CN102997505A - 单流程干式蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单流程干式蒸发器，其包括管板、设置于管板的第一侧的若干换热管及设置于管板的第二侧的管箱，管板与管箱连接形成一腔体，单流程干式蒸发器还包括设置于腔体内的气液分离装置，气液分离装置包括用以将进入腔体内的冷媒气液混合物进行分离的气液分离器及用以将分离后的气体冷媒及液体冷媒分配至若干换热管内的气液分配器。气液分离器将进入所述腔体内的冷媒气液混合物进行分离，然分离后的气体冷媒和液体冷媒分别分配到各个换热管内，使得一部分换热管内流入气体冷媒，一部分换热管流入液体冷媒，液体冷媒在换热管内充分换热后再进入冷媒系统中，减少了冷媒气液混合物在换热管内存在的可能性，换热效果大大提高。
Description
技术领域
本发明属于空调领域，尤其涉及一种单流程干式蒸发器。
背景技术
目前，对于冷水机组系统中，采用蒸发器形式最多的就是干式蒸发器，因其可靠的回油特点，使其在冷水机组中得到广泛的应用，随着设备厂商的增多，机组的利润空间被压缩的很小，干式蒸发器目前都向小管径方向发展，流程形式由四流程、双流程向单流程变化。对于单流程干式蒸发器来说，冷媒在换热管内进行换热。但是，由于进入换热管内的冷媒大多是冷媒气体与冷媒液体的混合物（即冷媒气液混合物），冷媒气体基本上不进行换热，只有冷媒液体进行换热，使得换热管的换热效果变差，最终导致整个蒸发器的换热效果变差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种单流程干式蒸发器，旨在解决现有中存在的因换热管内流入冷媒气液混合物而造成的换热管的换热效果差的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种单流程干式蒸发器，其包括管板、设置于所述管板的第一侧的若干换热管及设置于所述管板的第二侧的管箱，所述管板的第一侧与所述管板的第二侧相反，所述管板与所述管箱连接形成一腔体，所述单流程干式蒸发器还包括设置于所述腔体内的气液分离装置，所述气液分离装置包括用以将进入所述腔体内的冷媒气液混合物进行分离的气液分离器及用以将分离后的气体冷媒及液体冷媒分配至所述若干换热管内的气液分配器。
进一步地，所述气液分配器包括靠近所述管板设置的分液板，所述分液板开设有若干分液孔，所述分液孔与所述换热管一一对应，所述管箱具有与所述管板连接的第一端部及与所述第一端部相对的第二端部，所述管箱的第二端部开设有冷媒进口，所述气液分离器包括面对所述冷媒进口设置的挡板，所述挡板的上部与所述管箱之间形成第一缺口；所述挡板的下部与所述管箱之间形成第二缺口。
进一步地，所述分液板、所述挡板与所述管板相互平行。
进一步地，所述分液板的若干分液孔包括第一组分液孔和第二组分液孔，所述气液分离器还包括位于所述分液板上的分程板，所述第一组分液孔及所述第二组分液孔位于所述分程板的相对两侧，所述第一组分液孔与所述第一缺口相对应。
进一步地，所述分程板垂直于所述分液板，所述分程板与所述挡板的第一缺口处的切口边齐平。
进一步地，所述第一组分液孔的各个分液孔的孔径大于所述第二组分液孔的各个分液孔的孔径，所述若干换热管包括第一组换热管与第二组换热管，所述第一组换热管的各个换热管与所述第一组分液孔的各个分液孔一一对应，所述第二组换热管的各个换热管与所述第二组分液孔的各个分液孔一一对应。
进一步地，所述第一组分液孔的各个分液孔的开孔面积之和占所述分液板的总的开孔面积的10%-20%。
进一步地，所述分程板与所述挡板间隔设置，所述分程板的高度小于所述挡板与所述分液板之间的距离。
进一步地，所述单流程干式蒸发器还包括分别安装于所述分液孔内的毛细管，所述毛细管对应伸入所述换热管内。
进一步地，所述单流程干式蒸发器还包括伸入所述管箱内的冷媒进管、另一管板、另一管箱及冷媒出管，所述冷媒进管与所述腔体相连通；所述换热管的一端连接于所述管板上，另一端连接于所述另一管板上；所述另一管箱安装于所述另一管板上；所述另一管箱与所述另一管板形成另一腔体；所述冷媒出管伸入所述另一管箱内，并与所述另一腔体相连通。
