CN102042781B - 冷媒分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷媒分配装置，用于空调蒸发器，设置于蒸发器筒体底部，包括第一密封板、第二密封板、第一挡板、第二挡板、底板和冷媒流入口，其特征在于，所述底板紧密焊接于蒸发器筒体底部，所述第一挡板和所述第二挡板与所述底板沿蒸发器的长度方向紧密焊接组成截面为三角形的腔体，所述第一密封板和所述第二密封板分别焊接于所述截面为三角形的腔体的两端，所述第一挡板和/或所述第二挡板上布置有冷媒分配孔。

Description

冷媒分配装置

技术领域

本发明涉及一种冷媒分配装置，特别是指一种用于空调蒸发器的冷媒分配装置。

背景技术

现有的空调制冷系统中，蒸发器一般采用满液式蒸发器，满液式蒸发器的冷媒分配，典型的有采用方框型，或圆管型，或三角型的散流装置，其主要特征是散流装置两端没有封闭，散流口的开口尺寸为条缝型和圆形，开孔尺寸较大，冷媒经蒸发器外的节流装置节流后，进入到散流装置中，经过散流器两端和散流口扩散到蒸发管的下方，与蒸发管之间对流沸腾换热。

上述所述的几种散流装置，冷媒在经过蒸发器外的节流装置时，处于干度较大的两相流状态，流经散流装置时，在拐角区域或远离冷媒进口段存在气液相不均匀，各个散流口的冷媒流量不均等，流速缓慢等问题，在蒸发管底部沸腾换热时影响了蒸发管的表面传热系数。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种冷媒分配装置，以实现冷媒分配的均匀性，加强冷媒的对流扰动，提高蒸发器的换热效率。

技术方案1：一种冷媒分配装置，用于空调蒸发器，设置于蒸发器筒体底部，包括第一密封板、第二密封板、第一挡板、第二挡板、底板和冷媒流入口，所述底板紧密焊接于蒸发器筒体底部，所述第一挡板和所述第二挡板与所述底板沿蒸发器的长度方向紧密焊接组成截面为三角形的腔体，所述第一密封板和所述第二密封板分别焊接于所述截面为三角形的腔体的两端，所述第一挡板和/或所述第二挡板上布置有冷媒分配孔。

由技术方案1可知，所述底板紧密焊接于蒸发器筒体底部，第一挡板和第二挡板与底板沿蒸发器的长度方向紧密焊接组成截面为三角形的空间，第一密封板和第二密封板分别焊接于所述截面为三角形的空间的两端，各连接处均没有缝隙，保证了冷媒分配装置的密封性。所述第一密封板、第二密封板、第一挡板、第二挡板和底板构成的截面为三角形的腔体设计保证了进入冷媒分配装置的液态冷媒的入口干度小，冷媒的流动性好。冷媒分配装置中的冷媒在分配前的压力很高，在第一挡板和/或第二挡板上布置有冷媒分配孔可保证冷媒分配的均匀性，冷媒均匀分散于蒸发器内，提高了蒸发器的换热效率。

技术方案2：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，所述冷媒流入口设置在所述底板中间位置。

由技术方案2可知，将冷媒流入口设置在所述底板的中间位置，可保证冷媒进入所述冷媒分配装置后均匀分布于所述截面为三角形的腔体，使得腔体内各处的气液相均匀分布，冷媒流动稳定性好。

技术方案3：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，所述第一挡板、第二挡板和底板的长度小于蒸发器筒体的长度。

技术方案4：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，所述第一挡板和第二挡板之间的角度在110°～130°之间。

技术方案5：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，所述冷媒分配孔的个数为8的整数倍，距离所述冷媒流入口的中心线50～60mm均匀分布于第一挡板和/或第二挡板。

由上可知，所述冷媒分配孔距离冷媒流入口的中心线50～60mm均匀分布于第一挡板和/或第二挡板，冷媒流入口的正上方不设置冷媒分配孔，可防止高压冷媒在进入冷媒分配器的腔体后直接从冷媒分配孔冲出，使得冷媒在进入冷媒分配器的腔体后向腔体两端均匀分散。

