CN100414220C - 中央空调机组用自动气液分离冷凝器 - Google Patents
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Abstract
中央空调机组用自动气液分离冷凝器，属于热工设备领域。包括上、下封头(1)、(7)，换热器本体(3)，其特征在于：换热器本体(3)内安置换热管组(4)，在换热器本体(3)上设置折流板组(5)，折流板组(5)为板状，交错安装，上封头(1)上有进气管(11)，安全阀(10)，上封头(1)中间有蒸汽隔板(13)，换热器本体(3)底端有冷却水进水管(14)，上端有冷却水出水管(12)，换热管组(4)安置在管板(2)、(6)之间，下封头(7)底部开孔与出液管(8)相连。利用重力下短管实现汽液自动分离，使蒸汽直接与换热表面接触而保持较高的换热系数，改进了传统冷凝设备中液膜覆盖换热表面导致的换热系数下降的缺点。
Description
技术领域
中央空调机组用自动气液分离冷凝器，属于热工设备领域。
技术背景
冷凝换热器是制冷系统中的一个重要部件，它的好坏直接影响空调设备的性能。冷凝器的热损失要占整个空调设备的热损失的35.5％。因此，发明一种结构简单，高效节能的冷凝换热器对于提高空调器的能效比，降低其能量消耗，改善冷凝器结构，强化其传热具有重要意义。
传统冷凝换热器采用水平管凝结，随着气相不断凝结，液膜厚度逐渐增长，使热阻增加，影响换热效果。限制冷凝换热器效率的主要因素包括：壁面凝结液膜热阻是凝结换热主要的热阻所在，阻碍蒸汽与壁面的接触，且随着管程的增加液膜逐渐增厚，即热阻随管程增加。随着蒸汽的凝结，蒸汽量逐渐降低，流速明显下降，弱化凝结效果，换热系数减小。在蒸汽干度明显小于1的管段内复杂两相流使换热面积利用不够充分，导致换热器体积、重量较大，制作和运行成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：填补现有技术的空白，提供一种进口段换热与薄液膜相变换热的强化效应，实现全程的凝结液与蒸汽的及时分离，将凝结在换热面上的液膜排走，保持各管段凝结表面为不稳定薄液膜或珠状凝结形态，以此降低热阻，提高换热管的换热系数的中央空调机组用自动气液分离冷凝器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该中央空调机组用自动气液分离冷凝器，包括上、下封头，换热器本体，其特征在于：换热器本体内安置换热管组，在换热器本体上设置折流板组，折流板组为板状，设置一块或两块或多块，交错安装，上封头上有进气管，安全阀，上封头中间有蒸汽隔板，换热器本体底端有冷却水进水管，上端有冷却水出水管，换热管组安置在两管板之间，下封头底部开孔与出液管相连，上、下封头与换热器本体之间用法兰连接。
换热管组内通蒸汽，换热器本体内通冷却水。
每块折流板上设置与换热管个数相同的管孔。
上封头上的进气管上开有小孔。可以确保分气的均匀性，控制各方面上的蒸汽流速，有效地提高换热效率，充分利用换热器空间。
换热器本体为一级或两级或多级，每两级之间用管板连接。
换热管组的长度根据负荷而定，负荷在0.055-8.4MW，换热管组长度在200-1400mm。
下封头底部设置底座。
与现有技术相比，本发明的中央空调机组用自动气液分离冷凝器所具有的有益效果是：采用管内冷凝的汽液流动方式，利用重力下短管实现汽液自动分离，使蒸汽直接与换热表面接触而保持较高的换热系数，改进了传统冷凝设备中液膜覆盖换热表面导致的换热系数下降的缺点；冷却水进口设置在换热器本体的最底端，便于排污，省略了排污管；冷却水出口设置在换热器壳体的最上端，有利于冷却水中的气体排出，节省了排气阀，保证运行稳定、安全。在上封头上设置安全阀，保证运行稳定、安全。上封头上的进气管开有小孔，可以确保分气的均匀性，控制各方面上的蒸汽流速，有效地提高换热效率，充分利用换热器空间。出液管设置在下封头的最低端，可保证凝结液的集中出液，便于压缩机的回油。上、下封头采用螺栓和换热器本体连接，便于维护和保养。随着蒸汽量的减少缩减流通面积，使蒸汽流速在全程基本均匀一致，保持几乎具有相同的凝结换热效果，充分发挥换热管的潜力。本换热器同时具有加工简单，不需任何特殊加工工艺，成本低，可靠性高，不增加任何运行成本等优点。
附图说明
图1是本中央空调机组用自动气液分离冷凝器的主视结构剖示示意图；
图2是A向示意图；
图3是B旋转局部放大示意图；
图4是C旋转局部示意图。
图1-4是本发明中央空调机组用自动气液分离冷凝器的最佳实施例，其中：1上封头 2上管板 3换热器本体 4换热管组 5折流板 6下管板 7下封头 8出液管9底座 10安全阀 11进气管 12冷却水出水管 13蒸汽隔板 14冷却水进水管。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明中央空调机组用自动气液分离冷凝器做进一步说明：
