CN104896803B - 一种多系统满液式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多系统满液式蒸发器，属于冷水机组技术领域。它解决了现有满液式蒸发器导致制冷剂浪费，增加使用成本的问题。本多系统满液式蒸发器，包括筒体、前管箱、后管箱和至少两组制冷回路，每组制冷回路均包括进水管、进水腔、出水腔、制冷腔、回流腔，进水管与进水腔相连通，出水管与出水腔相连通，若干进流换热管的一端和若干回流换热管的一端均与回流腔相连通，若干进流换热管的另一端均与进水腔相连通，若干回流换热管的另一端均与出水腔相连通。本多系统满液式蒸发器中的多个系统能够单独运行，也能够同时运行，使用更加灵活，使用成本更低。

Description

一种多系统满液式蒸发器

技术领域

本发明属于冷水机组技术领域，涉及一种多系统满液式蒸发器。

背景技术

满液式蒸发器逐渐成为国内大型冷水机组技术领域的热点，满液式管壳蒸发器是制冷剂在换热管外流动，载冷剂在换热管内流动，制冷剂吸收载冷剂的热量而蒸发，多台制冷压缩机并联配置的机组，满液式蒸发器为一个整体，现有技术对多系统满液式蒸发器的管箱结构都按单系统设计，即只有一个进水管和一个出水管，蒸发器的壳程也只有一个腔体，即换热管外制冷剂要浸没整个管束时，才能实现蒸发器的最大传热效率。

如中国实用新型专利申请(申请号：201310016558.4)公开了一种满液式蒸发器及具有该蒸发器的水冷式空调机组，满液式蒸发器包括：壳体，壳体内设置有：多个换热管支撑板，与壳体的长度方向垂直地等距设置；分隔板，沿壳体的长度方向设置在由换热管支撑板分割成的各个区段内，以使每个区段形成至少两个分隔区间，该分隔板将壳体内腔分割成分隔区间，但是各分隔区间仅仅是使制冷剂更加稳定，而难以独立运行工作，而当载冷剂的量较少时，载冷剂从一个进水口进入换热管，载冷剂难以充满整个换热管或者所有换热管，但是制冷剂仍然需要填充壳体并浸没所有换热管，导致制冷剂浪费，增加使用成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种多系统满液式蒸发器，该多系统满液式蒸发器中的多个系统能够单独运行，也能够同时运行，使用更加灵活，使用成本更低。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种多系统满液式蒸发器，包括筒体、前管箱和后管箱，所述前管箱和后管箱分别固连在筒体的两端，所述筒体上开设有出汽口和至少两个进液口，其特征在于，本多系统满液式蒸发器还包括至少两组制冷回路，每组制冷回路均包括进水管、位于前管箱内的进水腔和出水腔、位于筒体内的制冷腔、位于后管箱内回流腔，所述制冷腔内固连有若干进流换热管和若干回流换热管，所述进水管与进水腔相连通，所述出水管与出水腔相连通，若干所述进流换热管的一端和若干所述回流换热管的一端均与回流腔相连通，若干所述进流换热管的另一端均与进水腔相连通，若干所述回流换热管的另一端均与出水腔相连通。

