CN101738013B - 纯逆流干式蒸发器装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯逆流干式蒸发器装置及使用方法，目前通常采用普通的干式蒸发器管箱分程采用多流程，气化过程不充分，导致传热性能下降。本发明技术方案是通过管箱内的分配孔板使气液制冷剂混合物分液更均匀。它由进液管、管箱、一级分配孔板、二级分配孔板、圆筒、载冷剂出口、蒸发管束、折流板、载冷剂进口、管板和出气管组成，本发明的有益效果是，采用了分配孔板和折流板装置来实现单流程、纯逆流热交换，是一种结构紧凑，制作方便，加工成本低。气液制冷剂混合物分液更均匀，比普通的干式蒸发器提高了15-20％的能效和传热性能，降低了10％压降。

Description

纯逆流干式蒸发器装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种在制冷空调系统中的换热容器装置，特别是涉及在制冷空调系统中的一种蒸发器装置及使用方法。

背景技术

制冷空调系统中的主要部件包括：压缩机，油分离器，冷凝器，储液器，膨胀阀，蒸发器等管路和电控设备。其制冷循环过程是将压缩机排出的高压过热的制冷剂和冷冻油气相混合物经过油分离器进行气液两相分离后，制冷剂再进入冷凝器内通过常温载冷剂吸热冷凝成高压过冷液体，经过膨胀阀节流后在蒸发器内再通过常温载冷剂放热气化成低压过热蒸气被压缩机吸入，如此往复循环实现制冷过程。其中干式蒸发器的性能对整个制冷空调的节能降耗起着关键的核心作用。

在制冷空调系统中，目前通常采用普通的干式蒸发器尚存在如下方面的缺陷：1)首先由于蒸发器中气液制冷剂混合物的管箱分程采用多流程，造成壳程载冷剂与管程气液制冷剂的流向呈顺逆流状态，导致压降增大，能效降低；2)其次由于蒸发器中气液制冷剂混合物管箱内分液不均匀，使气液制冷剂经过热交换后的气化过程不充分，导致传热性能下降；3)由于普通的蒸发器管箱分程采用多流程，存在结构复杂、密封要求高、加工难度大，造成加工成本高，不经济，不节能。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，提供一种在制冷空调系统中使用的结构简洁、紧凑、有效的纯逆流干式蒸发器装置及使用方法是本发明的目的所在。本发明技术方案是要将干式蒸发器中管程气液制冷剂混合物与壳程载冷剂的流向实现单流程、纯逆流热交换，并通过管箱内的分配孔板使气液制冷剂混合物分液更均匀，气液制冷剂沿着管束内的长度方向完全蒸发成过热气态，降低了压降，有效提高了蒸发器传热性能。本发明的技术方案通过如下的技术措施来具体实现的，在制冷空调系统中使用的一种纯逆流干式蒸发器装置，其特征在于它由进液管、管箱、一级分配孔板、二级分配孔板、圆筒、载冷剂出口、蒸发管束、折流板、载冷剂进口、管板和出气管组成，其中：将轴向截面为内外圆锥形的两个管箱安装在一个横置的钢制圆筒的二端管板上，一端管箱的轴向外端面中心与进液管联接相通，另一端管箱的轴向外端面中心与出气管联接相通；在靠近进液管的一端，管箱2的内锥形腔内有一级分配孔板和二级分配孔板，一级分配孔板为圆形平面状，与管箱的内锥形腔壁中焊接固定，一级分配孔板的圆形平面上分布数组不同孔径分液孔，一级分配孔板上分液孔的孔径之和是进液管通径的1.5-2倍；二级分配孔板为圆形平面状，与管箱2的内锥形腔端面内侧壁焊接固定，二级分配孔板上有分液孔，其分液孔的数量、位置与管板的孔数、位置相同，这些分液孔的孔径为3mm-5mm并正对全部蒸发管束，使气液制冷剂混合物单向均匀的喷射到每根蒸发管束内，提高了管内的热膜系数；阵列式蒸发管束按正三角形排列，并与两端管板胀接固定；在圆筒内沿着蒸发管束的长度方向布置数块非整圆的、并套在蒸发管束外的折流板，非整圆的折流板的缺圆部分上下(或左右)交叉间隔排列，使载冷剂经过折流后提高了管外的热膜系数；载冷剂进口和载冷剂出口分别设置在圆筒的左、右两端侧面，其中载冷剂进口必须设置在远离进液管端的圆筒一侧，使管程气液制冷剂混合物与壳程载冷剂实行单流程、纯逆流热交换，气液制冷剂混合物完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱联接相通的出气管进入压缩机。

本发明纯逆流干式蒸发器装置的使用方法是：低压气液制冷剂混合物由进液管进入一端管箱内的一级分配孔板3和二级分配孔板4上均匀分液，使气液制冷剂混合物单向均匀的喷射到每根蒸发管束内，并与另一端侧面的载冷剂进口进行纯逆流热交换，使气液制冷剂沿着管束内的长度方向完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱联接相通的出气管进入压缩机。

本发明的有益效果是，这种纯逆流干式蒸发器在管箱内采用了分配孔板和折流板装置来实现单流程、纯逆流热交换，是一种结构紧凑，制作方便，加工成本低。气液制冷剂混合物分液更均匀，降低了压降，有效提高了蒸发器的能效和传热性能。比普通的干式蒸发器提高了15-20％的能效和传热性能，降低了10％压降。而且整个体积可以减小，既经济又节能。

