CN102338507A - 一种冰水蓄能蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰水蓄能蒸发器，包括一壳体、设置在壳体一端的制冷介质进液腔和制冷介质出气腔、设置在壳体另一端的制冷介质过渡腔、设置在壳体内腔的冷却铜管，和把壳体内腔分成若干个腔室的带缺口的多个隔流板；所述内腔中心空余一定位置不设置冷却铜管，同时在该空余位置的各个隔流板上设置有水循环直通孔。本发明为一种冰水蓄能蒸发器，其突破了传统蒸发器制冷到5℃时蒸发管就会从内圈逐步向外圈结冰的瓶颈，可将水直接制冷到0℃而不发生结冰现象，可达到传统蒸发器所不能达到的高效制冷效果。

Description

一种冰水蓄能蒸发器

技术领域

本发明涉及一种蒸发器，特别是一种冰水蓄能蒸发器。

背景技术

在目前，传统的蒸发器结构如图1-3所示，整个蒸发器包括一壳体1′，壳体1′一端设置有完全隔开的制冷介质进液腔11′和制冷介质出气腔12′，在壳体的另一端设置有制冷介质过渡腔13′；而在整个壳体内腔14′均布设置有冷却铜管2′，两两相邻铜管2′之间的间距相等，其中壳体内腔14′上半部分的铜管2′连接制冷介质进液腔11′和制冷介质过渡腔13′，壳体内腔14′下半部分的铜管2′连接制冷介质过渡腔13′和制冷介质出气腔12′。壳体内腔14′的一头设置有进液口141′，另一头设置有出液口142′，整个内腔14′被带缺口151′的多个隔流板15′分割成若干个腔室，本图示中设计为三个隔流板15′，各隔流板15′之间的缺口151′依序错开90°设置。在此，因各隔流板15′与铜管2′之间无缝连接，隔流板15′一方面对铜管2′起到支撑作用，另一方面也起到扩大冷却接触面积的作用。

在使用中，制冷介质的循环路线为制冷介质进液腔11′、壳体内腔14′上半部分的冷却铜管2′、制冷介质过渡腔13′、壳体内腔14′下半部分的冷却铜管2′、制冷介质出气腔12′。水的循环路线为进液口141′、第一个隔流板的缺口151′、第二个隔流板的缺口151′，第三个隔流板的缺口151′、出液口142′，形成一类螺旋形的循环过程。水和制冷介质的热量交换通过铜管2′和隔流板15′热传递实现。

因防冻液的成本很高，防冻液对制冷机组具有一定腐蚀作用，防冻液的添加会对水质造成影响，因此，在实际当中，用制冷机组进行制冷的水基本上不添加防冻液。而经多年的使用发现，以上蒸发器由于结构上的局限性，最多只能将不添加防冻液的水冷却到5℃，一旦水的温度低于5℃，蒸发器内就会发生结冰堵塞，并最终导致蒸发器胀裂而报废，该降温限制大大降低了蒸发器的热交换效率，使制冷介质与水的热量交换不能完全进行，回到制冷介质出气腔12′的制冷介质处于液气混合状态，而为了保证压缩机的正常工作，必须在蒸发器与压缩机之间连接一个液气分离器，这不仅增加了制冷机组的制造成本，延长了制冷介质的循环路线，降低了循环速度，同时也造成一部分能量的不必要损耗。

而经实验发现，因水的循环在各个隔流板缺口151′错位设置的限制下形成一类螺旋形的循环，水在离心力的作用下以及外缘铜管2′的阻挡导致进入内腔14′中心的水比较少且流动速度慢，且越靠近中心该现象越明显，而水流越少流速速越慢就越容易发生结冰现象。此外，因铜管2′与隔流板15′之间是一种无缝连接方式，在水循环过程中会形成一定的循环死角，这大大阻碍了水的流动，进而也容易发生结冰现象。以上两方面的实验表明，蒸发器的体积不能做的太大，体积越大其中心结冰的问题越突起，热交换效率越低，而蒸发器的这种结构限制造成目前大功率制冷机组的瓶颈。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种冰水蓄能蒸发器，其可进一步提升制冷介质与水的热量交换效率，可获得更低温度的制冷冰水，降低制冷机组的制造成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种冰水蓄能蒸发器，包括一壳体、设置在壳体一端的制冷介质进液腔和制冷介质出气腔、设置在壳体另一端的制冷介质过渡腔、设置在壳体内腔的冷却铜管，和把壳体内腔分成若干个腔室的带缺口的多个隔流板，其特征在于：所述内腔中心空余一定位置不设置冷却铜管，同时在该空余位置的各个隔流板上设置有水循环直通孔。