技术方案6：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，所述冷媒分配孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、方形和正多边形。

技术方案7：根据技术方案6所述的各个冷媒分配孔开孔的方向以所述底板中心为中心发散设置。

由技术方案7可知，形成越靠近底板的孔越趋向于与底板平行，越远离底板的孔越趋向于与底板垂直，从而使得冷媒方向基本均匀方向的进入蒸发器筒体，而不会朝向一个方向进入蒸发器筒体，有利于冷媒在蒸发器筒体中的迅速扩散。

技术方案8：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，还包括设置于所述第一挡板和第二挡板夹角处的分流件，所述分流件为类圆锥锥体，所述分流件的顶部正对冷媒流入口，底部固定在第一挡板和第二挡板上。

由技术方案8可知，从冷媒流入口进入的冷媒沿圆锥体外壁导向两侧，而避免紊流的出现，可以更好的导流。

技术方案9：根据技术方案1所述的冷媒分配装置，所述第一档板与第二挡板的夹角处截面为弧形。

由技术方案9可知，第一档板与第二挡板的夹角处截面为弧形的设计可避免冷媒残留在第一挡板和第二挡板形成的死角，不仅可以使冷媒分散均匀，还避免了冷媒利用不充分而导致的损耗。

由以上对冷媒分配孔的设置可使得冷媒流经每个分配孔的流速相等，并大大高于冷媒分配装置的冷媒流入口的流速，从而使冷媒从冷媒分配孔高速冲出，加强了对蒸发器内管群的对流扰动作用，强化了蒸发管的沸腾换热，提高蒸发器的换热效率。

附图说明

图1为冷媒分配装置设置于蒸发器中的立体图；

图2为冷媒分配装置的立体图；

图3为冷媒分配装置的左视图；

图4为图4中A的局部放大图；

图5为冷媒分配装置的俯视图；

图6为图6沿B-B方向的侧视图；

图7为冷媒分配装置中流体模拟模块和流体计算模块的模拟和计算冷媒分配孔的尺寸和分布的流程图。

附图符号说明

1-蒸发器筒体；2-冷媒分配装置；31-第一挡板；32-第二挡板；41-第一密封板；42-第二密封板；5-底板；6-冷媒分配孔；7-冷媒流入口。

具体实施方式

下面结合图来说明本发明中具体实施例的结构原理。

图1为冷媒分配装置设置于蒸发器中的立体图，从图中可以看出，冷媒分配装置2设置于蒸发器筒体1的底部，所述冷媒分配器2的长度小于蒸发器筒体1的长度。

图2为冷媒分配装置2的立体图，由图2可以看出，本发明提供的用于空调蒸发器的冷媒分配装置2，设置于蒸发器筒体1底部，包括第一密封板41、第二密封板42、第一挡板31、第二挡板32、底板5和冷媒流入口7，所述底板5紧密焊接于蒸发器筒体1的底部，所述第一挡板31和所述第二挡板32与所述底板5沿蒸发器筒体1的长度方向紧密焊接组成截面为三角形的腔体，所述第一密封板41和所述第二密封板42分别焊接于所述截面为三角形的腔体的两端，所述第一挡板31和/或所述第二挡板32上分布有冷媒分配孔6。

本发明实施例中冷媒分配孔3设置为圆形孔，此处孔的形状不作特别限制，本实施例中为了制造方便将冷媒分配孔6的形状设置为圆形。为了使冷媒流出后分散均匀，也可将冷媒分配孔6的形状设置为三角形、方形、正多边形孔和长孔等。所述冷媒分配孔6的孔径大小只要满足压力损失即可，但是不能过小，以免冷媒堵塞冷媒分配孔6。本发明实施例为了便于加工，优选冷媒分配孔6的孔径大小为4.2mm、4.8mm、5.0mm或6.0mm。