一个制冷回路为一个能够独立运行的系统，即前管箱上固连有至少两个进水管和至少两个出水管，前管箱内设有至少两个进水腔和出水腔，筒体内设有至少两个制冷腔，每个制冷腔内均设有若干进流换热管和回流换热管，后管箱内设有至少两个回流腔，制冷剂有进液口进入筒体内并浸没制冷腔内的进流换热管与回流换热管，载冷剂由进水管进入进水腔，有进水腔均分进入与该进水腔相连通的进流换热管，载冷剂流过进流换热管并进入回流腔内，通过回流腔进入与该回流腔连通的回流换热管，再流过回流换热管进入回流腔，最终由回流腔通过出水管排出，载冷剂在进流换热管及回流换热管内流动时能够与制冷腔内的制冷剂进行热交换获得冷量，使得载冷剂降温，而制冷腔内的制冷剂获得热量汽化，出汽口连接有压缩机，筒体内汽化的制冷剂汽体由压缩机抽走，实现整个连续的制冷过程，由于各制冷回路独立，每个制冷回路均具有独立的进水口，因此当载冷剂的量较少时，载冷剂只需要从部分进水口进入，使得该制冷回路能够满载运行，相对应的，没有载冷剂通过的制冷腔则无需填充制冷剂，降低使用成本，使用更加灵活。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述前管箱内固连有横隔板和前纵隔板，所述横隔板水平设置，所述前纵隔板竖直设置，且前纵隔板板面与筒体轴心线平行，上述进水腔和出水腔通过横隔板和前纵隔板分隔形成，所述出水腔位于进水腔的上方。横隔板用于分隔出进水腔和出水腔，前纵隔板的上端用于分隔出不同制冷回路的出水腔，下端用于分隔出不同制冷回路的进水腔，即制冷回路为两组时，前纵隔板为一块，两进水腔和两出水腔位于前纵隔板的两侧，制冷回路为三组或者更多时，前纵隔板为两块或者更多，进水腔和出水腔位于前纵隔板与筒体内壁之间以及相邻两前纵隔板之间，由单个进水管进入的载冷剂只进入与该进水腔连通的进流换热管，同时分隔出多个进水腔后，与单个进水腔连通的进流换热管数量相应的减少，使得进水腔内的载冷剂能够更加均匀的进入各进流换热管，使得载冷剂在制冷腔内的热交换均匀，提高制冷效率和制冷效果。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述筒体内固连有壳程隔板，所述壳程隔板呈长条状，且壳程隔板的长度方向与筒体的长度方向一致，壳程隔板的板面竖直设置，上述制冷腔通过壳程隔板分隔形成。即制冷回路为两组时，壳程隔板为一块，两制冷腔位于该壳程隔板的两侧，制冷回路为三组或者更多时，壳程隔板为两块或者更多，制冷腔位于壳程隔板与筒体内壁之间以及相邻两壳程隔板之间。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述壳程隔板的下边沿与筒体内侧壁密封连接，壳程隔板的两端边沿分别与前管箱及后管箱的外端面密封连接，所述壳程隔板的上边沿与筒体内侧壁之间具有空隙。相邻的两个制冷腔内的制冷剂不会出现窜流，使得各制冷腔独立运行，而壳程隔板的上边沿与筒体内侧壁之间具有空隙，即汽化的制冷剂汽体能够在壳体上部汇集并统一由一个出汽口被抽出。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述壳程隔板上固连有若干支撑板，所述支撑板沿筒体长度方向等距排列，且支撑板板面与筒体长度方向相垂直，所述支撑板上开设有若干连接孔，上述进流换热管与回流换热管均穿过连接孔固连在支撑板上，所述回流换热管高于进流换热管，所述壳程隔板的上边沿高于回流换热管。支撑板用于支撑进流换热管及回流换热管，同时支撑板的形状与制冷腔横截面的形状相适应，即支撑板的边沿分别抵靠在筒体内侧壁或者壳程隔板槽壁上，由于制冷剂在获得热量而沸腾，而支撑板能够将制冷腔沿长度方向分隔成多个区间，将制冷剂沸腾时的波动阻断，起到对制冷剂稳流的作用，同时结合壳程隔板的上边沿高于回流换热管及进流换热管，制冷剂只需要浸没回流换热管及进流换热管即可，其液面低于壳程隔板的上边沿，避免制冷剂沸腾而越过壳程隔板的上边沿。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述支撑板的下部开设有过流缺口，所述过流缺口的数量与制冷腔的数量一致，且过流缺口与制冷腔一一对应。制冷剂由筒体的一端进入，支撑板在每个制冷腔内均开设一个过流缺口，用于同一个制冷腔内的制冷剂流通，而由于回流换热管位于进流换热管的上方，载冷剂先通过进流换热管，因此回流换热管内的载冷剂温度低于进流换热管内的载冷剂温度，因此会导致制冷腔上部的制冷剂与下部的制冷剂温度不同，将过流缺口统一设置在支撑板底部，能够在制冷剂流通时均需要汇集并经过过流缺口，使得整体制冷腔内的制冷剂温度均匀。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述后管箱内固连有后纵隔板，所述后纵隔板竖直设置，且后纵隔板板面与筒体轴心线平行，上述回流腔通过后纵隔板分隔形成。回流腔用于连通进流换热管和回流换热管，使得进流换热管和回流换热管能够平行设置并共同使用同一个制冷腔内的制冷剂，结构也更加紧凑。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述前纵隔板、壳程隔板及后纵隔板对齐设置。即制冷回路为两组时，前纵隔板、壳程隔板及后纵隔板均在同一个竖直平面内，而制冷回路为三组或者更多时，同一组对应的前纵隔板、壳程隔板及后纵隔板均在同一个竖直平面内，使得进水腔、制冷腔以及回流腔的容积之间具有一个固定的比例，在该比例下，制冷剂的量与载冷剂的量具有一个合理的匹配，使得效率较高。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述进液口的数量与制冷腔数量一致，所述进液口位于制冷腔的上方，且进液口与制冷腔一一对应，所述出汽口位于筒体上方，且出汽口位于筒体长度方向的中部。进液口位于筒体的一端，用于制冷剂的进入，制冷剂通过进液口进入后直接进入其相对应的制冷腔内，使得制冷剂能够分开独立进入各个制冷腔，减低使用成本，而出汽口位于中部，用于汽化的制冷剂汽体统一排出。

