CN207035580U - 立式分层布液双流体蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高效换热器节能技术领域，具体涉及一种立式分层布液双流体蒸发器，包括壳体、分层布液装置、换热管束、风机、挡水板、进风栅、进水口、出水口、制冷剂入口、制冷剂出口等。换热管束纵向布置在壳体内，制冷剂由下而上进入换热管束与管外流体换热；高温污水从进水口进入，在各层布液装置的作用下，从下部出水口排出。当废热源不足时风机启动，空气从蒸发器底部四周的进风栅吸入，经与换热管束充分换热后从风机处排出。该蒸发器既可利用废水热能、又可利用空气能作为热源，在废热不足的情况下仍能保证热水供应***的稳定性；且在布液装置的作用下，管外流体能始终形成均匀的稳定液膜，大大提高了换热效率，加强了蒸发器的生产能力。

Description

立式分层布液双流体蒸发器

技术领域

本实用新型属于高效换热器节能技术领域，具体涉及一种既可利用废水热能、又可利用空气能作为热源的立式分层布液双流体蒸发器。

背景技术

随着能源的日益紧张,节能问题成为当今全球关注的焦点，在积极开发新能源的同时,也应越来越重视回收和利用余热资源,洗浴废水即是值得注意的一种资源。在生活中，每天都有大量的洗浴废水产生，排放温度一般高达30℃，蕴含丰富的热能，且水质相对于城市污水较为干净，无大的悬浮颗粒，是一种优良的余热资源。因此，可利用水源热泵机组回收洗浴废水中的热能，并通过热泵机组加热生活热水，不仅提高了能源利用效率，更为城市生活热水供应提供了新途径。

但在实际利用过程中，会出现洗浴废水量少、温度低等特殊情况，仅仅通过回收洗浴废水余热将无法满足生活热水的温度需求，因此，必须要有额外的辅助热源进行补热。在太阳能、燃气、土壤能等众多热源形式中，空气能不受天气影响，也不受地质条件的限制，使用方便而经济。目前已有采用水源热泵和空气源热泵并联进行供热的形式，但其结构复杂，操控困难，且初投资费用较高，占地面积较大。因此亟待开发安装简单、性能稳定高效的新型换热器，合理、有效地利用洗浴废水等废热资源，实现为用户提供连续稳定的热水供应。

实用新型内容

本申请提供一种既可以利用废水热能、也可以利用空气能直接作为热泵低位热源的立式分层布液双流体蒸发器，具备空气源热泵和水源热泵的双重优点，提高热水供应***运行的可靠性。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种立式分层布液双流体蒸发器，包括：壳体、分层布液装置、换热管束、风机、挡水板、进风栅、进水口、出水口、制冷剂入口、制冷剂出口、上封头、上管板、下封头、下管板；所述壳体焊接在上管板与下管板之间，在壳体下部四周设置有进风栅，壳体上部的一侧引出一段风管作为出风口，该出风口内设置有挡水板和风机；在壳体的另一侧上部设有进水口，下部设有出水口；所述分层布液装置安装固定在壳体内，各层布液装置之间通过固定支架连接，并焊接在下管板上；所述壳体内纵向布置有换热管束，该换热管束依次穿过各层布液装置并被固定于上、下管板的管孔上，所述上封头、下封头分别通过法兰盘与壳体固定连接，在下封头底部设有制冷剂入口，上封头顶部设有制冷剂出口。

进一步的，所述进风栅的下边缘高于蒸发器底部积液高度，所述挡水板由多个直立的折板制成，出风口高度略低于顶层布液装置的高度。

进一步的，所述换热管束由若干换热管组成，管内为制冷剂，从下封头制冷剂入口进入，从上封头制冷剂出口流出；管外为高温流体，从壳体上部进水口流入，依次经过各层布液装置之后从下部出水口流出。

进一步的，所述分层布液装置的安装层数依据立式换热器的高度和管外液膜的流态而设定为三层或多层，每层布液装置由集液盘和分液盘组成，为一个有机整体，集液盘位于分液盘的上方。

更进一步的，所述分液盘上均匀分布有布膜孔，在布膜孔下方安装带有起导流作用的分配环，分配环高度不小于8cm，与布膜孔的口径相同且略大于换热管，并与换热管形成圆环空隙作为液体布膜通道。

更进一步的，所述集液盘上均匀分布圆形管孔与筛孔，管孔与换热管管径相同，并同下方布膜孔平行对中布置，筛孔口径略小于管孔；所述集液盘具有一定容积，上方无遮挡，换热管外的流体可全部落入集液盘中。