所述气液分离器将进入所述腔体内的冷媒气液混合物进行分离，然分离后的气体冷媒和液体冷媒分别分配到各个换热管内，使得一部分换热管内流入气体冷媒，一部分换热管流入液体冷媒，气体冷媒很快通过换热管流入冷媒系统中，液体冷媒在换热管内充分换热后再进入冷媒系统中，减少了冷媒气液混合物在换热管内存在的可能性，对于实际换热的换热管来说，换热效果大大提高，同时也避免气体冷媒对液体冷媒在换热管内换热的阻碍，提高了整个单流程干式蒸发器的换热效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的单流程干式蒸发器的结构示意图。
图2是图1的单流程干式蒸发器的局部放大图。
图3是图1的单流程干式蒸发器的管板及换热管的结构示意图。
图4是图1的单流程干式蒸发器的分液板、毛细管及分程板的结构示意图。
图5示出了图1的单流程干式蒸发器的挡板及管箱的筒体内壁的位置关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种单流程干式蒸发器100，其包括管板10、设置于所述管板10的第一侧11的若干换热管20及设置于所述管板10的第二侧12的管箱30。所述管板10的第一侧11与所述管板10的第二侧12相反。所述管板10与所述管箱30连接形成一腔体13。
所述单流程干式蒸发器100还包括设置于所述腔体13内的气液分离装置40。所述气液分离装置40包括用以将进入所述腔体13内的冷媒气液混合物进行分离的气液分离器41及用以将分离后的气体冷媒及液体冷媒分配至所述若干换热管20内的气液分配器42。
所述气液分离器41将进入所述腔体13内的冷媒气液混合物进行分离，然分离后后的气体冷媒和液体冷媒分别分配到各个换热管20内，使得一部分换热管20内流入气体冷媒，一部分换热管20流入液体冷媒，气体冷媒很快通过换热管20流入冷媒系统中，液体冷媒在换热管20内充分换热后再进入冷媒系统中，减少了冷媒气液混合物在换热管20内存在，对于实际换热的换热管20来说，换热效果大大提高，同时也避免气体冷媒对液体冷媒在换热管20内换热的阻碍，提高了整个单流程干式蒸发器100的换热效果。
所述管箱30具有与所述管板10连接的第一端部14及与所述第一端部14相对的第二端部15。所述管箱30的第二端部15开设有冷媒进口16。
在本实施例中，所述气液分配器42包括靠近所述管板10设置的分液板43；所述气液分离器41包括面对所述冷媒进口16设置的挡板44；所述挡板44的上部与所述管箱30之间形成第一缺口45；所述挡板44的下部与所述管箱30之间形成第二缺口46；所述分液板43开设有若干分液孔47。所述分液孔47与所述换热管20一一对应。
当冷媒气液混合物由所述冷媒进口16进入所述腔体13内时，冷媒气液混合物碰撞到所述挡板44，完成一次气液分离，气体冷媒由所述第一缺口45通过，并到达分液板43处，再由附近的分液孔47流入相应的换热管20内，液体冷媒由所述第二缺口46通过，并到达分液板43处，再由附近的分液孔47流入相应的换热管20内，使得换热管20内气体冷媒与液体冷媒的混合程度有所下降，达到提高整个单流程干式蒸发器100的换热效果的目的。在经过所述挡板44的一次气液分离之后，冷媒由第一缺口45和第二缺口46进入所述挡板44与所述分液板43之间的空间内，并在此进行了再次气液分离。设置所述第二缺口46的另外一个目的是使得节流后的一部分气液混合物直接通过第二缺口46进入分液板43中，进而进入换热管20内，起到防止蒸发器100开机瞬间出现低压的作用。
所述第一缺口45大于第二缺口46，气体冷媒通过较大的第一缺口45，而液体冷媒通过较小的第二缺口46，使气体冷媒和液体冷媒的流速达到平衡，减少紊流。