在上述的多系统满液式蒸发器中，所述筒体的两端均具有管板，所述进流换热管与回流换热管的一端与筒体前端的管板焊接固连，另一端与筒体后端的管板焊接固连。进流换热管与回流换热管的两端分别直接与前管箱及后管箱连通，简化筒体内部结构，且具有较好的连接强度和密封性。

与现有技术相比，本多系统满液式蒸发器具有以下优点：

1、由于各制冷回路独立，每个制冷回路均具有独立的进水口，因此当载冷剂的量较少时，载冷剂只需要从部分进水口进入，使得该制冷回路能够满载运行，相对应的，没有载冷剂通过的制冷腔则无需填充制冷剂，降低使用成本，使用更加灵活。

2、由于分隔出多个进水腔后，与单个进水腔连通的进流换热管数量相应的减少，使得进水腔内的载冷剂能够更加均匀的进入各进流换热管，使得载冷剂在制冷腔内的热交换均匀，提高制冷效率和制冷效果。

3、由于制冷剂在获得热量而沸腾，而支撑板能够将制冷腔沿长度方向分隔成多个区间，将制冷剂沸腾时的波动阻断，起到对制冷剂稳流的作用，同时结合壳程隔板的上边沿高于回流换热管及进流换热管，制冷剂液面低于壳程隔板的上边沿，避免制冷剂沸腾而越过壳程隔板的上边沿。

4、由于前纵隔板、壳程隔板及后纵隔板对齐设置，使得进水腔、制冷腔以及回流腔的容积之间具有一个固定的比例，在该比例下，制冷剂的量与载冷剂的量具有一个合理的匹配，使得效率较高。

