[发明专利]膜片式露点间接蒸发冷却换热器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种换热器领域的技术，具体是一种膜片式露点间接蒸发冷却换热器。

背景技术

露点间接蒸发冷却系统通过水与空气之间的热湿交换来获取冷量，可以提供接近于露点的空气，具有结构简单、运动部件少、能效比高的优点，然而露点间接蒸发换热器的换热效率以及相对于直接蒸发换热器而言较高的制造成本是阻碍该系统广泛运用的重要影响因素。

目前露点间接蒸发换热器多为板翅式结构，包括：纵向干空气通道和横向湿空气通道；通过在纵向干空气通道的中间设置小气孔，使得流经此处的空气可以穿过气孔流入横向湿空气通道中，并与湿空气通道中原有空气一起被绝热加湿，在自身温度降低后再对纵向干空气通道中的空气进行等湿冷却，直至接近露点温度。在此过程中，由于空气流动的不稳定性，容易使得水通过小气孔从湿通道进入干通道从而污染送风，从而丧失了间接蒸发换热器相对于直接蒸发换热器而言送风不加湿的这一优势；平板加翅的结构虽然增加了换热面积，但是就换热强度而言，平面上附着的层流底层会恶化传热。

而根据换热器空气流动及换热组织方式的差异，露点间接蒸发换热器主要有逆流和叉流两种，其中：逆流换热虽然具有较小的换热温差，但是同等条件下面临着较大的流动压降；而叉流换热内部通道狭窄、结构复杂，大量气流流经小气孔，增加了流动阻力，降低了冷却效果，使得一次空气不能完全冷却、换热效率下降。

另一方面，现有技术中干湿换热流道截面相同，但是间接蒸发换热器有其本身的特点：干换热通道层里的流量要远大于湿换热通道的流量。这一特征导致气流在干换热通道层高速流动、产生了很大的压降，而湿通道里则风速不足、水膜蒸发换热强度不够，最后降低了整体换热效率。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的外置分流孔阻力过大、温度场的不均匀、换热器结构复杂以及换热效率难以满足要求等诸多缺陷和不足，提出了一种膜片式露点间接蒸发冷却换热器，通过改进干湿换热通道截面结构及设置非对称的干湿换热通道，能够实现逆流和叉流的混合，在保证较小换热温差的同时，降低流动压降，提高换热效率。

本发明是通过以下技术方案实现的，

本发明涉及一种膜片式露点间接蒸发冷却换热器，该换热器中设有交替叠加的第一换热 膜片和第二换热膜片，其中：第一换热膜片的亲水面与第二换热膜片的亲水面相对设置形成湿换热通道层，第一换热膜片的疏水面与第二换热膜片的疏水面相对设置形成干换热通道层；第一折叠腔面和第二折叠腔面在湿换热通道层半开口端接合形成进、排水腔，在干换热通道层闭合。

所述的第二换热膜片包括：中部波纹换热区域和设置于波纹换热区域两侧的第一折叠腔面、第二折叠腔面；所述的第一换热膜片的中部波纹换热区域、第一折叠腔面、第二折叠腔面与第二换热膜片结构相同且与第二换热膜片为中心对称设置。

所述的第二换热膜片和第一换热膜片均为一侧亲水面，另一侧疏水面。

所述的波纹换热区域的截面由正弦或余弦函数及其高阶谐波构成，其中：第二换热膜片波纹换热区域的中性面与其上下两侧第一换热膜片波纹换热区域的中性面距离相等。

所述的波纹换热区域截面其相邻周期的三角函数振幅相同。

所述的第二换热膜片前端设有进风腔面、后端设有出风腔面；第一换热膜片和第二换热膜片的进风腔面上下配合形成进风静压腔，出风腔面上下配合形成出风静压腔；所述的进风静压腔和出风静压腔分别设有若干个第一风口、若干个第二风口。

可选地，所述的第二换热膜片前端设有进风折叠面、后端设有出风平面；第一换热膜片和第二换热膜片的进风折叠面上下配合在干换热通道层形成一次风进风口、在湿换热通道层闭合，第一换热膜片和第二换热膜片的出风平面上下配合在干、湿换热通道层分别形成一次风出风口和二次风进风口。

所述的进水腔和排水腔均设有二次风出风口。

技术效果

与现有技术相比，具有如下技术效果：

1)本发明中基于三角函数设计的换热通道截面能够最大化单位体积下的换热面积，其次换热板片的流道中逆流和叉流的比例可以由干、湿通道的截面比和干、湿通道之间的交角进行控制。而且由于截面的连续曲面特性产生的涡流能有效的减小流动边界层的厚度，从而增强换热。实现换热与压力降之间的平衡和可控性；

2)本发明中非对称的干、湿换热通道层能够提高一次风和二次风的换热效率，而与干、湿换热通道层集成的带导流叶片的进、出口静压腔能够实现空气在流道之间的均匀分布；