上述各个隔流板缺口依序错开一定角度设置，该角度大小为30°~120°。

上述各隔流板与冷却铜管的连接处开有围绕冷却铜管设置的导流孔。

为解决现有传统蒸发器壳体内腔中心先结冰的问题，本发明在壳体内腔中心空余一定位置不设置冷却铜管，并在该空余位置的各个隔流板上设置有水循环直通孔。该结构设置，一方面减少了铜管数目，降低了耗材，同时拓展了内腔中心的空间，减少了结冰堵塞现象的发生，同时设置在隔流板上面的水循环直通孔形成水的第二个循环路线，使水经过该直通孔可以从壳体内腔一头高速地冲刷到内腔的另一头，可迅速地冲刷冰屑带走冷量，有效解决传统蒸发器内腔中心水流少、流速慢导致的首先结冰问题。同时该结构改良，也破除了传统大功率制冷机组制造中因蒸发器制冷不完全而产生的技术瓶颈。

而为了解决传统蒸发器铜管与隔流板无缝连接产生死角导致水结冰的问题，本发明在各隔流板与冷却铜管的连接处开设有导流孔，且该导流孔围绕冷却铜管设置，在此，导流孔的结构设置形成了水的第三个循环路线，水流不仅从隔流板的缺口、直通孔通过，而且从导流孔中快速喷出，该结构设置可快速地带走铜管的冷量，从根本上消除了水流死角的存在。

本发明的水循环包括三个路线，分别是隔流板的缺口，隔流板中间的直通孔以及隔流板在铜管周边设置的导流孔，相比传统的蒸发器，水流量更大、流速更高，可更加高效地与制冷介质进行热量交换，在此，因制冷介质与水的热量交换完全，回到制冷介质出气腔的制冷介质完全处于气化状态，无需在蒸发器与压缩机之间连接一个液气分离器，减少了配件成本，同时也缩短了整个制冷介质的循环路线，提升了循环速度，降低了额外能量的损耗，减少了水泵功率。

本蒸发器可直接使用市政水，在不添加防冻液的情况下最低可降温到0℃左右而不结冰堵塞，达到冰水状态，实现单位水量可存储更多的冷量。

本发明可应用到申请人曾申请的专利，ZL200920121179.0，一种利用低谷电运行主机的全新风高效节能中央空调系统，利用国家电网晚间的低谷电，把市政水制冷到0℃冰水，然后蓄存到大保温蓄水池中，可适用于白天降温的空调，而其中的大保温蓄水池在额定冷量需求的情况下可造的更小，大大节约制造成本和养护成本。

本蒸发器同样适用于其他需降温的各种行业、以及用冰水加工的水产行业、食品类行业等，具有很好的节能减排效果。

总之，本发明为一种冰水蓄能蒸发器，其突破了传统蒸发器制冷到5℃时蒸发管就会从内圈逐步向外圈结冰的瓶颈。本发明蒸发器可将水直接制冷到0℃而不发生结冰现象，可达到传统蒸发器所不能达到的高效制冷效果。

附图说明

图1、传统蒸发器的立体结构局部剖视图；

图2、传统蒸发器的立体结构局部剖视图二；

图3、传统蒸发器的截面示意图；

图4、本发明的立体结构剖视图；

图5、本发明另一视角的立体结构剖视图；

图6、本发明的截面示意图。

具体实施方式

如图4-6所示，一种冰水蓄能蒸发器，整个蒸发器包括一壳体1，壳体1一端设置有完全隔开的制冷介质进液腔11和制冷介质出气腔12，在壳体1的另一端设置有制冷介质过渡腔13。而在壳体内腔14除中心部位外均布设置有冷却铜管2，其中壳体内腔14上半部分的铜管2连接制冷介质进液腔11和制冷介质过渡腔13，壳体内腔14下半部分的铜管2连接制冷介质过渡腔13和制冷介质出气腔12。壳体内腔14的一头设置有进液口141，另一头设置有出液口142。同时，整个内腔14被带缺口151的多个隔流板15分割成若干个腔室，本图示中设计为三个隔流板，各隔流板15之间的缺口151依序错开30°~120°设置，本实施方式中采用90°，各隔流板15一方面对铜管2起到支撑作用，另一方面也起到扩大冷却接触面积的作用，各个隔流板15在壳体内腔14中心的空余位置设置有水循环直通孔152。