附图说明

图1、本发明纯逆流干式蒸发器装置实施例的轴向剖面结构示意图。

图2、本发明纯逆流干式蒸发器装置实施例的径向剖面与孔板结构示意图。

附图中各附图标记分别表示如下的意义：

1----进液管、2----管箱、3----一级分配孔板、4----二级分配孔板、

5----圆筒、6----载冷剂出口、7----蒸发管束、8----折流板、

9----载冷剂进口、10---管板、11----出气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

本实施例是一种应用在制冷量为460kW，型号为EGZ470HG的制冷空调机组中的纯逆流干式蒸发器装置，它是由进液管1、管箱2、一级分配孔板3、二级分配孔板4、圆筒5、载冷剂出口6、蒸发管束7、折流板8、载冷剂进口9、管板10和出气管11等组成，各零部件按附图1、2给出的结构安装起来，其中：圆筒5的外径为Φ373mm，长度为2400mm，采用钢板卷制而成；将轴向截面为内外圆锥形的两个管箱2安装在一个横置的钢制圆筒5的二端管板10上，一端管箱2的轴向外端面中间与外径为Φ38mm进液管1联接相通，另一端管箱2的轴向外端面中间与外径为Φ89mm出气管11联接相通；在靠近进液管1的一端，管箱2的内锥形腔内有一级分配孔板3，一级分配孔板3为圆形平面状，与管箱2的内锥形腔壁中焊接固定，一级分配孔板3的圆形平面上分布数组不同孔径分液孔，一级分配孔板上分液孔的孔径之和是进液管1通径的2倍；二级分配孔板4为圆形平面状，与管箱2的内锥形腔端面内侧壁焊接固定，二级分配孔板4上有分液孔，其分液孔的数量、位置与管板10的孔数、位置相同，这些分液孔的孔径为5mm并正对全部蒸发管束7，使气液制冷剂混合物单向均匀的喷射到每根蒸发管束7内，提高了管内的热膜系数；阵列式蒸发管束7按正三角形排列，并与两端管板10胀接固定；在圆筒5内沿着蒸发管束7的长度方向布置11块非整圆的、并套在蒸发管束7外的折流板8，非整圆的折流板8的缺圆部分上下交叉间隔190mm排列，使载冷剂经过折流后提高了管外的热膜系数；载冷剂进口9和载冷剂出口6分别设置在圆筒5的左、右两端侧面，其中载冷剂进口9必须设置在远离进液管1端的圆筒5一侧，使管程气液制冷剂混合物与壳程载冷剂实行单流程、纯逆流热交换，气液制冷剂混合物完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱2联接相通的出气管11进入压缩机。

本实施例的使用方法是：低压气液制冷剂混合物由外径为Φ38mm进液管1进入一端管箱2内的一级分配孔板3和二级分配孔板4上均匀分液，使气液制冷剂混合物单向均匀的喷射到每根蒸发管束7内，并与另端侧面的载冷剂进口9进行纯逆流热交换，使气液制冷剂沿着管束内的长度方向完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱2联接相通的外径为Φ89mm出气管11进入压缩机。

Claims (5)

1.一种在制冷空调系统中使用的纯逆流干式蒸发器装置，其特征在于它由进液管、管箱、一级分配孔板、二级分配孔板、圆筒、载冷剂出口、蒸发管束、折流板、载冷剂进口、管板和出气管组成，其中：将轴向截面为内外圆锥形的两个管箱安装在一个横置的钢制圆筒的二端管板上，一端管箱的轴向外端面中心与进液管联接相通，另一端管箱的轴向外端面中心与出气管联接相通；在靠近进液管的一端，管箱的内锥形腔内有一级分配孔板和二级分配孔板，一级分配孔板为圆形平面状，与管箱的内锥形腔壁中焊接固定，一级分配孔板的圆形平面上分布数组不同孔径的分液孔；二级分配孔板为圆形平面状，与管箱的内锥形腔端面内侧壁焊接固定，二级分配孔板上有分液孔，其分液孔的数量、位置与管板（10）的孔数、位置相同，并正对全部蒸发管束（7），使气液制冷剂混合物单向均匀的喷射到每根蒸发管束内，提高了管内的热膜系数；阵列式蒸发管束按正三角形排列，并与两端管板胀接固定；在圆筒内沿着蒸发管束的长度方向布置数块非整圆的、并套在蒸发管束外的折流板，非整圆的折流板的缺圆部分上下交叉间隔排列；载冷剂进口和载冷剂出口分别设置在圆筒两端的侧面，其中载冷剂进口必须设置在远离进液管端的圆筒一侧，使管程气液制冷剂混合物与壳程载冷剂实行单流程、纯逆流热交换，并通过圆筒另一端管箱联接相通的出气管进入压缩机。

2.根据权利要求1所述的纯逆流干式蒸发器装置，其特征在于所述的一级分配孔板上分液孔的孔径之和是进液管通径的1.5-2倍。

3.根据权利要求1所述的纯逆流干式蒸发器装置，其特征在于所述的二级分配孔板上分液孔的孔径为3mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的纯逆流干式蒸发器装置，其特征在于所述的非整圆的折流板的缺圆部分上下交叉间隔排列，或者左右交叉间隔排列。

5.一种应用权利要求1所述的纯逆流干式蒸发器装置的使用方法，其特征在于低压气液制冷剂混合物由进液管进入一端管箱内的一级分配孔板和二级分配孔板上均匀分液，使气液制冷剂混合物单向均匀的喷射到每根蒸发管束内，并与另一端侧面的载冷剂进口进行纯逆流热交换，使气液制冷剂沿着管束内的长度方向完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱联接相通的出气管进入压缩机。 

Images