CN105823353A - 一种高效冷凝器 - Google Patents

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CN105823353A CN201610169720.XA CN201610169720A CN105823353A CN 105823353 A CN105823353 A CN 105823353A CN 201610169720 A CN201610169720 A CN 201610169720A CN 105823353 A CN105823353 A CN 105823353A
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赵敬德
翟静
冯寒立
高冬雪
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Donghua University
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Donghua University
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1615Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种高效冷凝器,包括换热管束和冷凝器壳体,所述冷凝器壳体上下两端分别设有制冷剂气体的入口和制冷剂液体的出口,所述冷凝器壳体纵向上安装有若干换热管束,其中还包括弧形挡液板,所述弧形挡液板安装在换热管束上方,所述弧形挡液板两端与冷凝器壳体两端的挡板连接,所述弧形挡液板与其对应的下部换热管束同心、且与换热管束之间留有间隙,所述弧形挡液板用于导流上部换热管束的冷凝液体,避免上部换热管束形成的冷凝液体包裹下部换热管,且避免制冷剂气体局部垂直冲刷。本发明的高效冷凝器与传统的冷凝器相比,优点在于有效的解决了下部换热管液膜包裹阻碍换热的问题,大大提高的冷凝器换热效果,提高制冷机组能效比。

Description

一种高效冷凝器
技术领域
本发明属空调制冷技术领域,特别是涉及一种高效冷凝器。
背景技术
随着社会对节能、环保要求的越来越高,如何提升空调、制冷设备的能效比则变得尤为重要。目前,在制冷、空调领域,大型中央空调和冷冻冷藏场所的制冷机组普遍采用水冷型管壳式冷凝器作为主要的换热设备,冷凝器的换热效率直接决定着制冷机组的能效比。现有制冷用壳管式冷凝器大多采用卧式结构,换热管多采用具有外肋三维齿型的高效换热管,以有色金属材质的换热管为主,如铜管,其单管冷凝换热性能很高,但对于由很多换热管组成的管束其综合换热性能较单根换热管要下降很多,主要是因为上部管束冷凝下来的制冷剂液体会滴落到下部的换热管上,形成较厚的液膜,从而影响制冷剂气体与换热管金属壁面的接触,增加了传热热阻,所以现有的冷凝器越来越多地采用管直径较大的换热管,以减少管数量和管排数,从而减少由于管排数较多造成的下部换热管换热效率低下的影响。
然而对于换热量较大的冷凝器,换热管数量巨大,仍然存在上述问题,只有通过增加更多的换热管以满足换热面积的要求,而巨量的换热管也必然带来成本的巨大增加。虽然也有技术试图通过改变换热管外的肋化齿形使液体制冷剂能够快速滴落从而减少冷凝液体包裹覆盖造成的影响,但如果管排数较多时,换热过程中该问题仍然不能得到很好的改善。如果提高了卧式冷凝器的传热效率,从而提高制冷系统的能效比,则可实现节约能源的目的;如果保持现有制冷系统性能不变的前提下能有效降低换热器成本,从而减少有色金属的使用量,则可减少资源的消耗,从而实现节约资源的目的。所以如何进一步提高卧式冷凝器的传热效率,现已成为一个技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效冷凝器,解决冷凝器中下部换热管表面附着的冷凝液体阻碍换热的问题,以及降低换热管金属消耗量问题,以提升其整体的换热效果并减少成本投资。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种高效冷凝器,包括换热管束和冷凝器壳体,所述冷凝器壳体上下两端分别设有制冷剂气体的入口和制冷剂液体的出口,所述冷凝器壳体纵向上安装有若干换热管束,其中还包括弧形挡液板,所述弧形挡液板安装在换热管束上方,所述弧形挡液板两端与冷凝器壳体两端的挡板连接,所述弧形挡液板与其对应的下部换热管束同心、且与换热管束(2)之间留有间隙,所述弧形挡液板用于导流上部换热管束的冷凝液体,避免上部换热管束形成的冷凝液体包裹下部换热管,且避免制冷剂气体局部垂直冲刷。
本发明的进一步技术方案是,所述弧形挡液板水平接触焊接于冷凝器壳体两端的挡板上。
本发明的又进一步技术方案是,所述弧形挡液板安装在若干换热管束的间隙之间。
本发明的再进一步技术方案是,所述弧形挡液板与其对应的下部换热管束的径向间距控制在4~6mm,使每根换热管上半部分充分换热。
本发明的再进一步技术方案是,所述弧形挡液板的圆心角设置为105°。
本发明的再进一步技术方案是,所述弧形挡液板为具有耐腐蚀性、且能够满足硬度要求的材质。
本发明的再进一步技术方案是,所述弧形挡液板材质为金属铜、钢、高密度聚乙烯材质中的一种。
本发明的更进一步技术方案是,所述换热管束顶部前两排和上半部分沿壳体边缘的换热管束不设置弧形挡液板。
有益效果
1)本发明的高效冷凝器与传统的冷凝器相比,最大的优点在于有效的解决了下部换热管液膜包裹阻碍换热的问题,大大提高的冷凝器换热效果,提高制冷机组能效比。
2)弧形挡液板的设置,在降低换热管运行中的金属损耗量方面也起到了很好的作用。
3)一定程度上,避免了制冷剂气体只进行局部垂直冲刷,气体在壳体内部分布不均的问题,可以在弧形挡液板与对应的下部换热管之间形成回流区,使气体更好的掺混,增强其换热效果。
4)弧形挡液板空间位置与长度的合理控制,并不会对下部的换热管的冷凝换热带来影响。
附图说明
图1表示新型冷凝器筒体横断面示意图。
图2表示本发明所述冷凝器的纵剖面图。
图3表示本发明冷凝器局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示,为根据本发明一个实施例的高效冷凝器筒体横断面示意图,该降膜冷凝器包括壳体4、换热管束2、弧形挡液板3以及均气板6。其中,壳体4的上部设置有用于接收制冷剂气体的入口1。注意,这里所说的“上部”不仅包括壳体4的顶部,还包括壳体4的顶部以下偏上的位置。即:在图2中示出的实施例中,入口设置在壳体的顶部。也可以设置在冷凝器的顶部以下偏上的位置。壳体4的下部设置有用于排出制冷剂液体的出口5。类似地,这里所说的“下部”不仅包括壳体4的底部,还包括壳体4的底部以上偏下的位置。例如:在图2中示出的实施例中,出口设置在壳体的底部。也可将出口5可以设置在冷凝器的底部以上偏下的位置。具体可依据实际而定。本设计旨在强化换热,故换热管束采用三角交叉排布。
如图2所示,在壳体4内部,弧形挡液板3水平接触焊接于筒体两端挡板,应当注意焊接牢固,避免制冷剂长期作用于弧形挡液板3,致使其发上变形,使弧形挡液板3与换热管束2间隙变小,影响使用。弧形挡液板3具有若干层,每一层均位于相应层的换热管束的上方,换热管束与弧形挡液板之间留有一定空间,以保证换热管束的充分换热。弧形挡液板两端与管板用接触焊接在一起,具体的是,挡液板在长度方向上靠近管板的两侧进行焊接,以固定挡液板。设置的挡液板是弧形,合理控制弧长可使其恰能遮挡下部换热管,既能达到挡液作用,又避免过长带来的材料浪费和增加阻力。托盘的材料要根据具体的制冷剂来选择,例如,对于氨壳管式冷凝器,则可以选择钢作为材料;对于氟利昂,则挡液板材料选用铜。
下面结合附图1与图2,来详细描述该新型冷凝器中制冷剂的具体流动过程:经过压缩机的制冷剂气体首先经过输送管道由气态制冷剂入口1进入壳体4,由均气板6使气态制冷剂均匀分配到换热管束各部分。制冷剂与顶部两排换热管进行换热,冷凝出制冷剂液体,沿换热管周壁顺流滴落至第三、第四排顶部设置的弧形挡液板3顶部,经挡液板分流、导流后,连同三四排换热换换热形成的液态制冷剂一起滴落到五六排换热管顶部的弧形挡液板顶部,如此重复顺流低落。最终,所有的液态制冷剂全部汇聚到壳体4底部,经由筒体下部连接的液态制冷剂出口排除,流至节流机构管路,从而流回节流机构。该过程中有效避免传统冷凝器换热过程中的冷凝液体下落阻碍中下部换热管换热问题,提高了换热效率。