更进一步的，所述布膜孔之间交叉分布圆环形的空气流道，空气流道同时贯穿整个集液盘和分液盘，且高度大于集液盘内的最高液位高度。

作为更进一步的，壳体内部的顶层布液装置只设有分液盘，且该层分液盘无需设置空气流道。

工作时，高温污水从上部进水口流入，在最上层布液装置中积累一定高度的液位，压强增大，在重力的作用下沿着布膜孔、分配环与换热管间的环隙均匀分配到换热管上，流体在换热管外壁呈薄膜状流动。在布膜效果尚未发生改变前流体流入下层布液装置的集液盘中，然后经集液盘中的筛孔落入下层的分液盘中，流体重新分配布液，使管外始终保持良好的膜状流动，依次往下经过各层布液装置，直至落入蒸发器底部，从出水口排出，完成一次换热过程。当废热源不足时，风机启动，在风压的作用下，空气从蒸发器底部四周的进风栅吸入，沿着布液装置的空气流道向上流动，经与换热管束充分换热后从风机处排出。

本实用新型由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：一、结合了空气源热泵和水源热泵的双重优点，可在单空气源或单水源工况下独立运行，当废热不足时仍能保证热水供应***运行的稳定性；二、分层布液的结构可优化换热管外降膜效果，保证换热器形成均匀稳定的液膜，提高热质传递效率，加强蒸发器的生产能力；三、蒸发器结构简单，易于加工，节省初投资；形式开放，便于清洗和维护。

附图说明

本实用新型共有附图11幅：

图1为一种立式分层布液双流体蒸发器正视图；

图2为一种立式分层布液双流体蒸发器正视剖面图；

图3为一种立式分层布液双流体蒸发器左视图；

图4为一种立式分层布液双流体蒸发器左视剖面图；

图5为一种立式分层布液双流体蒸发器后视图；

图6为一种立式分层布液双流体蒸发器右视图；

图7为本实用新型最上层布液装置分液盘A-A的剖面图；

图8为本实用新型分层布液装置集液盘B-B的剖面图；

图9为本实用新型分层布液装置分液盘C-C的剖面图；

图10为图2中分层布液装置D处局部放大示意图；

图11为本实用新型分层布液装置的安装示意图；

图中：1壳体；2分层布液装置；2-1集液盘；2-1-1筛孔；2-1-2管孔；2-2分液盘；2-2-1布膜孔；2-2-2分配环；2-2-3空气流道；2-3固定支架；3换热管束；4风机；5挡水板；6进风栅；7进水口；8出水口；9制冷剂入口；10制冷剂出口；11上封头；12上管板；13下封头；14下管板；15法兰盘。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例1

参照附图，一种立式分层布液双流体蒸发器，包括壳体1；分层布液装置2；换热管束3；风机4；挡水板5；进风栅6；进水口7；出水口8；制冷剂入口9；制冷剂出口10；上封头11；上管板12；下封头13；下管板14；法兰盘15。

壳体1为圆柱形，焊接在上下两个管板之间，壳体下部四周设置进风栅6，进风栅6的下边缘高于蒸发器底部液位高度，防止液体溢出；在壳体上部一侧引出一段风管作为出风口，高度略低于顶层布液装置的高度，出风口内设置挡水板5和风机4。所述挡水板5是由多个直立的折板制成，防止蒸发容器内悬浮的水滴被带出，同时也使出口空气流速更加均匀。换热管束3的上端和下端分别安装在上管板12和下管板14的管孔上，通过胀接方式连接。换热管束3由若干换热管组成，普通换热管或其他导热系数高的换热管均可用于本实用新型，并不局限于某一管型。上封头11、下封头13通过法兰盘15与壳体1固定连接，上、下封头分别与制冷***管路相连，内走制冷剂，下封头13下部为制冷剂入口9，相应的上封头11上部为制冷剂出口10。