参照图1-2：本中央空调机组用自动气液分离冷凝器由封头1、上管板2、换热器本体3、换热管组4、折流板5、下管板6、下封头7、出液管8、底座9、安全阀10、进气管11、冷却水出水管12、蒸汽隔板13、冷却水进水管14组成。换热器本体3为一级，内安置换热管组4，换热管组4内通蒸汽，换热器本体3内通冷却水。换热管组4上设置折流板组5，折流板组5为一块或两块或多块，本发明为两块，交错安装。折流板组5上设置与换热管个数相同的管孔。上封头1上有进气管11，安全阀10，中间有蒸汽隔板13，换热器本体3最底端有冷却水进水管14，最上端有冷却水出水管12，换热管组4安置在管板2、6之间，下封头7底部开孔与出液管8相连，上、下封头1、7与换热器本体3之间用法兰连接。下封头7底部设置底座9，便于安装固定。
换热器本体3根据需要或设计为两级或多级。
换热管组4的长度根据负荷而定，负荷在0.055-8.4MW，换热管组4长度在200-1400mm。
出液管8设置在下封头7的底部，便于液体集中排出，并起到阻蒸汽的作用，另外可保证压缩机油的顺利返回压缩机。
上封头1和下封头7和换热器本体之间采用法兰螺栓连接，连接方式简单，便于维护和保养。
折流板组5经过合理优化设计，可确保冷却水在壳体中的流速，保证换热效果，折流板组5可根据实际水流量设计满足要求。
冷却水进管14设置在换热器本体3的最底端，便于排污。冷却水出口12设置在换热器壳体的最上端，有利于将冷却水中的气体排出。在上封头1上设置安全阀10，保证运行稳定、安全。
参照图3：上封头1上的进气管11上开有小孔，可以确保分气的均匀性，控制各方向上的蒸汽流速，充分利用结构分布强化和充分发挥每一根管子的传热作用。
参照图4：上封头1上有进气管11，安全阀10，保证运行稳定、安全。
工作原理与工作过程如下：
冷却水由换热器本体3下端的冷却水进水管14进入，经过折流板组5几个流程，与换热管组4进行热交换后由换热器本体3上端的冷却水出水管12排出。
蒸汽由进气管11进入换热器上封头1，在蒸汽隔板13的阻隔下向下进入换热管组4的部分换热管，与管外冷却水进行热交换并部分冷凝。凝结液在重力的作用下实现汽液自动分离进入下封头7。蒸汽经过下封头7后向上进入换热管组4的另一部分换热管，与管外的冷却水换热冷凝，凝结液在重力下实现汽液自动分离回流至下封头7，最终全部凝结成凝结液，下封头7内的凝结液由集中出液管8排出。
本中央空调机组用自动气液分离冷凝器采用管内冷凝的汽-液流动方式，利用重力下短管实现汽液自动分离，使蒸汽直接与换热表面接触而保持较高的换热系数，改进了传统冷凝设备中液膜覆盖换热表面导致的换热系数下降的缺点；冷却水进口14设置在换热器本体3的最底端，便于排污，省略了排污管；冷却水出口12设置在换热器本体3的最上端，有利于冷却水中的气体排出，节省了排气阀，保证运行稳定、安全。在上封头1上设置安全阀10，保证运行稳定、安全。上封头1上的进气管11开有小孔，可以确保分气的均匀性，控制各方面上的蒸汽流速，有效地提高换热效率，充分利用换热器空间。出液管8设置在下封头7的最低端，可保证凝结液的集中出液，便于压缩机的回油。上、下封头1、7采用螺栓和换热器本体3连接，便于维护和保养。
本换热器加工简单，不需任何特殊加工工艺，成本低，可靠性高，不增加任何运行成本。
Claims (7)
1. 中央空调机组用自动气液分离冷凝器，包括上、下封头(1)、(7)，换热器本体(3)，其特征在于：换热器本体(3)内安置换热管组(4)，在换热器本体(3)上设置折流板组(5)，折流板组(5)为板状，设置一块或两块或多块，交错安装，上封头(1)上有进气管(11)，安全阀(10)，上封头(1)中间有蒸汽隔板(13)，换热器本体(3)底端有冷却水进水管(14)，上端有冷却水出水管(12)，换热管组(4)安置在管板(2)、(6)之间，下封头(7)底部开孔与出液管(8)相连，上、下封头(1)、(7)与换热器本体(3)之间用法兰连接。
2. 根据权利要求1所述的中央空调机组用自动气液分离冷凝器，其特征在于；换热管组(4)内通蒸汽，换热器本体(3)内通冷却水。
3. 根据权利要求1所述的中央空调机组用自动气液分离冷凝器，其特征在于：每块折流板上设置与换热管个数相同的管孔。
4. 根据权利要求1所述的中央空调机组用自动气液分离冷凝器，其特征在于：上封头(1)上的进气管(11)上开有小孔。
5. 根据权利要求1所述的中央空调机组用自动气液分离冷凝器，其特征在于：换热器本体(3)为一级或两级或多级，每两级之间用管板连接。
6. 根据权利要求5所述的中央空调机组用自动气液分离冷凝器，其特征在于：换热管组(4)的长度根据负荷而定，负荷在0.055-8.4MW，换热管组(4)长度在200-1400mm。
7. 根据权利要求1所述的中央空调机组用自动气液分离冷凝器，其特征在于：下封头(7)底部设置底座(9)。
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