冷卻器是換熱設備的一類,用以冷卻流體。通常用水或空氣為冷卻劑以除去熱量。主要可以分為列管式冷卻器、板式冷卻器和風冷式冷卻器。冷卻器是冶金、化工、能源、交通、輕工、食品等工業部門普遍采用的熱交換裝置[1]。
它適用于冷卻器、冷凝、加熱、蒸發、廢熱回收等不同工況。因此,在門類眾多的熱交換器中,冷卻器,管式換熱器仍居于重要位置。
列管式冷卻器
第一種液壓機冷卻器列管式,有雙重管式、立式、臥式、浮頭式等多種。這種類型的特點是用作冷卻的水從管內部流過,而油則從列管的間隔中流過,中間設置的折板讓油折流,它所使用的雙程甚至四程流動方式讓它的冷卻效果更加強烈。
組成[2]
列管式冷卻器由外部殼體、內部冷卻器體兩大部份組成。由于具體結構方式的不同,從外部連接形式分為管螺紋式和法蘭式;從安裝形式分為臥式和立式;從浮動形式分為浮動盤式和浮動頭式;從冷卻器管結構分為螺管式和翅片管式;從折流的結構分為弓形折流板、矩形折流板、雙堰形折流板和圓形折流板等多種結構形式,均按具體條件選用。
外部殼體包括:筒體、分水蓋和回水蓋。其上設有進、出油管和進、出水管,并附設排油、排水、排氣螺塞、鋅棒安裝孔連溫度計接口等。
冷卻器體由冷卻器管、定孔盤、動孔盤、折流板等組成。冷卻器管兩端與定、動孔盤連接,冷卻器裝載機冷卻器里邊漏機油;定孔盤和外體法蘭連接,動孔盤可在外體內自由伸縮,以消除溫度對冷卻器管由于熱脹冷縮而產生的影響。折流板起強化傳熱及支承冷卻器管的作用。
原理
列管式冷卻器器的熱介質是由筒體上的接管進口,順序經各折流通道,曲折地流至接管出口。而冷卻器介質則采用雙管程流動,即冷卻器介質由進水口經分水蓋進入一半冷卻器管之后,再從回水蓋流入另一半冷卻器管進入另一側分水蓋及出水管。冷介質在雙管程流過程中,吸收熱介質放出的余熱由出水口排出,使工作介質保持額定的工作溫度。
板式冷卻器
第二種板式也分為人字和斜波紋式等,利用波紋構造排列的接觸點,讓流體在流速并不高的情況下形成紊流,大幅度的提升了散熱的效果。
板式熱交換器是一種新型高效的換熱設備,它具有傳熱效率高、結構緊湊、占地面積小,易于安裝得優點,并且可根據不同的工藝要求,非常方便地組合成任意流量形式,因而它被廣泛應用石油、化工、冶金、機械、輕工、食品、醫藥、電力、涂裝、供熱等工業領域,近年來在微電子行業的冷卻水、純水和超純水系統中也被廣泛采用。
由于冷凍水(冷媒流體)與循環冷卻水(工作流體)不是直接接觸的,它們是通過換熱片將循環冷卻水的熱量傳給冷凍水,此時較高溫度的循環冷卻水的溫度降低成為低溫流體,當換熱片兩側的流體為恒溫傳熱時,
它包括了三個過程:
1)循環冷卻水(工作流體)流動過程中把熱量傳到換熱片壁上的對流傳熱過程;
2)穿過換熱片的導熱過程;
3)由另一側的換熱片壁把熱量傳給冷凍水(冷媒流體)的對流傳熱。
風冷式冷卻器
第三種的風冷式冷卻器一樣分為間接式、固定式和懸掛式等等多種。它的特點也有許多,它簡單的結構、小體積小重量和使用方便等都是它的優勢所在[3]。
風冷式油冷卻器(簡稱風冷卻器)是一種以空氣為冷卻源的鋁合金板翅式熱交換器,其特點是熱交換器芯體的油通道和風通道均設換熱翅片,同體積比換熱面積大,傳熱效率高,以空氣為介質進行熱量交換。與水冷式散熱器相比,不僅安裝維護簡便,更可避免銅管爆裂造成的油水混合,對系統造成嚴重的毀壞。其次,對于需要變換工作地點的設備(如工程機械)來說,不需考慮水源的供應,不存在水循環系統的拆裝和重建,是應用日益廣泛的環保型產品。