所述管箱30包括固定圈31及带底的筒体32。所述筒体32具有一开口端33。所述固定圈31安装于所述管板10周缘上。所述筒体32的开口端33连接于所述固定圈31上。所述冷媒进口16开设于所述筒体32的底部，优选地，冷媒进口16开设于筒体32的底部中央。所述挡板44的边缘连接于所述筒体32的内壁上。所述挡板44的上部与所述筒体32的内壁之间形成所述第一缺口45；所述挡板44的下部与所述筒体32的内壁之间形成所述第二缺口46。优选地，所述挡板44垂直于所述筒体32。
在本实施例中，所述分液板43、所述挡板44与所述管板10相互平行。所述分液板43位于所述挡板44与管板10之间。分液板43、挡板44、管板10三者间隔设置。在其他实施例中，挡板44相对于分液板43稍微倾斜也是可以实现气液分离的。
请同时参阅图3和图5，在本实施例中，所述分液板43的若干分液孔47包括第一组分液孔470和第二组分液孔471。所述气液分离器41还包括位于所述分液板43上的分程板50。所述第一组分液孔470及所述第二组分液孔471位于所述分程板50的相对两侧。所述第一组分液孔470与所述第一缺口45相对应。所述第一缺口45与所述分液板43的第一组分液孔470的最下部齐平。冷媒气液混合物经过所述挡板44、挡板44与分液板43之间的空间的分离后，气体冷媒集中于所述管箱30的上部，并通过第一组分液孔470均匀分配至对应的换热管20内，液体冷媒集中于所述管箱30的下部，并通过第二组分液孔471均匀分配至对应的换热管20内，所述分程板50起到阻止上部的气体冷媒朝向所述管箱30的下部流动，避免气体冷媒与液体冷媒再次混合。
所述第一组分液孔470的各个分液孔470的孔径大于所述第二组分液孔471的各个分液孔471的孔径。所述第一组分液孔470所占的分液板43的面积小于所述第二组分液孔471所占的分液板43的面积。具体地，所述第一组分液孔470的各个分液孔470的开孔面积之和占所述分液板43的总的开孔面积的10%-20%，以使第二组分液孔471的各个分液孔471的开孔面积之和较大，也就意味着参与换热的换热管20的根数较多，使得液体冷媒得以在充足数量的换热管20内得到充分换热。在实际应用中，所述第一组分液孔470的各个分液孔470的开孔面积之和占所述分液板43的总的开孔面积的百分比可根据机组设计的过冷度及节流后的干度而定。
进一步地，所述分程板50垂直于所述分液板43。所述分程板50位于所述挡板44与所述分液板43之间。所述分程板50的高度小于所述挡板44与所述分液板43之间的距离。所述分程板50与所述挡板44间隔设置。所述分程板50与所述挡板44的第一缺口45处的切口边450齐平，使得气体冷媒经挡板44分离后集中于所述分程板50的上部，使气体冷媒更快地流入位于分程板50上部的第二组分液孔471中，并进入相应的换热管20内。
所述单流程干式蒸发器100还包括分别安装于所述分液孔47内的毛细管60。所述毛细管60可焊接于对应的分液孔47内。所述毛细管60对应伸入所述换热管20内。所述毛细管60与所述分液孔47相适应，具体地，安装于第一组分液孔470内的第一毛细管61的管径大于安装于第二组分液孔471内的第二毛细管62的管径。
进一步地，所述若干换热管20包括第一组换热管21与第二组换热管22。所述第一组换热管21的各个换热管21与所述第一组分液孔470的各个分液孔470一一对应。所述第二组换热管22的各个换热管22与所述第二组分液孔471的各个分液孔471一一对应。第一毛细管61对应伸入第一组换热管21的各个换热管21内。第二毛细管62对应伸入第二组换热管22的各个换热管22内。
所述单流程干式蒸发器100还包括伸入所述管箱30内的冷媒进管70、另一管板71、另一管箱72、冷媒出管73及套于所有换热管20上的套筒74。所述冷媒进管70与所述腔体13相连通；所述换热管20的一端连接于所述管板10上，另一端连接于所述另一管板71上；所述另一管箱72安装于所述另一管板71上；所述另一管箱72与所述另一管板71形成另一腔体75；所述冷媒出管73伸入所述另一管箱72内，并与所述另一腔体75相连通。冷媒经过换热管20后进入所述另一腔体75，并由所述冷媒出管73排出。
