CN104713382A - 一种双温区管壳式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双温区管壳式冷凝器，属冷凝器领域，解决了冷凝器只有单温区热交换效率低的问题。包括壳体和换热管，壳体设有入口和出口，冷凝器还包括多孔节流板，多孔节流板上设有若干节流孔，多孔节流板设于壳体内分隔壳体内腔形成第一温区和第二温区，第一温区、第二温区通过且仅通过多孔节流板的节流孔连通，换热管包括至少一根进水管和至少一根出水管，进水管与出水管连通，出水管设于第一温区、进水管设于第二温区。多孔节流板在壳体内隔成两个温度不同的温区，冷媒在温度较高的温区第一次降温后经节流再进入温度较低的温区第二次降温，等效冷凝温度为温度较低的温区中的温度，从而冷凝温度更低，放热量更大，效率更高。

Description

一种双温区管壳式冷凝器

技术领域

本发明涉及冷凝器领域，特别是一种双温区管壳式冷凝器。

背景技术

管壳式冷凝器主要包括壳体和换热管，作用在于使换热管外、壳体内流通的液体或气体与换热管内流通的液体交换热量。现有的管壳式冷凝器的内部均没有温区分隔，如公开号为2886423Y的中国专利、公开号为102032725的中国专利中公开的技术所包含的冷却方式均为单温区，尤其是公开号为102032725的中国专利中使用了两组设备分别完成一次冷却工作。

发明内容

本发明所要达到的目的是提供一种双温区管壳式冷凝器，在一个冷凝器内完成两次冷却，热交换效率高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双温区管壳式冷凝器，包括壳体和换热管，壳体设有入口和出口，冷凝器还包括多孔节流板，多孔节流板上设有若干节流孔，多孔节流板设于壳体内分隔壳体内腔形成第一温区和第二温区，第一温区、第二温区通过且仅通过多孔节流板的节流孔连通，换热管包括至少一根进水管和至少一根出水管，进水管与出水管连通（这里直接或间接连通均可），出水管设于第一温区、进水管设于第二温区。

进一步的，所述壳体的入口设于所述第一温区，壳体的出口设于所述第二温区。换热管内的液体温度较低，进水管中的液温低于出水管中的液温，高温的气态或液态冷媒首先进入第一温区，与出水管中温度相对较高的液体传递热量，第一次冷却后经节流再进入第二温区，与进水管中温度相对较低的液体传递热量，形成第一温区的高温区和第二温区的低温区，保持两次热交换时均有足够的温差，提高热交换效率。

进一步的，所述多孔节流板水平设置。从而使节流孔竖直，以加快壳体内的冷媒通过多孔节流板的速度。

进一步的，所述第一温区设于所述第二温区上方。即高温区设于低温区上方，使高温的冷媒受重力影响进一步加快从高温区流至低温区的速度。

进一步的，冷凝器壳体一端的外侧设有出水口和进水口，所述出水管与出水口连通，所述进水管与进水口连通，出水管和进水管在冷凝器壳体另一端的外侧连通（这里直接或间接连通均可）。尽可能的增长换热管在壳体内的长度，加大管程，从而增加热交换量。

进一步的，所述冷凝器壳体另一端的外侧设有管箱，管箱与壳体内部隔绝，所述进水管、所述出水管分别伸入管箱中与管箱连通。冷却液通过在管箱中的统一空间从进水管流至出水管，使初入各出水管的冷媒温度相同，以保证第二次换热的效率。

进一步的，所述节流孔均布于所述多孔节流板。使壳体内各区域内的冷媒流通速度均匀。

进一步的，所述节流孔在所述多孔节流板上沿多孔节流板的长度方向的孔间距为节流孔孔径的3.5倍-4.5倍。取适宜的孔间距以确定多孔节流板上冷媒可通过的面积，确保冷媒在不同温区间的流速适宜。

进一步的，所述节流孔在所述多孔节流板上沿多孔节流板的宽度方向的孔间距为节流孔孔径的0.9倍-1.1倍。取适宜的孔间距以确定多孔节流板上冷媒可通过的面积，确保冷媒在不同温区间的流速适宜。

本发明中的两个部件的连通除说明外均指直接连通。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

通过多孔节流板在壳体内形成两个温度不同的温区，壳体冷凝的冷媒在温度较高的一个温区第一次降温后经节流再进入另一个温度较低的温区第二次降温，等效冷凝温度等于温度较低的温区中的温度，从而冷凝温度更低，放热量更大，效率更高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种实施例的示意图；

