CN103743161A - 一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置，它包括传热管簇、蒸发器、冷剂泵和冷剂喷淋管；蒸发器顶部设置有冷剂水进口和冷剂蒸汽出口，蒸发器底部通过冷剂泵入口管连接冷剂泵入口端，其出口端连接冷剂喷淋管，冷剂喷淋管的喷淋嘴位于蒸发器内的传热管簇上方；传热管簇位于蒸发器内冷剂水液位上方，且其冷媒水进口和出口位于蒸发器腔壁上；其特征在于：蒸发器上方设置一冷剂水箱，冷剂水箱上部的空腔与蒸发器上部的空腔之间连接一均压管，冷剂水箱的底部出水端和上部进水端分别通过出水管和进水管与冷剂泵的入口端和出口端连接，出水管和进水管上分别设置有出水节流装置和进水节流装置。本发明可以广泛应用于吸收式装置和降膜式蒸发装置中。

Description

一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置

技术领域

本发明涉及一种蒸发装置，特别是关于一种在吸收式装置中能够实现液位自动稳定的蒸发装置。

背景技术

在吸收式制冷机、吸收式热泵、吸收式换热机组等吸收式装置中，蒸发装置是关键部件之一。以溴化锂和水为工质对的吸收式装置中的蒸发装置为例（如图1所示），现有的蒸发装置包括传热管簇1、蒸发器2、冷剂泵3和冷剂喷淋管4等。来自冷凝器（图中未示出）的冷剂水经冷剂水进口5进入蒸发器2中，再经冷剂泵入口管6、冷剂泵3、冷剂喷淋管4回到蒸发器2，且经冷剂喷淋管4的喷淋嘴7喷淋在传热管簇1上。冷媒水通过冷媒水进口8进入蒸发器2内的传热管簇1，喷淋的冷剂水吸收传热管簇1内冷媒水的热量而蒸发，降低了传热管簇1内冷媒水的温度，产生了制冷效果。冷媒水放热降温后通过冷媒水出口9流出蒸发器2。蒸发产生的冷剂蒸汽通过冷剂蒸汽出口10排出蒸发器2。由于受蒸发装置结构的限制，蒸发器2的容积有限，一旦吸收式装置的运行工况变化较大时，蒸发器2中的冷剂水液位就会发生较大的波动；当冷剂水液位过低时，易使冷剂泵3发生汽蚀、吸空等故障，而当冷剂水液位过高时，则可能淹没传热管簇1，影响热交换效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置，它包括传热管簇、蒸发器、冷剂泵和冷剂喷淋管；所述蒸发器顶部设置一连接冷凝器的冷剂水进口和一冷剂蒸汽出口，所述蒸发器底部与所述冷剂泵的入口端之间连接一冷剂泵入口管，所述冷剂泵的出口端连接所述冷剂喷淋管，所述冷剂喷淋管的喷淋嘴位于所述蒸发器内的传热管簇上方；所述传热管簇位于所述蒸发器内的冷剂水液位上方，且其冷媒水进口和冷媒水出口位于所述蒸发器同一侧的腔壁上；其特征在于：所述蒸发器的上方设置一冷剂水箱，所述冷剂水箱上部的空腔与所述蒸发器上部的空腔之间连接一均压管，所述冷剂水箱的底部出水端与所述冷剂泵的入口端之间连接一出水管，所述出水管上设置有一出水节流装置；所述冷剂水箱的上部进水端与所述冷剂泵的出口端之间连接一进水管，所述进水管上设置有一进水节流装置。

所述出水节流装置和进水节流装置采用孔板、细管和阀门中的一种。

所述冷剂喷淋管的喷淋嘴为多个。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在现有蒸发装置中增设了一个外置的高位冷剂水箱以及与现有蒸发装置连接的管路，因此在吸收式装置工况变化较大的情况下，本发明能够自动地使蒸发器内的液位保持稳定，从而能够解决蒸发器中液位过高导致没管或者蒸发器中液位过低损坏冷剂泵等问题。2、本发明由于只需要在吸收式装置处于稳定运行的工况时，将出水节流装置和进水节流装置的开度一次性调节至一合适位置，吸收式装置处于其他工况时无需再次调节出水节流装置和进水节流装置的开度，因此本发明使用方便。3、本发明可以应用于吸收式制冷机、吸收式热泵、吸收式换热机组等吸收式装置中，也可以应用于其它各种工业设备中的降膜式蒸发装置中，通用性非常强。本发明可以广泛应用于吸收式装置和各种降膜式蒸发装置中。

附图说明

图1是现有技术中蒸发装置的结构示意图

图2是本发明的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明与现有技术类似，包括传热管簇1、蒸发器2、冷剂泵3和冷剂喷淋管4。蒸发器2顶部设置有一连接冷凝器（图中未示出）的冷剂水进口5，蒸发器2底部通过一冷剂泵入口管6连接冷剂泵3的入口端，冷剂泵3的出口端连接冷剂喷淋管4，冷剂喷淋管4的喷淋嘴7位于蒸发器2内的传热管簇1上方。传热管簇1的冷媒水进口8和冷媒水出口9设置在蒸发器2同一侧中部，且位于蒸发器2内的冷剂水液位上方，蒸发器2顶部设置有一冷剂蒸汽出口10。

