CN103727707A - 具有二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器 - Google Patents

具有二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，包括筒体，筒体顶部设有冷媒入口和冷媒出口，筒体内部上方设有上分配器，上分配器的顶部两侧分别设有挡气板，挡气板上开有与冷媒出口相通的若干过孔，上分配器的下方设有上部换热管群，上部换热管群下方设有下分配器，下分配器的下方设有下部换热管群，下部换热管群的下方为富油区，在富油区处设有控制液位的液位传感器，且富油区开有回油口。本发明通过上分配器和下分配器的结合，实现了冷媒全降膜式分配，在各个换热管上形成冷媒膜状分布，提高了换热系数；液位传感器避免下部换热管群被冷媒淹没，进一步提高了换热系数，从而减少了冷媒充注量和换热面积，实现了节能环保。

Description

具有二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器
技术领域
本发明涉及制冷设备，具体地指一种具有二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器。
背景技术
目前制冷空调行业中高效冷水（热泵）机组中使用的蒸发器主要有满液式蒸发器和降膜式蒸发器这两类蒸发器，其中，相比满液式蒸发器，降膜式蒸发器具有换热效率高、制冷剂充注量少等优势，因此，降膜式蒸发器应用更为广泛。目前，空调行业中使用的降膜式蒸发器普遍为上部换热管群降膜式蒸发和下部换热管群满液式蒸发混合的混合式降膜蒸发器，这种降膜式蒸发器存在以下缺陷：1）现有降膜式蒸发器的底部留有较高的冷媒液位，蒸发器底部冷媒含油量高，导致下部换热管群换热系数低；2）另外，蒸发器底部大量的冷媒液体增加了冷媒充注量。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，该蒸发器提高了传热系数，减少了冷媒充注量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，包括筒体，所述筒体顶部设有冷媒入口和冷媒出口，其特征在于：所述筒体内部上方设有上分配器，所述上分配器的顶部两侧分别设有挡气板，所述挡气板上开有与所述冷媒出口相通的若干过孔，所述上分配器的下方设有上部换热管群，所述上部换热管群下方设有下分配器，所述下分配器的下方设有下部换热管群，所述下部换热管群的下方为富油区，在所述富油区处设有控制液位的液位传感器，且所述富油区开有回油口。
本发明在蒸发器筒体内设置二重冷媒分配装置，即：两个分配器，其包括上分配器和下分配器，通过上分配器和下分配器的结合，提高对冷媒的均匀分配效果，从而实现了冷媒液体在蒸发器壳体内换热管群上的全降膜式分配，同时保证了冷媒对所有换热管实现柱状流形式的均匀滴淋供应，并在各个换热管上形成冷媒膜状分布，防止过度分配或分配不足造成传热效率的下降，提高了换热系数，并防止了液体冷媒飞溅；另外，设置的液位传感器能够保证使蒸发器底部富油区冷媒液位低于下部换热管群，避免造成下部换热管群被富油冷媒淹没而导致其换热系数下降，进一步提高了换热系数，从而减少了冷媒充注量和换热面积，实现了节能环保。
进一步地，所述上分配器包括盖板，所述盖板顶部设有进液口，所述盖板顶部边沿开有若干均压孔，所述盖板下方设有一次分配盒，所述一次分配盒尺寸较所述盖板小，且其周壁开有若干不规则过液槽，所述一次分配盒下方设有上布水垫，所述上布水垫下方设有二次分配盒，所述二次分配盒底部开有若干匀水孔，所述二次分配盒的顶沿与所述盖板的底沿配合密封。
进一步地，所述下分配器包括支撑拉杆，所述支撑拉杆上设有托网，所述托网上覆盖有下布水垫。
进一步地，所述上部换热管群包括顶部换热管群和底部换热管群，所述顶部换热管群和所述底部换热管群之间留有间距较换热管管径大的间隙通道。
进一步地，所述上部换热管与所述下部换热管群以顺排或错排方式水平排列。
更进一步地，所述上布水垫为金属丝垫。
附图说明
图1为一种具有二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器的结构示意图。
图2为图1中上分配器的结构示意图。
图3为图2的***图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，包括筒体1，所述筒体1顶部设有冷媒入口2和冷媒出口，所述筒体1内部上方设有上分配器3，所述上分配器3的顶部两侧分别设有挡气板4，所述挡气板4上开有与所述冷媒出口相通的若干过孔，所述上分配器3的下方设有上部换热管群5，所述上部换热管群5包括顶部换热管群22和底部换热管群23，所述顶部换热管群22和所述底部换热管群23之间留有间距较换热管管径大的间隙通道24，所述底部换热管群23下方设有下分配器6，所述下分配器6包括起支撑作用的支撑拉杆19，所述支撑拉杆19上设有钢质托网20，所述托网20上覆盖有下布水垫21，该下布水垫21为金属丝垫，所述下分配器6的下方设有下部换热管群7，所述下部换热管群7的下方为富油区8，在所述富油区8处设有控制液位的液位传感器9，且所述富油区8开有回油口10，上部换热管群5与下部换热管群7以顺排或错排方式水平排列，并在上部换热管群5，下部换热管群7，上分配器3，及下分配器6之间各留有气态冷媒通道。
如图2，图3所示，所述上分配器3包括盖板11，所述盖板11顶部设有进液口12，所述盖板11顶部边沿开有若干均压孔13，所述盖板11下方设有一次分配盒14，所述一次分配盒14尺寸较所述盖板11小，且其周壁开有若干不规则过液槽15，所述一次分配盒14下方设有上布水垫16，所述上布水垫16为金属丝垫，所述上布水垫16下方设有二次分配盒17，所述二次分配盒17底部开有若干圆形的匀水孔18，所述二次分配盒17的顶沿与所述盖板11的底沿配合密封。
本发明的工作过程如下：从冷凝器输送过来的高温液态冷媒通过节流装置（如电子膨胀阀）节流膨胀后变为低温液体和低温气体的混合流体，然后从冷媒入口2经进液口12进入本蒸发器中的上分配器3中，气液混合冷媒进入上分配器3后，充满整个一次分配盒14，通过一次分配盒14侧面的非均匀分布且不同形状尺寸的过液槽15均匀喷射出，冲击盖板11的侧面，液滴（液流）四周散开，落向上布水垫16，液态冷媒被上布水垫16吸收后均匀分配滴落在二次分配盒17中，通过二次分配盒17底部设置的小孔连续以柱状流均匀坠落到其下方的上部换热管群5上，形成膜状分布，与上部换热管群5中的载冷剂均匀换热，上分配器3内外气态冷媒的压力通过盖板11上的均压孔13平衡；然后，流经上部换热管群5后剩余未被蒸发的冷媒液体坠落到下分配器6，被其下布水垫21吸收后重新均匀滴淋在下部换热管群7上，形成膜状分布，与下部换热管群7中的载冷剂进行传热；接着，经过下部换热管群7蒸发后的剩余富油冷媒积聚在下部换热管群7底部空余空间，在蒸发器底部形成富油区8，蒸发器的连通管路中设置有液位传感器9，以检测蒸发器底部冷媒液位，然后反馈给节流装置（如电子膨胀阀）以控制从冷凝器进入降膜蒸发器的冷媒流量，使蒸发器底部富油区8的冷媒液位低于下部换热管群7，避免造成下部换热管群7被富油冷媒淹没而致使换热系数下降，并维持一定的冷媒液位，以利于从蒸发器底部的回油口10回油，富油冷媒可通过等压型引射泵实现润滑油回到压缩机再进入油分离器；同时，所有经过换热管群蒸发的冷媒气体则从上分配器3顶部两侧的挡气板4上的过孔流出后被压缩机吸入，进入压缩机被压缩，该挡气板4的多孔结构设计可以防止蒸发器筒体1顶部局部气态冷媒流速过高导致吸气带液。其中，通过合理控制整个一次分配盒14的压降以及沿长度方向各过液槽15的数量、大小和形状，有利于保证冷媒流量沿长度均匀分配。
本发明采用压力势能和重力势能相互配合的上分配器，并利用上分配器和下部分配器中金属丝垫的吸收再分配，保证柱状流降膜分别分配冷媒到上部换热管群和下部换热管群上，从而均匀分配液态冷媒到所有换热管，并有效避免了冷媒对换热管过度分配或分配不足造成的传热效率的下降，实现了冷媒全降膜式蒸发，提高了传热系数，从而减少了冷媒充注量和换热面积，达到了节能环保的效果。