图2为图1所示实施例的侧视图；

图3为图1所示实施例中多孔节流板的示意图。

具体实施方式

见图1-3，一种双温区管壳式冷凝器，包括壳体3和换热管，壳体设有入口13和出口23。冷凝器还包括多孔节流板4，多孔节流板4上设有若干节流孔41，多孔节流板4水平设于壳体3内分隔壳体3内腔形成第一温区11和第二温区21，第一温区11在多孔节流板4上方，第二温区21在多孔节流板4下方，壳体3的入口13设于第一温区11与第一温区11连通，壳体3的出口23设于第二温区21与第二温区21连通，第一温区11、第二温区21通过且仅通过多孔节流板4的节流孔41连通；换热管包括三根进水管22和三根出水管12，壳体3外的一端设有进水口24和出水口14，进水管22均与进水口24连通，出水管12均与出水口14连通，壳体3外的另一端设有管箱5，进水管22、出水管12通过分别与管箱5以间接地相互连通，进水管22、出水管12分别设于第一温区11、第二温区21。

换热管内的液体温度较低为冷却液，壳体3中为需要冷凝的气态或液态冷媒，进水管22中的液温低于出水管12中的液温，高温高压的气态或液态冷媒首先进入第一温区11，与出水管12内温度相对较高的液体传递热量，第一次冷却后通过多孔节流板4的节流孔41进入第二温区21，此过程产生相对低温低压的气液混合冷媒，在第二温区21中与进水管22内温度相对较低的液体传递热量，形成第一温区11的高温区和第二温区21的低温区，保持两次热交换时均有足够的温差，提高热交换效率，双温区管壳式冷凝器等效冷凝温度等于温度较低的温区中的温度，即第二温区21中的温度，从而冷凝温度更低，放热量更大，效率更高。水平设置的多孔节流板4使节流孔41竖直，以加快壳体3内的冷媒通过多孔节流板4的速度，由于第一温区11设于第二温区21上方，重力可进一步加快第一温区11中的冷媒进入第二温区21的速度。

出水管12的出水口14和进水管22的进水口24设于冷凝器壳体3一端的外侧，出水管12和进水管22分别伸入设于冷凝器壳体3另一端外侧的管箱5与管箱5连通，出水管12和进水管22通过管箱5连通，尽可能的增长换热管在壳体3内的长度，加大管程，从而增加热交换量。冷媒通过在管箱5中的统一空间从进水管22流至出水管12，使初入各出水管12的冷媒温度相同，以保证第二次换热的效率。

节流孔41均布于多孔节流板4，均布于多孔节流板4的节流孔41使壳体3内各区域内的冷媒流通速度均匀，节流孔41在多孔节流板4上沿多孔节流板4的长度方向的孔间距为节流孔41孔径的4倍（3.5倍、4.5倍或3.5倍-4.5倍中的其他取值），节流孔41在多孔节流板4上沿多孔节流板4的宽度方向的孔间距为节流孔41孔径的1倍（0.9倍、1.1倍或0.9倍-1.1倍中的其他取值），取适宜的孔间距以确定多孔节流板上冷媒可通过的面积，确保冷媒在不同温区间的流速适宜。

在本实施例中，第一温区11内的冷凝温度约38℃，第二温区21内的冷凝温度约36℃，进入进水管22的冷却液温度约32℃，从出水管12中排出的冷却液温度约37℃，等效冷凝温度为第二温区21内的冷凝温度，即36℃。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种双温区管壳式冷凝器，包括壳体（3）和换热管，壳体设有入口（13）和出口（23），其特征在于：冷凝器还包括多孔节流板（4），多孔节流板上设有若干节流孔（41），多孔节流板设于壳体内分隔壳体内腔形成第一温区（11）和第二温区（21），第一温区、第二温区通过且仅通过多孔节流板的节流孔连通，换热管包括至少一根进水管（22）和至少一根出水管（12），进水管与出水管连通，出水管设于第一温区、进水管设于第二温区。

2.根据权利要求1所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述壳体的入口设于所述第一温区，壳体的出口设于所述第二温区。

3.根据权利要求2所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述多孔节流板水平设置。

4.根据权利要求3所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述第一温区设于所述第二温区上方。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：冷凝器壳体一端的外侧设有出水口（14）和进水口（24），所述出水管与出水口连通，所述进水管与进水口连通，出水管和进水管在冷凝器壳体另一端的外侧连通。

6.根据权利要求5所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述冷凝器壳体另一端的外侧设有管箱（5），管箱与壳体内部隔绝，所述进水管、所述出水管分别伸入管箱中与管箱连通。

7.根据权利要求1-4任一所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述节流孔均布于所述多孔节流板。

8.根据权利要求7所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述节流孔在所述多孔节流板上沿多孔节流板的长度方向的孔间距为节流孔孔径的3.5倍-4.5倍。

9.根据权利要求7所述的一种双温区管壳式冷凝器，其特征在于：所述节流孔在所述多孔节流板上沿多孔节流板的宽度方向的孔间距为节流孔孔径的0.9倍-1.1倍。