附图说明

图1是双系统满液式蒸发器的结构侧视图。

图2是双系统满液式蒸发器的结构正视图。

图3是双系统满液式蒸发器的前管箱的结构剖视图。

图4是双系统满液式蒸发器的筒体的结构剖视图。

图5是双系统满液式蒸发器的后管箱的结构剖视图。

图6是三系统满液式蒸发器的结构正视图。

图7是三系统满液式蒸发器的前管箱的结构剖视图。

图8是三系统满液式蒸发器的筒体的结构剖视图。

图9是三系统满液式蒸发器的后管箱的结构剖视图。

图中，1、筒体；11、出汽口；12、进液口；13、制冷腔；14、壳程隔板；15、支撑板；151、过流缺口；16、管板；2、前管箱；21、进水管；22、出水管；23、进水腔；24、出水腔；25、横隔板；26、前纵隔板；3、后管箱；31、回流腔；32、后纵隔板；4、进流换热管；5、回流换热管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、图2、图3所示，一种多系统满液式蒸发器，包括筒体1、前管箱2和后管箱3，前管箱2和后管箱3分别固连在筒体1的两端，筒体1上开设有出汽口11和两个进液口12，本多系统满液式蒸发器还包括两组制冷回路，每组制冷回路均包括进水管21、位于前管箱2内的进水腔23和出水腔24、位于筒体1内的制冷腔13、位于后管箱3内回流腔31，所述制冷腔13内固连有若干进流换热管4和若干回流换热管5，进水管21与进水腔23相连通，出水管22与出水腔24相连通，若干进流换热管4的一端和若干回流换热管5的一端均与回流腔31相连通，若干进流换热管4的另一端均与进水腔23相连通，若干回流换热管5的另一端均与出水腔24相连通。一个制冷回路为一个能够独立运行的系统，即前管箱2上固连有两个进水管21和两个出水管22，前管箱2内设有两个进水腔23和出水腔24，筒体1内设有两个制冷腔13，每个制冷腔13内均设有若干进流换热管4和回流换热管5，后管箱3内设有两个回流腔31，制冷剂有进液口12进入筒体1内并浸没制冷腔13内的进流换热管4与回流换热管5，载冷剂由进水管21进入进水腔23，有进水腔23均分进入与该进水腔23相连通的进流换热管4，载冷剂流过进流换热管4并进入回流腔31内，通过回流腔31进入与该回流腔31连通的回流换热管5，再流过回流换热管5进入回流腔31，最终由回流腔31通过出水管22排出，载冷剂在进流换热管4及回流换热管5内流动时能够与制冷腔13内的制冷剂进行热交换获得冷量，使得载冷剂降温，而制冷腔13内的制冷剂获得热量汽化，出汽口11连接有压缩机，筒体1内汽化的制冷剂汽体由压缩机抽走，实现整个连续的制冷过程，由于各制冷回路独立，每个制冷回路均具有独立的进水口，因此当载冷剂的量较少时，载冷剂只需要从部分进水口进入，使得该制冷回路能够满载运行，相对应的，没有载冷剂通过的制冷腔13则无需填充制冷剂，降低使用成本，使用更加灵活。

具体来说，结合图4、图5所示，前管箱2内固连有横隔板25和前纵隔板26，横隔板25水平设置，横隔板25用于分隔出进水腔23和出水腔24，出水腔24位于进水腔23的上方，前纵隔板26竖直设置，并沿筒体1径向设置，前纵隔板26的上端用于分隔出不同制冷回路的出水腔24，下端用于分隔出不同制冷回路的进水腔23，即前纵隔板26为一块，两进水腔23和两出水腔24位于前纵隔板26的两侧，由单个进水管21进入的载冷剂只进入与该进水腔23连通的进流换热管4，同时分隔出两个进水腔23后，与单个进水腔23连通的进流换热管4数量相应的减少，使得进水腔23内的载冷剂能够更加均匀的进入各进流换热管4，使得载冷剂在制冷腔13内的热交换均匀，提高制冷效率和制冷效果。筒体1内固连有壳程隔板14，壳程隔板14呈长条状，且壳程隔板14的长度方向与筒体1的长度方向一致，壳程隔板14的板面竖直设置，制冷腔13通过壳程隔板14分隔形成，壳程隔板14为一块，两制冷腔13位于该壳程隔板14的两侧，壳程隔板14的下边沿与筒体1内侧壁密封连接，壳程隔板14的两端边沿分别与前管箱2及后管箱3的外端面密封连接，相邻的两个制冷腔13内的制冷剂不会出现窜流，使得各制冷腔13独立运行，壳程隔板14的上边沿与筒体1内侧壁之间具有空隙，即汽化的制冷剂汽体能够在壳体上部汇集并统一由一个出汽口11被抽出。后管箱3内固连有后纵隔板32，后纵隔板32竖直设置，且后纵隔板32板面与筒体1径向一致，回流腔31通过后纵隔板32分隔形成，回流腔31用于连通进流换热管4和回流换热管5，使得进流换热管4和回流换热管5能够平行设置并共同使用同一个制冷腔13内的制冷剂，结构也更加紧凑。前纵隔板26、壳程隔板14及后纵隔板32对齐设置，即前纵隔板26、壳程隔板14及后纵隔板32均在同一个竖直平面内，使得进水腔23、制冷腔13以及回流腔31的容积之间具有一个固定的比例，在该比例下，制冷剂的量与载冷剂的量具有一个合理的匹配，使得效率较高。