本发明实施例的单流程干式蒸发器100在管箱30内增加所述气液分离装置40，并通过换热管20的两种直径规格，使分离后的气体冷媒流入较大直径规格的换热管21、分离后的液体冷媒流入较小直径规格的换热管22，此结构具有充分利用蒸发器100的换热面积优点，并且由于设置有气液分离装置40，使得进入蒸发器100的气体冷媒和液体冷媒分开并平均分配至相应的换热管20内。
另外，本发明实施例的单流程干式蒸发器100还具有结构简单、制造加工简单方便、安装简单快捷、适合大规模生产的优点。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单流程干式蒸发器，其包括管板、设置于所述管板的第一侧的若干换热管及设置于所述管板的第二侧的管箱，所述管板的第一侧与所述管板的第二侧相反，所述管板与所述管箱连接形成一腔体，其特征在于：所述单流程干式蒸发器还包括设置于所述腔体内的气液分离装置，所述气液分离装置包括用以将进入所述腔体内的冷媒气液混合物进行分离的气液分离器及用以将分离后的气体冷媒及液体冷媒分配至所述若干换热管内的气液分配器。
2.如权利要求1所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述气液分配器包括靠近所述管板设置的分液板，所述分液板开设有若干分液孔，所述分液孔与所述换热管一一对应，所述管箱具有与所述管板连接的第一端部及与所述第一端部相对的第二端部，所述管箱的第二端部开设有冷媒进口，所述气液分离器包括面对所述冷媒进口设置的挡板，所述挡板的上部与所述管箱之间形成第一缺口；所述挡板的下部与所述管箱之间形成第二缺口。
3.如权利要求2所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述分液板、所述挡板与所述管板相互平行。
4.如权利要求2或3所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述分液板的若干分液孔包括第一组分液孔和第二组分液孔，所述气液分离器还包括位于所述分液板上的分程板，所述第一组分液孔及所述第二组分液孔位于所述分程板的相对两侧，所述第一组分液孔与所述第一缺口相对应。
5.如权利要求4所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述分程板垂直于所述分液板，所述分程板与所述挡板的第一缺口处的切口边齐平。
6.如权利要求4所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述第一组分液孔的各个分液孔的孔径大于所述第二组分液孔的各个分液孔的孔径，所述若干换热管包括第一组换热管与第二组换热管，所述第一组换热管的各个换热管与所述第一组分液孔的各个分液孔一一对应，所述第二组换热管的各个换热管与所述第二组分液孔的各个分液孔一一对应。
7.如权利要求4所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述第一组分液孔的各个分液孔的开孔面积之和占所述分液板的总的开孔面积的10%-20%。
8.如权利要求4所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述分程板与所述挡板间隔设置，所述分程板的高度小于所述挡板与所述分液板之间的距离。
9.如权利要求2或3所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述单流程干式蒸发器还包括分别安装于所述分液孔内的毛细管，所述毛细管对应伸入所述换热管内。
10.如权利要求1-3任一项所述的单流程干式蒸发器，其特征在于：所述单流程干式蒸发器还包括伸入所述管箱内的冷媒进管、另一管板、另一管箱及冷媒出管，所述冷媒进管与所述腔体相连通；所述换热管的一端连接于所述管板上，另一端连接于所述另一管板上；所述另一管箱安装于所述另一管板上；所述另一管箱与所述另一管板形成另一腔体；所述冷媒出管伸入所述另一管箱内，并与所述另一腔体相连通。
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