图3为冷媒分配装置2的左视图，图4为图3中A的局部放大图，从图3和图4中可以看出，从图中可以看出，冷媒分配装置2的第一挡板31、第二挡板32和底板5组成截面为三角形的腔体，在第一挡板31和/或第二挡板32上分布有冷媒分配孔6。本发明实施例中冷媒分配孔6垂直于第一挡板31和/第二挡板32设置，若第一挡板31和第二挡板32之间的角度变化，为了使冷媒在蒸发器中得到均匀地、充分地发散，也可将冷媒分配孔6设置成为与第一挡板31和第二挡板32有一定角度，甚至可以与底板5垂直。第一挡板31和第二挡板32之间的角度在110°～130°之间，本发明优选第一挡板31和第二挡板32之间的角度为120°。

图5为冷媒分配装置2的俯视图，从图中可以看出，本发明实施例中冷媒流入口7设置于底板5的中间位置，使得冷媒从冷媒流入口7流入腔体内后从中部均匀流向冷媒分配装置2的两端。第一挡板31和第二挡板32在冷媒流入口7的正上方即中心线位置没有设置冷媒分配孔6，是为了避免高压冷媒在进入腔体后直接从正上方喷出冷媒分配装置2。并且，在第一挡板31和第二挡板32结合处、正对冷媒流入口7的位置，可设置一圆锥体或类圆锥体的凸块作为分流件，椎体顶部朝向冷媒流入口7，底部固定在第一挡板31和第二挡板32上，以将从冷媒流入口7进入的冷媒沿圆锥体外壁导向两侧，而避免紊流的出现，较佳的，类圆锥体沿中心线截面的外壁呈曲线状，可以更好的导流。

为了便于向两侧分流，上述凸块也可以制作为三棱柱样式的分流件，一个侧边朝向冷媒流入口7，且三棱柱轴线垂直冷媒分配装置2长度方向设置。

本实施例中冷媒分配孔6沿距离中心线50～60mm向两端均匀分布于第一挡板31和/或第二挡板32，本实施例中优选为距离中心线60mm向第一挡板31和/或第二挡板32均匀分布，分布规律如图6所示，沿横向中心线上下对称分布，沿纵向中心线左右对称分布。所述冷媒分配孔6的个数为8的整数倍。

此处冷媒分配孔6的分布是通过蒸发器内的流体模拟模块和流体计算模块模拟和计算出来的，目的是为了通过冷媒分配孔6的分布达到最佳的分散冷媒的效果。此处冷媒分配孔6的分布方式不仅限于本实施例中的一种，由于距离冷媒分配孔6近的冷媒气流较大，距离冷媒分配孔6远的气流较小，因此可以在距离中心线较近的地方分布紧密而在距离中心线较远的地方分布稀疏，以符合冷媒气流分布，便于冷媒迅速进入蒸发器筒体1；也可在距离中心线近的地方分布稀疏，而在距离中心线较远的地方分布紧密，可见，由于距离冷媒分配孔6近的气流较大但冷媒分配孔6分布较稀疏，由于距离冷媒分配孔6远的气流较小但冷媒分配孔6分布紧密，从而使得冷媒能够均匀的从冷媒分配装置2各处进入蒸发器筒体1；另外，甚至可以将冷媒分配孔6设置为长孔排列于第一挡板31和第二挡板32上。

对于冷媒分配孔6开孔的方向，可以如图7，垂直于载体(即第一挡板31或第二挡板32)，另外，还可以将各个冷媒分配孔6开孔的方向以底板5中心为中心发散设置，即各个冷媒分配孔6轴线方向都对着底板5中心，从而形成越靠近底板5的孔越趋向于与底板5平行，越远离底板5的孔越趋向于与底板5垂直，从而使得冷媒方向基本均匀方向的进入蒸发器筒体1，而不会朝向一个方向进入蒸发器筒体1，有利于冷媒在蒸发器筒体1中的迅速扩散。

