CN105402953B - 壳管式换热器及具有其的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壳管式换热器及具有其的制冷系统，所述壳管式换热器包括机壳、换热管和经济器，机壳内限定出换热腔，机壳上设有机壳进口和机壳出口，换热管设在换热腔内，换热管具有换热管进口和换热管出口，其中换热管进口和换热管出口分别穿过机壳设置，经济器设在换热腔内，经济器包括外壳，外壳上设有经济器进口、气体出口和液体出口，其中机壳上设有分别与经济器的经济器进口、气体出口和液体出口对应的进口接口、气体出口接口和液体出口接口。根据本发明的壳管式换热器，通过将经济器内置于壳管式换热器的换热腔内，可以减小整机的尺寸，同时可以增强换热，降低冷凝温度，提高机组能效，另外可以减少经济器的泄漏点，减少后期维修的时间。

Description

壳管式换热器及具有其的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其是涉及一种壳管式换热器及具有其的制冷系统。

背景技术

相关技术中，经济器均单独安装于制冷机组上，这种安装方式容易造成机组尺寸较大，管路复杂，且经济器的漏点增多，因此需要改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种壳管式换热器，所述壳管式换热器具有结构简单，可靠性高的优点。

本发明还提出一种制冷系统，所述制冷系统包括如上所述的壳管式换热器。

根据本发明第一方面实施例的壳管式换热器，包括：机壳，所述机壳内限定出换热腔，所述机壳上设有机壳进口和机壳出口；换热管，所述换热管设在所述换热腔内，所述换热管具有换热管进口和换热管出口，其中所述换热管进口和所述换热管出口分别穿过所述机壳设置；经济器，所述经济器设在所述换热腔内，所述经济器包括外壳，所述外壳上设有经济器进口、气体出口和液体出口，其中所述机壳上设有分别与所述经济器的经济器进口、气体出口和液体出口对应的进口接口、气体出口接口和液体出口接口。

根据本发明实施例的壳管式换热器，通过将经济器内置于壳管式换热器的换热腔内，可以减小经济器的占地面积，减小整机的尺寸，达到节约空间的目的，同时还可以增强换热，降低冷凝温度，提高机组能效，另外还可以减少经济器的泄漏点，从而减少整个机组的泄漏点，减少后期维修的时间。

根据本发明的一些实施例，所述经济器进口与所述进口接口之间通过第一管路相连，所述气体出口和所述气体出口接口之间通过第二管路相连，所述液体出口与所述液体出口接口之间通过第三管路相连。

进一步地，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路均穿出所述机壳设置。

更进一步地，所述第一管路与所述机壳之间设有第一密封件以密封所述第一管路与所述机壳之间的间隙；所述第二管路与所述机壳之间设有第二密封件以密封所述第二管路与所述机壳之间的间隙；所述第三管路与所述机壳之间设有第三密封件以密封所述第三管路与所述机壳之间的间隙。

可选地，所述第一管路与所述机壳之间焊接连接，所述第二管路与所述机壳之间焊接连接，所述第三管路与所述机壳之间焊接连接。

根据本发明的一些实施例，所述经济器的经济器进口设在所述外壳底部，所述液体出口设在所述外壳底部，所述气体出口设在所述外壳顶部。

在本发明的一些实施例中，所述机壳的横截面为圆形，所述经济器的外壳的横截面为圆形，且所述外壳的横截面中心与所述机壳的横截面中心不重合且所述外壳的横截面中心位于所述机壳的横截面中心的斜上方。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统，包括：多级压缩机；冷凝器，所述冷凝器为根据权利要求1-7中任一项所述的壳管式换热器，所述多级压缩机的排气口与所述换热管进口相连，所述经济器的气体出口与所述多级压缩机相连；节流装置，所述节流装置的进口与所述换热管出口相连，所述节流装置的出口与所述经济器进口相连；蒸发器，所述蒸发器的进口与所述经济器的液体出口相连，所述蒸发器的出口与所述多级压缩机的进气口相连。

根据本发明的制冷系统，通过设置制冷系统的冷凝器为上述第一方面实施例的壳管式换热器，可以减小整个制冷系统的尺寸，达到节约空间的目的，同时还可以增强冷凝器的换热，降低冷凝温度，提高系统的能效，另外还可以减少系统的泄漏点，减少后期维修的时间。

根据本发明的一些实施例，所述多级压缩机包括一级压缩机构和位于所述一级压缩机构下游的次级压缩机构，所述经济器的气体出口与所述次级压缩机构相连。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的壳管式换热器的主视图；

图2是图1中所示的壳管式换热器的侧向剖视图；

图3是图1中所示的壳管式换热器的俯视图。

附图标记：

壳管式换热器100，

机壳1，换热腔11，机壳进口12，机壳出口13，进口接口14，气体出口接口15，液体出口接口16，

经济器2，外壳21，经济器进口22，气体出口23，液体出口24，第一管路25，第二管路26，第三管路27。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明第一方面实施例的壳管式换热器100。