分层布液装置2由集液盘2-1和分液盘2-2组成，集液盘2-1位于分液盘2-2的上方，形状与壳体1相同，均为圆形。分液盘上均匀分布布膜孔2-2-1，其口径略大于换热管，下方带有一定高度的分配环2-2-2，分配环高度不小于8cm，起导流作用。换热管依次穿过各分液盘上的布膜孔2-2-1和集液盘上的管孔2-1-2，并被固定在上下管板之间。布膜孔2-2-1之间交叉分布圆环形的空气流道2-2-3，空气流道同时贯穿整个集液盘2-1和分液盘2-2，且高度大于集液盘的液位高度，以防周围液体流入影响空气流动。集液盘2-1上预留管孔2-1-2与筛孔2-1-1，管孔2-1-2与换热管管径相同，并与下方布膜孔2-2-1平行对中布置，筛孔2-1-1口径略小于管孔；集液盘2-1具有一定容积，上方无遮挡，换热管外的流体可全部落入集液盘2-1中。同时集液盘2-1上还均匀分布圆形筛孔2-1-1，集液盘2-1中的液体可通过筛孔落入下方分液盘2-2中。布液装置2分多层固定在蒸发容器内，最上层布液装置无需集液，故仅需设置分液盘2-2，且该层分液盘无需有空气流道。具体布液层数视蒸发器高度和布液情况而定，附图仅为实施案例之一。

壳体1上部一侧有进水口7，下部同侧有出水口8。热流体从上部进水口7流入，在最上层集液盘2-1中积累一定高度的液位，压强增大，在重力的作用下沿着布膜孔2-2-1的环隙在换热管外壁呈薄膜状流动，在流型未发生改变前流入下层布液装置的集液盘2-1中，然后经集液盘中的筛孔2-1-1落入下层的分液盘2-2中，依次向下流动，管外始终保持良好的膜状流动，直至落入蒸发器底部，从出水口8排出，完成换热过程。当废热源不足时，风机4启动，空气从蒸发器底部四周的进风栅6吸入，与换热管束3充分换热，沿着布液装置的空气流道2-2-3最终从风机出口处排出。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，并不能以此限制分实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，包括：壳体(1)、分层布液装置(2)、换热管束(3)、风机(4)、挡水板(5)、进风栅(6)、进水口(7)、出水口(8)、制冷剂入口(9)、制冷剂出口(10)、上封头(11)、上管板(12)、下封头(13)、下管板(14)；所述壳体(1)焊接在上管板(12)与下管板(14)之间，在壳体下部四周设置有进风栅(6)，壳体上部的一侧引出一段风管作为出风口，出风口内设置有挡水板(5)和风机(4)；所述壳体的另一侧上部设有进水口(7)，下部设有出水口(8)；所述分层布液装置(2)安装固定在壳体内，各层布液装置之间通过固定支架(2-3)连接，并焊接在下管板(14)上；所述壳体内纵向布置有换热管束(3)，该换热管束依次穿过各层布液装置(2)并被固定于上、下管板的管孔上，所述上封头(11)、下封头(13)分别通过法兰盘(15)与壳体固定连接，在下封头底部设有制冷剂入口(9)，上封头顶部设有制冷剂出口(10)。

2.根据权利要求1所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述进风栅(6)的下边缘高于蒸发器底部积液高度，所述挡水板(5)由多个直立的折板制成，挡水板(5)和风机(4)的安装高度略低于顶层布液装置的高度。

3.根据权利要求1所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述换热管束(3)由若干换热管组成，管内为制冷剂，从下封头制冷剂入口(9)进入，从上封头制冷剂出口(10)流出；管外为高温流体，从壳体上部进水口(7)流入，依次经过各层布液装置(2)之后从下部出水口(8)流出。

4.根据权利要求1所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述分层布液装置(2)的安装层数依据立式换热器的高度和管外液膜的流态而设定为三层或多层，每层布液装置由集液盘(2-1)和分液盘(2-2)组成，为一个有机整体，集液盘位于分液盘的上方。

5.根据权利要求4所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述分液盘(2-2)上均匀分布有布膜孔(2-2-1)，在布膜孔下方安装带有起导流作用的分配环(2-2-2)，分配环高度不小于8cm，与布膜孔(2-2-1)的口径相同且略大于换热管，并与换热管形成圆环空隙作为液体布膜通道。

6.根据权利要求4所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述集液盘(2-1)上均匀分布圆形管孔(2-1-2)与筛孔(2-1-1)，管孔(2-1-2)与换热管管径相同，并同下方布膜孔(2-2-1)平行对中布置，筛孔(2-1-1)口径略小于管孔；所述集液盘(2-1)具有一定容积，上方无遮挡，换热管外的流体能全部落入集液盘(2-1)中。

7.根据权利要求5所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述布膜孔(2-2-1)之间设有交叉分布圆环形的空气流道(2-2-3)，空气流道同时贯穿整个集液盘(2-1)和分液盘(2-2)，且高度大于集液盘内的最高液位高度。

8.根据权利要求7所述一种立式分层布液双流体蒸发器，其特征在于，所述壳体内部的顶层布液装置只设有分液盘(2-2)，且该层分液盘无需设置空气流道(2-2-3)。