如图2所示，本发明与现有技术的不同之处在于：在蒸发器2上方设置有一冷剂水箱11，在冷剂水箱11上部的空腔与蒸发器2上部的空腔之间连接一均压管12，以保证蒸发器2与冷剂水箱11内的压力相等。在冷剂水箱11的底部出水端与冷剂泵3的入口端之间连接一出水管13，在出水管13上设置一出水节流装置14。在冷剂水箱11的上部进水端与冷剂泵3的出口端之间连接一进水管15，在进水管15上设置一进水节流装置16。

上述实施例中，出水节流装置14和进水节流装置16均可以采用孔板、细管或阀门等。

本发明的蒸发装置能够实现液位自动稳定的工作原理为：

来自冷凝器的冷剂水经冷剂水进口5进入蒸发器2中，再经依次连接的冷剂泵入口管6、冷剂泵3和冷剂喷淋管4回到蒸发器2内，并通过冷剂喷淋管4的喷淋嘴7喷淋到传热管簇1上。同时冷媒水通过冷媒水进口8进入传热管簇1的管道内，喷淋在传热管簇1管壁上的冷剂水吸收传热管簇1的管道内冷媒水的热量而蒸发，蒸发产生的冷剂蒸汽通过冷剂蒸汽出口10从蒸发器2中排出，传热管簇1内的冷媒水放热降温后通过冷媒水出口9流出。

当吸收式装置处于稳定运行的工况时，根据流体力学原理中流体流量G和阻力系数S与压差ΔP的基本关系式：

ΔP＝S*G²   （1）

在蒸发装置开始工作前，预先调节好出水节流装置14和进水节流装置16的开度，即确定式（1）中的阻力系数S，使流出冷剂水箱11的冷剂水流量与流入冷剂水箱11的冷剂水流量相等，从而使冷剂水箱11中的液位稳定在一预期的液位上，此时，冷剂水箱11与蒸发器2中的液位差为H，且保持恒定。

当吸收式装置工况变动而导致蒸发器2中的液位下降时，冷剂泵3的进口压力下降，导致其出口压力也略有下降，通过进水管15进入冷剂水箱11中的冷剂水量因驱动压差ΔP略有下降而减小，从蒸发器2中流出的冷剂水量减少；同时蒸发器2中的液位下降导致冷剂水箱11与蒸发器2的液位差H增大，从而使冷剂水箱11通过出水管13流出的冷剂水量增大，向蒸发器2中流入的冷剂水量增加。也就是说由于吸收式装置工况变动而导致蒸发器2中的液位下降时，通过蒸发器2与冷剂水箱11中的冷剂水压力差可以自动调节流入和流出蒸发器2的冷剂水量，因此蒸发器2内的冷剂水液位能够始终自动保持在一稳定的液位上。

当吸收式装置工况变动而导致蒸发器2中的液位上升时，冷剂泵3的进口压力上升，导致其出口压力也略有上升，通过进水管15进入冷剂水箱11中的冷剂水量因驱动压差ΔP略有上升而增大，从蒸发器2中流出的冷剂水量增大；同时蒸发器2中的液位上升导致冷剂水箱11与蒸发器2的液位差H减小，从而使冷剂水箱11通过出水管15流出的冷剂水量减少，向蒸发器2中流入的冷剂水量减少。也就是说由于吸收式装置工况变动而导致蒸发器2中的液位上升时，通过蒸发器2与冷剂水箱11中的冷剂水压力差可以自动调节流入和流出蒸发器2的冷剂水量，因此蒸发器2内的冷剂水液位能够始终自动保持在一稳定的液位上。

上述实施例中，本发明的蒸发装置可以应用于吸收式制冷机、吸收式热泵、吸收式换热机组等吸收式装置中，特别是以溴化锂和水为工质对的吸收式装置中，也可以应用于其它各种工业设备的降膜式蒸发装置中。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (3)

1.一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置，它包括传热管簇、蒸发器、冷剂泵和冷剂喷淋管；所述蒸发器顶部设置一连接冷凝器的冷剂水进口和一冷剂蒸汽出口，所述蒸发器底部与所述冷剂泵的入口端之间连接一冷剂泵入口管，所述冷剂泵的出口端连接所述冷剂喷淋管，所述冷剂喷淋管的喷淋嘴位于所述蒸发器内的传热管簇上方；所述传热管簇位于所述蒸发器内的冷剂水液位上方，且其冷媒水进口和冷媒水出口位于所述蒸发器同一侧的腔壁上；其特征在于：

所述蒸发器的上方设置一冷剂水箱，所述冷剂水箱上部的空腔与所述蒸发器上部的空腔之间连接一均压管，所述冷剂水箱的底部出水端与所述冷剂泵的入口端之间连接一出水管，所述出水管上设置有一出水节流装置；所述冷剂水箱的上部进水端与所述冷剂泵的出口端之间连接一进水管，所述进水管上设置有一进水节流装置。

2.如权利要求1所述的一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置，其特征在于：所述出水节流装置和进水节流装置采用孔板、细管和阀门中的一种。

3.如权利要求1或2所述的一种能够实现液位自动稳定的蒸发装置，其特征在于：所述冷剂喷淋管的喷淋嘴为多个。

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