如图1-图3所示，根据本发明第一方面实施例的壳管式换热器100包括：机壳1、换热管(图未示出)和经济器2。

具体地，机壳1内限定出换热腔11，机壳1上设有机壳进口12和机壳出口13，由此换热介质可以经过机壳进口12进入到换热腔11内进行换热，并在换热完成后通过机壳出口13排出。换热管设在换热腔11内，换热管具有换热管进口和换热管出口，其中换热管进口和换热管出口分别穿过机壳1设置，由此冷媒可以经过换热管进口进入换热腔11内的换热管内进行换热，并在换热完成后通过换热管出口排出。

经济器2设在换热腔11内，经济器2包括外壳21，外壳21上设有经济器进口22、气体出口23和液体出口24，其中机壳1上设有分别与经济器2的经济器进口22、气体出口23和液体出口24对应的进口接口14、气体出口接口15和液体出口接口16。由此可以避免将经济器2单独设置于机组上，从而可以减小机组的整体尺寸，且可以优化管路，进而节约了空间，更灵活的适配于各种有尺寸限制的机房，同时由于经济器2表面温度相对壳管式换热器100内的换热管中的冷媒温度较低，从而经济器2可以与换热腔11内的换热介质进行换热，可以有效的增强换热，降低冷凝温度，极高机组的能效，另外，经济器2内置于壳管式换热器100内还可以降低经济器2的泄漏点，从而降低整个机组的泄漏点，减少后期维修的时间。

根据本发明实施例的壳管式换热器100，通过将经济器2内置于壳管式换热器100的换热腔11内，可以减小经济器2的占地面积，减小整机的尺寸，达到节约空间的目的，同时还可以增强换热，降低冷凝温度，提高机组能效，另外还可以减少经济器2的泄漏点，从而减少整个机组的泄漏点，减少后期维修的时间。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，经济器进口22与进口接口14之间通过第一管路25相连，气体出口23和气体出口接口15之间通过第二管路26相连，液体出口24与液体出口接口16之间通过第三管路27相连。由此冷媒可以依次经过进口接口14、第一管路25和经济器进口22进入经济器2内进行气液分离，经过经济器2进行气液分离后的气态冷媒依次经过气体出口23、第二管路26和气体出口接口15流出，经过经济器2进行气液分离后的液态冷媒依次经过液体出口24、第三管路27和液体出口接口16流出。

可选地，如图1和图2所示，第一管路25、第二管路26和第三管路27均穿出机壳1设置。由此便于第一管路25、第二管路26和第三管路27的远离经济器2的一端在壳管式换热器100的外部与其它管路的连接，且便于操作，可以节省装配的时间。

优选地，第一管路25与机壳1之间设有第一密封件以密封第一管路25与机壳1之间的间隙，第二管路26与机壳1之间设有第二密封件以密封第二管路26与机壳1之间的间隙，第三管路27与机壳1之间设有第三密封件以密封第三管路27与机壳1之间的间隙。由此可以减少换热腔11与外界的连通，减少壳管式换热器100的泄漏，从而增强壳管式换热器100的换热，提高机组的能效。

在本发明的另一些实施例中，第一管路25与机壳1之间焊接连接，第二管路26与机壳1之间焊接连接，第三管路27与机壳1之间焊接连接。由此可以简化装配工序，节约装配时间，提高装配效率。

在本发明的一些优选实施例中，经济器2的经济器进口22设在外壳21底部，液体出口24设在外壳21底部，气体出口23设在外壳21顶部。由于液体在经济器2的外壳21内由于自身重力会位于外壳21的底部，而气体在液体的作用下向外壳21的顶部流动，因此将经济器进口22和液体出口24设在外壳21的底部，气体出口23设在外壳21的顶部，便于经济器2进行气液分离，且可以提高经济器2气液分离的效果。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，机壳1的横截面为圆形，经济器2的外壳21的横截面为圆形，且外壳21的横截面中心与机壳1的横截面中心不重合且外壳21的横截面中心位于机壳1的横截面中心的斜上方。由此可以使得壳管式换热器100机壳1内部的结构更加紧凑、合理。

下面参考图1-图3描述根据本发明一个具体实施例的壳管式换热器100。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的壳管式换热器100包括机壳1、换热管(图未示出)和经济器2。机壳1内限定出换热腔11用以进行换热，机壳1上还设置有机壳进口12和机壳出口13用以将换热介质流入和流出换热腔11。换热管设在换热腔11内，换热管具有换热管进口和换热管出口，且换热管进口和换热管出口分别穿过机壳1设置，由此便于换热管与机壳1外部的管路连接以将冷媒从换热管的进口流入换热管内进行换热，并从换热管出口流出。