Claims (8)

1.一种高效冷凝器,包括换热管束(2)和冷凝器壳体(4),所述冷凝器壳体(4)上下两端分别设有制冷剂气体的入口(1)和制冷剂液体的出口(5),所述冷凝器壳体(4)纵向上安装有若干换热管束(2),其特征在于:还包括弧形挡液板(3),所述弧形挡液板(3)安装在换热管束(2)上方,所述弧形挡液板(3)两端与冷凝器壳体(4)两端的挡板连接,所述弧形挡液板(3)与其对应的下部换热管束(2)同心、且与换热管束(2)之间留有间隙,所述弧形挡液板(3)用于导流上部换热管束的冷凝液体,避免上部换热管束形成的冷凝液体包裹下部换热管,且避免制冷剂气体局部垂直冲刷。
2.根据权利要求1所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述弧形挡液板(3)水平接触焊接于冷凝器壳体(4)两端的挡板上。
3.根据权利要求1所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述弧形挡液板(3)安装在若干换热管束(2)的间隙之间。
4.根据权利要求1所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述弧形挡液板(3)与其对应的下部换热管束(2)的径向间距控制在4~6mm,使每根换热管上半部分充分换热。
5.根据权利要求1所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述弧形挡液板(3)的圆心角设置为105°。
6.根据权利要求1所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述弧形挡液板(3)为具有耐腐蚀性、且能够满足硬度要求的材质。
7.根据权利要求8所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述弧形挡液板(3)材质为金属铜、钢、高密度聚乙烯材质中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种高效冷凝器,其特征在于:所述换热管束(2)顶部前两排和上半部分沿壳体边缘的换热管束(2)不设置弧形挡液板(3)。
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