为解决现有传统蒸发器壳体内腔14中心先结冰的问题，本发明在壳体内腔14中心空余一定位置不设置冷却铜管2，并在该空余位置的各个隔流板15上设置有水循环直通孔152。该结构设置，一方面减少了铜管2数目，降低了耗材，同时拓展了内腔14中心的空间，减少了结冰堵塞现象的发生，同时设置在隔流板15上面的水循环直通孔152形成水的第二个循环路线，使水经过该直通孔可以从壳体内腔一头高速地冲刷到内腔的另一头，可迅速地冲刷冰屑带走冷量，有效解决传统蒸发器内腔14中心水流少、流速慢导致的首先结冰问题。同时该结构改良，也破除了传统大功率制冷机组制造中因蒸发器制冷不完全而产生的技术瓶颈。

而为了解决传统蒸发器铜管2与隔流板15无缝连接产生死角导致水结冰的问题，本发明在各隔流板15与冷却铜管2的连接处开设有导流孔153，且该导流孔153围绕冷却铜管2设置，导流孔153的形状可以为扇形、圆形、椭圆形、三角形等规则几何形状，也可以为花瓣形等不规则形状。在此，导流孔13的结构设置形成了水的第三个循环路线，水流不仅从隔流板的缺口151、直通孔152通过，而且从导流孔153中快速喷出，该结构设置从根本上消除了水流死角的存在，可快速地带走铜管2的冷量，避免结冰现象的发生。

本蒸发器的水循环包括三个路线，分别是隔流板的缺口151，隔流板中间的直通孔152以及隔流板在铜管2周边设置的导流孔153，相比传统的蒸发器，水流量更大、流速更高，可更加高效地与制冷介质进行热量交换，在此，因制冷介质与水的热量交换完全，回到制冷介质出气腔12的制冷介质完全处于气化状态，无需在蒸发器与压缩机之间连接一个液气分离器，减少了配件成本，同时也缩短了整个制冷介质的循环路线，提升了循环速度，降低了额外能量的损耗，减少了水泵功率。

 本发明蒸发器可应用到申请人曾申请的专利，ZL200920121179.0，一种利用低谷电运行主机的全新风高效节能中央空调系统，其利用国家电网晚间的低谷电进行主机运行，把市政水制冷到0℃冰水进行蓄能，然后蓄存到大保温蓄水池中，用于白天降温的中央空调使用，其中的大保温蓄水池在额定冷量需求的情况下可制造的更小，可在一定程度上节约制造成本和养护成本。

此外，本发明蒸发器具有很好的节能减排效果，同样适用于其他需降温的各种行业、以及用冰水加工的水产行业、食品类行业等。

本蒸发器可直接使用市政水进行加工，在不添加防冻液的情况下最低可降温到0℃左右而不结冰堵塞，达到冰水状态，实现单位水量可存储更多的冷量，起到更好的蓄能效果。

综上所述，本发明为一种冰水蓄能蒸发器，其突破了传统蒸发器制冷到5℃时蒸发管就会从内圈逐步向外圈结冰的瓶颈，其可将水直接制冷到0℃而不发生结冰现象，可达到传统蒸发器所不能达到的高效制冷效果。

Claims (3)

1.一种冰水蓄能蒸发器，包括一壳体、设置在壳体一端的制冷介质进液腔和制冷介质出气腔、设置在壳体另一端的制冷介质过渡腔、设置在壳体内腔的冷却铜管，和把壳体内腔分成若干个腔室的带缺口的多个隔流板，其特征在于：所述内腔中心空余一定位置不设置冷却铜管，同时在该空余位置的各个隔流板上设置有水循环直通孔。

2.如权利要求1所述的一种冰水蓄能蒸发器，其特征在于：所述各个隔流板缺口依序错开一定角度设置，该角度大小为30°~120°。

3.如权利要求1或2所述的一种冰水蓄能蒸发器，其特征在于：所述各隔流板与冷却铜管的连接处开有围绕冷却铜管设置的导流孔。

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