经济器2设在换热腔11内，经济器2包括外壳21且外壳21上设有经济器进口22、气体出口23和液体出口24，机壳1上设有分别与经济器进口22、气体出口23和液体出口24对应连接的进口接口14，气体出口接口15和液体出口接口16。其中经济器进口22和进口接口14之间通过第一管路25连接，且第一管路25伸出机壳1设置以便于与机壳1外部管路进行连接，气体出口23和气体出口接口15之间通过第二管路26连接，且第二管路26伸出机壳1外部设置以便于与机壳1外部管路连接，液体出口24与液体出口接口16之间通过第三管路27连接，且第三管路27伸出机壳1设置以便于与机壳1外部管路连接。另外，第一管路25、第二管路26和第三管路27均与机壳1之间焊接连接以减少机壳1的泄漏点，从而提高壳管式换热器100的换热，提高机组的能效。

机壳1的横截面为圆形，即机壳1形成为圆筒状，经济器2的外壳21的横截面也为圆形，即经济器2也形成为圆筒状，且外壳21的横截面中心与机壳1的横截面中心不重合且外壳21的横截面中心位于机壳1的横截面中心的斜上方。由此可以使得机壳1内部的结构更加紧凑，且保证机壳1内部的换热。经济器2的经济器进口22设在外壳21底部，液体出口24设在外壳21底部，气体出口23设在外壳21顶部。由此便于经济器2进行气液分离，且可以提高气液分离的效果。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统，包括多级压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。

具体地，冷凝器为根据本发明上述第一方面实施例的壳管式换热器100，多级压缩机的排气口与换热管进口相连，经济器2的气体出口23与多级压缩机相连，节流装置的进口与换热管出口相连，节流装置的出口与经济器进口22相连，蒸发器的进口与经济器2的液体出口24相连，蒸发器的出口与多级压缩机的进气口相连。由此，多级压缩机排出的高温高压的冷媒先进入冷凝器内的换热管内进行换热，在冷凝器内完成换热的冷媒再流入节流装置内进行节流降压，经过节流装置节流降压后的冷媒再依次经过进口接口14、第一管路25和经济器进口22进入冷凝器内的经济器2中进行气液分离，气液分离后的液体冷媒依次经过液体出口24、第三管路27和液体出口接口16流入蒸发器内进行换热，在蒸发器内换热完成的冷媒通过多级压缩机的进气口流回多级压缩机内，开始下一个循环，而气液分离后的气体冷媒依次经过气体出口23、第二管路26和气体出口接口15流回多级压缩机内开始下一个循环。

根据本发明实施例的制冷系统，通过设置制冷系统的冷凝器为上述第一方面实施例的壳管式换热器100，可以减小整个制冷系统的尺寸，达到节约空间的目的，同时还可以增强冷凝器的换热，降低冷凝温度，提高系统的能效，另外还可以减少系统的泄漏点，减少后期维修的时间。

在本发明的一些实施例中，多级压缩机包括一级压缩机构和位于一级压缩机构下游的次级压缩机构，经济器2的气体出口23与次级压缩机构相连。由此经济器2中的气体冷媒回到多级压缩机内可以起到级间补气的作用，从而提高系统的能效。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种壳管式换热器，其特征在于，包括：

机壳，所述机壳内限定出换热腔，所述机壳上设有机壳进口和机壳出口；

换热管，所述换热管设在所述换热腔内，所述换热管具有换热管进口和换热管出口，其中所述换热管进口和所述换热管出口分别穿过所述机壳设置；

经济器，所述经济器设在所述换热腔内，所述经济器包括外壳，所述外壳上设有经济器进口、气体出口和液体出口，其中所述机壳上设有分别与所述经济器的经济器进口、气体出口和液体出口对应的进口接口、气体出口接口和液体出口接口，所述经济器进口与所述进口接口之间通过第一管路相连，所述气体出口和所述气体出口接口之间通过第二管路相连，所述液体出口与所述液体出口接口之间通过第三管路相连，所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路均穿出所述机壳设置，所述第一管路与所述机壳之间设有第一密封件以密封所述第一管路与所述机壳之间的间隙，所述第二管路与所述机壳之间设有第二密封件以密封所述第二管路与所述机壳之间的间隙，所述第三管路与所述机壳之间设有第三密封件以密封所述第三管路与所述机壳之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述经济器的经济器进口设在所述外壳底部，所述液体出口设在所述外壳底部，所述气体出口设在所述外壳顶部。

3.根据权利要求1或2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述机壳的横截面为圆形，所述经济器的外壳的横截面为圆形，且所述外壳的横截面中心与所述机壳的横截面中心不重合且所述外壳的横截面中心位于所述机壳的横截面中心的斜上方。

4.一种制冷系统，其特征在于，包括：

多级压缩机；

冷凝器，所述冷凝器为根据权利要求1-3中任一项所述的壳管式换热器，所述多级压缩机的排气口与所述换热管进口相连，所述经济器的气体出口与所述多级压缩机相连；

节流装置，所述节流装置的进口与所述换热管出口相连，所述节流装置的出口与所述经济器进口相连；

蒸发器，所述蒸发器的进口与所述经济器的液体出口相连，所述蒸发器的出口与所述多级压缩机的进气口相连。

5.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，所述多级压缩机包括一级压缩机构和位于所述一级压缩机构下游的次级压缩机构，所述经济器的气体出口与所述次级压缩机构相连。