Claims (6)

1.一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，包括筒体（1），所述筒体（1）顶部设有冷媒入口（2）和冷媒出口，其特征在于：所述筒体（1）内部上方设有上分配器（3），所述上分配器（3）的顶部两侧分别设有挡气板（4），所述挡气板（4）上开有与所述冷媒出口相通的若干过孔，所述上分配器（3）的下方设有上部换热管群（5），所述上部换热管群（5）下方设有下分配器（6），所述下分配器（6）的下方设有下部换热管群（7），所述下部换热管群（7）的下方为富油区（8），在所述富油区（8）处设有控制液位的液位传感器（9），且所述富油区（8）开有回油口（10）。
2.根据权利要求1所述的一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，其特征在于：所述上分配器（3）包括盖板（11），所述盖板（11）顶部设有进液口（12），所述盖板（11）顶部边沿开有若干均压孔（13），所述盖板（11）下方设有一次分配盒（14），所述一次分配盒（14）尺寸较所述盖板（11）小，且其周壁开有若干不规则过液槽（15），所述一次分配盒（14）下方设有上布水垫（16），所述上布水垫（16）下方设有二次分配盒（17），所述二次分配盒（17）底部开有若干匀水孔（18），所述二次分配盒（17）的顶沿与所述盖板（11）的底沿配合密封。
3.根据权利要求1所述的一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，其特征在于：所述下分配器（6）包括支撑拉杆（19），所述支撑拉杆（19）上设有托网（20），所述托网（20）上覆盖有下布水垫（21）。
4.根据权利要求1所述的一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，其特征在于：所述上部换热管群（5）包括顶部换热管群（22）和底部换热管群（23），所述顶部换热管群（22）和所述底部换热管群（23）之间留有间距较换热管管径大的间隙通道（24）。
5.根据权利要求1或4所述的一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，其特征在于：所述上部换热管（5）与所述下部换热管群（7）以顺排或错排方式水平排列。
6.根据权利要求2所述的一种二重冷媒分配装置的全降膜式蒸发器，其特征在于：所述上布水垫（16）为金属丝垫。
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