图6为图5沿B-B方向的侧视图，从图中可以看出，图中第二密封板42和第一挡板31、第二挡板32和底板5之间紧密连接，本实施例中优选焊接的方式将密封板(41、42)和挡板(31、32)以及底板5之间紧密连接，通过焊接的方式使腔体中连接处没有缝隙，保证了冷媒不会从连接处渗出从而影响蒸发器的蒸发效率。第一挡板与第二挡板的夹角处还可以设置成截面为弧形，这样可避免冷媒残留在第一挡板和第二挡板形成的死角，不仅可以使冷媒分散均匀，还使得冷媒充分流动，避免了死角导致冷媒利用不充分而导致的损耗。

本发明实施例中冷媒分配孔6的分布是通过蒸发器内的流体模拟模块和流体计算模块模拟和计算出来的，通过模拟计算，使冷媒流经每个冷媒分配孔6的流速相等，为冷媒分配装置2腔体中冷媒流速的4倍以上并大大高于冷媒流入口7的流速，从而从冷媒分配孔6高速流出，加强了对蒸发器内管群的对流扰动作用，强化了蒸发管的沸腾换热。图7为冷媒分配装置2中流体模拟模块和流体计算模块的模拟和计算冷媒分配孔6的尺寸和分布的流程图。如图所示，步骤S1为首先确定冷媒分配装置的结构和尺寸，假定初步冷媒分配孔6的分布，然后进入步骤S2，设定压力、温度、冷媒流速等边界条件，这些条件都设定好后进入步骤S3模拟计算得到流场的分布，紧接着进入计算各个冷媒分配孔6的流速的步骤S4，然后进入步骤S5计算各个冷媒分配孔6的压力损失，计算好压力损失后进入步骤S6，对压力损失是否满足要求进行判断，若满足要求则进入步骤S7继续判断冷媒分配孔6的流速是否满足要求，若压力损失不满足要求则进入步骤S9，改变冷媒分配孔6的分布和大小后继续进入步骤S3进入下一模拟和计算循环。步骤S7中若冷媒分配孔6的流速满足要求，则进入步骤S8按照模拟和计算得到的目标冷媒分配孔6的排布和大小来设置冷媒分配孔6在第一挡板31和第二挡板32上的排布；若冷媒分配孔6的流速不满足要求则进入S9改变冷媒分配孔6的分布和大小，将冷媒分配孔6的分布和大小改变后继续进入步骤S3对改变后的冷媒分配孔6的分布和大小重新进行模拟计算。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷媒分配装置，用于空调蒸发器，设置于蒸发器筒体底部，包括第一密封板、第二密封板、第一挡板、第二挡板、底板和冷媒流入口，其特征在于，所述底板紧密焊接于蒸发器筒体底部，所述第一挡板和所述第二挡板与所述底板沿蒸发器的长度方向紧密焊接组成截面为三角形的腔体，所述第一密封板和所述第二密封板分别焊接于所述截面为三角形的腔体的两端，所述第一挡板和/或所述第二挡板上布置有冷媒分配孔。

2.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，所述冷媒流入口设置在所述底板中间位置。

3.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，所述第一挡板、第二挡板和底板的长度小于蒸发器筒体的长度。

4.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，所述第一挡板和第二挡板之间的角度在110°～130°之间。

5.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，所述冷媒分配孔的个数为8的整数倍，距离所述冷媒流入口的中心线50～60mm，均匀分布于第一挡板和/或第二挡板。

6.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，所述冷媒分配孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、方形或正多边形。

7.根据权利要求6所述的冷媒分配装置，其特征在于，各个所述冷媒分配孔开孔的方向以所述底板中心为中心发散设置。

8.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，还包括设置于所述第一挡板和第二挡板夹角处的分流件，所述分流件为类圆锥锥体，其顶部正对冷媒流入口，底部固定在第一挡板和第二挡板上。

9.根据权利要求1所述的冷媒分配装置，其特征在于，所述第一档板与第二挡板的夹角处截面为弧形。

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