形顶面关于泄水边缘332 中点与出水孔351圆心的连线对称设置；并且，泄水边缘332处带有与分水板33一体设置的导流板36(导流板36与分水板33相连的侧壁也是呈拱形的)，导流板36朝向分水板33背面延伸且与进水槽415相接。在漫水台34和泄水边缘332之间，分水板33的顶面设有若干绕漫水台34呈扇形发散分布的分流辐条333，各分流辐条333自漫水台34外周延伸至泄水边缘332后继续延伸至导流板36边缘，相邻的分流辐条333之间形成分流道334。由于受漫水台34面积所限，在泄水边缘332侧，分流辐条333之间的间距是不定的；因此本实施在导流板36上还设置了若干导流辐条361，各导流辐条361自导流板36边缘延伸至泄水边缘332，导流辐条
361处于分流辐条333之间，将各分流道334分隔为等宽设置的导流道362。布水时，冷却水自漫水槽352流至漫水台34上，漫水台34先对冷却水进行一级分散，分流辐条333对冷却水进行二级分散，而导流辐条361则对冷却水进行三级分散，确保冷却水沿导流板36各个部位均匀地流入进水槽415中。
[0049] 而在背向漫水槽352的一侧，分水板33上设有凸出于分水板33顶面的止水板37，该止水板37也与分水板33一体设置，止水板37自等腰三角形顶点沿等腰三角形腰边延伸至导流板36两端并突出于导流板36前方，从而对冷却水进行合围，确保冷却水沿着泄水边缘332自导流板36表面流入进水槽415中。
[0050] 如图1和图6所示，蒸发冷油路循环系统包括制冷剂管5，制冷剂管5被盘设在接水盘22的接水槽223内，接水槽223内开设有制冷剂管接入口和制冷剂管接出口，制冷剂管接入口和制冷剂管接出口均处于溢流管23外周；该制冷剂管5依次包括固定且密封安装在制冷剂管接入口处的接入段51，盘设在接水槽 223中的盘管段52，以及固定且密封安装在制冷剂管接出口处的接出段53，接入段51、盘管段52和接出段53一体设置。
[0051] 如图6和图7所示，本实施例中，制冷剂管5的盘管段52是自接水槽223 的挡水围边222侧向溢流管23侧逐渐盘设的，而接入段51是自接水槽223的溢流管23侧接入的，因此，接入段51被设置成呈倒U型，倒U型接入段51 的U型底部处于接水盘22的液面以上，U型两臂中，一臂自制冷剂管接入口接入，一臂则与盘管段52相连。而接出段53也是呈倒U型的。呈倒U型设置在接水盘22液面以上使得接入段51高温段能够在蒸发散热机构4的风机的作用下先行散热；而呈倒U型设置在接水盘22液面以上则使得接出段53远离经过热交换而升温的冷却水，在蒸发散热机构4的风机的作用下再一次散热后接入蒸发冷油路循环系统中；从而进一步提高制冷剂的散热效果。
[0052] 制冷剂管5在接水盘22中与冷却水发生热交换，制冷剂降温后，接水盘22 中的冷却水再次升温，倘若升温的冷却水只能从溢流管23端部的溢流口231流出，则在接水盘22底部会有大量高温的冷却水徘徊而不能及时排出。因此如图 1、图5和图7所示，本实施例在溢流管23的的外周壁上开设有若干条状溢流槽232，所有溢流槽232均沿溢流管23轴向延伸至溢流口231处，相邻两条溢流槽232的长度不同。长度不同的溢流槽232使得处于接水槽223各个深度处的冷却水能够经溢流管23流出，实现冷却水的快速置换，从而提高换热效率。
[0053] 为了进一步提高制冷剂管5的散热效率，如图8所示，制冷剂管5的外周带有
散热片54，散热片54可以是如图8所示的绕制冷剂管5外周螺旋设置的，也可以是分散成很多小散热片均匀分布在制冷剂管5外周。散热片54可以仅设置在盘管段52，也可以设置在接入段51和接出段53。
[0054] 如图1所示，蒸发冷油路循环系统还包括与制冷剂管5的接入段51相连的
室内热交换器(图中未示出)、与制冷剂管5的接出段53相连的油分6、与油分 6相连的
压缩机7、与压缩机7相连的气液分离器8；气液分离器8与室内热交换器相连，压缩机7的液入口与油分6的液出口相连通，压缩机7的油入口与油分6的油出口相连通，气液分离器8与压缩机7的液出口相连通；室内热交换器与接入段51之间设有单向
阀(图中未示出)。
[0055] 本实施例的一种制冷设备的蒸发冷油路循环系统的工作原理为：
[0056] 制冷剂循环流通在制冷剂回路中，在室内热交换器处，制冷剂由液态转变为气态，吸热，使室内温度降低；吸热后的高温制冷剂经制冷剂管接入段51进入接水盘22内，接入段51处于接水盘22上方，在负压风机42的作用下先进行风冷降温；然后进入盘管段52内与接水盘22内的冷却水发生热交换，降温后的制冷剂进入接出段53，接出段53也是处于接水盘上方的，以远离因热交换而升温的冷却水，同时在负压风机42的作用下，再一次降温(接出段53表面的冷却水在负压风机42作用下蒸发而带走热量)；在压缩机的作用下，低温的制冷剂先进入油分6进行油液的分离，被分离出的
润滑油经油出口进入压缩机7 的油入口，分离出的制冷剂则经油分6的液出口进入压缩机7的液入口，制冷剂在压缩机7的作用下进入气液分离器8进行气液分离，分离出的液体制冷剂重新进入室内热交换器中，对室内空间进行制冷；
[0057] 制冷剂管5在接水盘22内与冷却水发生热交换后，升温的冷却水经溢流槽 232和溢流口231流出至处于下腔室11的集水箱21内，集水箱21内的高温冷却水被循环水泵31抽至供水管32内，并沿供水管32分散至各个分水管内，分水管内的高温冷却水经出水管道35、漫水槽352流至漫水台34，漫水台34对高温冷却水作一级分散，而后流入分水板33顶面，分流辐条333对高温冷却水作二级分散，在泄水边缘332，导流辐条361对高温冷却水作三级分散，使高温冷却水均匀地沿着导流板36表面流入蒸发板41的进水槽415中；蒸发板41中的湿帘叠纸412与机架1顶部的负压风机42配合，对高温冷却水进行蒸发散热；降温后的冷却水自出水槽416进入接水盘22中，再次与制冷剂管5发生热交换。