壳程隔板14上固连有若干支撑板15，支撑板15沿筒体1长度方向等距排列，且支撑板15板面与筒体1长度方向相垂直，支撑板15上开设有若干连接孔，进流换热管4与回流换热管5均穿过连接孔固连在支撑板15上，回流换热管5高于进流换热管4，壳程隔板14的上边沿高于回流换热管5，支撑板15用于支撑进流换热管4及回流换热管5，同时支撑板15的形状与制冷腔13横截面的形状相适应，即支撑板15的边沿分别抵靠在筒体1内侧壁或者壳程隔板14槽壁上，由于制冷剂在获得热量而沸腾，而支撑板15能够将制冷腔13沿长度方向分隔成多个区间，将制冷剂沸腾时的波动阻断，起到对制冷剂稳流的作用，同时结合壳程隔板14的上边沿高于回流换热管5及进流换热管4，制冷剂只需要浸没回流换热管5及进流换热管4即可，其液面低于壳程隔板14的上边沿，避免制冷剂沸腾而越过壳程隔板14的上边沿。支撑板15的下部开设有过流缺口151，过流缺口151的数量与制冷腔13的数量一致，且过流缺口151与制冷腔13一一对应，制冷剂由筒体1的一端进入，支撑板15在每个制冷腔13内均开设一个过流缺口151，用于同一个制冷腔13内的制冷剂流通，而由于回流换热管5位于进流换热管4的上方，载冷剂先通过进流换热管4，因此回流换热管5内的载冷剂温度低于进流换热管4内的载冷剂温度，因此会导致制冷腔13上部的制冷剂与下部的制冷剂温度不同，将过流缺口151统一设置在支撑板15底部，能够在制冷剂流通时均需要汇集并经过过流缺口151，使得整体制冷腔13内的制冷剂温度均匀。进液口12位于制冷腔13的上方，且进液口12与制冷腔13一一对应，出汽口11位于筒体1上方，进液口12位于筒体1的一端，用于制冷剂的进入，制冷剂通过进液口12进入后直接进入其相对应的制冷腔13内，使得制冷剂能够分开独立进入各个制冷腔13，减低使用成本，出汽口11位于筒体1长度方向的中部，用于汽化的制冷剂汽体统一排出。筒体1的两端均具有管板16，所述进流换热管4与回流换热管5的一端与筒体1前端的管板16焊接固连，另一端与筒体1后端的管板16焊接固连。进流换热管4与回流换热管5的两端分别直接与前管箱2及后管箱3连通，简化筒体1内部结构，且具有较好的连接强度和密封性。

实施例二：

该多系统满液式蒸发器的结构与实施例一基本相同，不同点在于如图6、图7、图8、图9所示，制冷回路为三组，前纵隔板26为两块，进水腔23和出水腔24位于前纵隔板26与筒体1内壁之间以及相邻两前纵隔板26之间，壳程隔板14为两块，制冷腔13位于壳程隔板14与筒体1内壁之间以及相邻两壳程隔板14之间，进液口12有三个，且三个进液口12与三个制冷腔13一一对应。后纵隔板32为两块，回流腔31位于后纵隔板32与筒体1内壁之间以及相邻两后纵隔板32之间，同一组对应的前纵隔板26、壳程隔板14及后纵隔板32均在同一个竖直平面内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了筒体1、出汽口11、进液口12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种多系统满液式蒸发器，包括筒体(1)、前管箱(2)和后管箱(3)，所述前管箱(2)和后管箱(3)分别固连在筒体(1)的两端，所述筒体(1)上开设有出汽口(11)和至少两个进液口(12)，其特征在于，本多系统满液式蒸发器还包括至少两组制冷回路，每组制冷回路均包括进水管(21)、位于前管箱(2)内的进水腔(23)和出水腔(24)、位于筒体(1)内的制冷腔(13)、位于后管箱(3)内回流腔(31)，所述制冷腔(13)内固连有若干进流换热管(4)和若干回流换热管(5)，所述进水管(21)与进水腔(23)相连通，出水管(22)与出水腔(24)相连通，若干所述进流换热管(4)的一端和若干所述回流换热管(5)的一端均与回流腔(31)相连通，若干所述进流换热管(4)的另一端均与进水腔(23)相连通，若干所述回流换热管(5)的另一端均与出水腔(24)相连通；所述筒体(1)内固连有壳程隔板(14)，上述制冷腔(13)通过壳程隔板(14)分隔形成，所述壳程隔板(14)的上边沿与筒体(1)内侧壁之间具有空隙。

2.根据权利要求1所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述前管箱(2)内固连有横隔板(25)和前纵隔板(26)，所述横隔板(25)水平设置，所述前纵隔板(26)竖直设置，且前纵隔板(26)板面与筒体(1)轴心线平行，上述进水腔(23)和出水腔(24)通过横隔板(25)和前纵隔板(26)分隔形成，所述出水腔(24)位于进水腔(23)的上方。

3.根据权利要求2所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述壳程隔板(14)呈长条状，且壳程隔板(14)的长度方向与筒体(1)的长度方向一致，壳程隔板(14)的板面竖直设置。

4.根据权利要求3所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述壳程隔板(14)的下边沿与筒体(1)内侧壁密封连接，壳程隔板(14)的两端边沿分别与前管箱(2)及后管箱(3)的外端面密封连接。

5.根据权利要求4所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述壳程隔板(14)上固连有若干支撑板(15)，所述支撑板(15)沿筒体(1)长度方向等距排列，且支撑板(15)板面与筒体(1)长度方向相垂直，所述支撑板(15)上开设有若干连接孔，上述进流换热管(4)与回流换热管(5)均穿过连接孔固连在支撑板(15)上，所述回流换热管(5)高于进流换热管(4)，所述壳程隔板(14)的上边沿高于回流换热管(5)。

6.根据权利要求5所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述支撑板(15)的下部开设有过流缺口(151)，所述过流缺口(151)的数量与制冷腔(13)的数量一致，且过流缺口(151)与制冷腔(13)一一对应。

7.根据权利要求4或5或6所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述后管箱(3)内固连有后纵隔板(32)，所述后纵隔板(32)竖直设置，且后纵隔板(32)板面与筒体(1)轴心线平行，上述回流腔(31)通过后纵隔板(32)分隔形成。

8.根据权利要求7所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述前纵隔板(26)、壳程隔板(14)及后纵隔板(32)对齐设置。

9.根据权利要求4或5或6所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述进液口(12)的数量与制冷腔(13)数量一致，所述进液口(12)位于制冷腔(13)的上方，且进液口(12)与制冷腔(13)一一对应，所述出汽口(11)位于筒体(1)上方，且出汽口(11)位于筒体(1)长度方向的中部。

10.根据权利要求4或5或6所述的多系统满液式蒸发器，其特征在于，所述筒体(1)的两端均具有管板(16)，所述进流换热管(4)与回流换热管(5)的一端与筒体(1)前端的管板(16)焊接固连，另一端与筒体(1)后端的管板(16)焊接固连。