CN106403390A - 一种高效的双机头壳管式蒸发器 - Google Patents

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李璐峰
王忠良
梁路军
文先太
黄亮
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators

Abstract

本发明涉及一种高效的双机头壳管式蒸发器，包括壳体，所述壳体为两端开敞的桶形，两端和中部分别设有与其封闭连接的管板，将其分隔成系统A仓、系统B仓和中间仓；所述壳体两端外部分别设有与管板密封连接的第一封头和第二封头；所述两个封头和中间仓内分别设有若干个供水流换向的水室；所述系统A仓和系统B仓内分别设有若干组换热管束；所述每组换热管束的两端分别焊装在管板上，并与管板相邻的水室相连通。本发明设计合理，结构简单，通过对管内水侧换热采用串联方式，充分利用冷冻水进出口水温温差，提高系统的制冷剂侧蒸发温度，进而提高机组性能系数和制冷量。在大温差工况下，更能有效提供系统能效，实现节能降耗。

Description

一种高效的双机头壳管式蒸发器
技术领域
本发明涉及一种空调构件，尤其是一种应用于双压缩机系统，并能够提高系统效率的壳管式蒸发器，具体的说是一种高效的双机头壳管式蒸发器。
背景技术
目前，采用两个压缩机构成的双机头系统已得到越来越广泛的应用。传统的双机头蒸发器，多为两流程设计，制冷剂在两个独立的容器中蒸发，而水从一侧进入铜管内部，贯穿两个独立容器，然后从容器上部贯穿两个独立容器流出，从而实现下进上出。由于此时循环水同时贯穿两个容器，在标准工况（冷冻水进出口温度为12/7℃）下，冷冻水的5℃温差未能充分利用，容器蒸发温度也未有明显的差距，系统的能效较低，不利于节能环保。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高效的双机头壳管式蒸发器，对水侧换热采用串联方式进行，提高了部分系统中的出水温度，进而可使该系统的制冷剂侧蒸发温度得以提高，使机组的性能系数和制冷量得到提升，实现了能耗的降低。
本发明的技术方案是：
一种高效的双机头壳管式蒸发器，包括壳体，所述壳体为两端开敞的桶形，两端和中部分别设有与其封闭连接的管板，将其分隔成系统A仓、系统B仓和中间仓；所述壳体两端外部分别设有与管板密封连接的第一封头和第二封头；所述两个封头和中间仓内分别设有若干个供水流换向的水室；
所述系统A仓和系统B仓内分别设有若干组换热管束；所述每组换热管束的两端分别焊装在管板上，并与管板相邻的水室相连通；
所述第一封头上设有与其内部相应水室相连通的进水口和出水口，使外部水源能够从进水口进入，再经过各换热管束后从出水口流出；
所述系统A仓和系统B仓上分别设有供制冷剂进出的制冷剂进口和制冷剂出口，并分别连接到由不同的压缩机构成的制冷剂循环系统中，使来自不同制冷剂循环系统中的制冷剂能够流经所述系统A仓或系统B仓，并与系统A仓或系统B仓中的换热管束进行热交换。
进一步的，所述管板为四块，每块管板上设有若干通孔；所述换热管束的端部焊接在相应通孔上。
进一步的，所述第一封头为中空半球形，内设有两块横隔板，将其内部分隔成第一水室、第二水室和第三水室；所述第一水室连通进水口；所述第三水室连通出水口。
进一步的，所述第二封头为中空半球形，内设有一块横隔板，将其内部分隔成第四水室和第五水室。
进一步的，所述中间仓内设有两块竖隔板，将其内部分隔为第六水室、第七水室、第八水室和连接室。
进一步的，所述系统A仓内设有换热管束A、换热管束B和换热管束C，换热管束A两端分别连通第一水室和第六水室；换热管束B两端分别连通第六水室和第二水室；换热管束C两端分别连通第二水室和第七水室。
进一步的，所述系统B仓内设有换热管束D、换热管束E和换热管束F；换热管束D两端分别连通第七水室和第四水室；换热管束E两端分别连通第四水室和第八水室；换热管束F两端分别连通第八水室和第五水室。
进一步的，所述壳体内还包括换热管束G，其两端分别连通第五水室和第三水室，且贯穿连接室。
进一步的，所述中间仓的底部设有两个排污口。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，结构简单，通过对管内水侧换热采用串联方式，充分利用冷冻水进出口水温温差，提高系统的制冷剂侧蒸发温度，进而提高机组性能系数和制冷量。在大温差工况下，更能有效提供系统能效，实现节能降耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1-出水口；2-第三水室；3-横隔板；4-系统A仓；5-第一制冷剂出口；6-换热管束C；7-连接室；8-第一竖隔板；9-第二竖隔板；10-第八水室；11-换热管束F；12-换热管束G；13-第二制冷剂出口；14-壳体；15-管板；16-第五水室；17-第二封头；18-第四水室；19-系统B仓；20-第二制冷剂进口；21-换热管束E；22-换热管束D；23-第七水室；24-排污口；25-第六水室；26-换热管束A；27-第一制冷剂进口；28-换热管束B；29-第一水室；30-进水口；31-第二水室；32-第一封头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种高效的双机头壳管式蒸发器，包括壳体14。所述壳体14为两端开敞的桶形，两端和中部分别设有与其封闭连接的管板15，将其分隔成系统A仓4、系统B仓19和中间仓。所述壳体14两端外部分别设有与管板15密封连接的第一封头32和第二封头17。所述两个封头和中间仓内分别设有若干个供水流换向的水室。
所述系统A仓4和系统B仓19内分别设有若干组换热管束，每组换热管束的两端分别焊装在管板15上，并与管板15相邻的水室相连通。
所述第一封头32上设有与其内部相应水室相连通的进水口30和出水口1，使外部水源从进水口30进入，再经过各换热管束后从出水口1流出。
所述系统A仓4上设有供制冷剂进出的第一制冷剂进口5和第一制冷剂出口27，并与制冷系统A相连，使该制冷系统A中的制冷剂能够流经并充满所述系统A仓。同样的，所述系统B仓19上设有供制冷剂进出的第二制冷剂进口20和第二制冷剂出口13，并与制冷系统B相连，使该制冷系统B中的制冷剂能够流经并充满所述系统B仓。所述各制冷剂进口均设置于壳体的下部，所述各制冷剂出口均设置于壳体的上部，便于制冷剂充满相关仓室，与仓室中的换热管束进行充分的热交换。
所述管板15为四块，每块管板15上设有若干通孔，可将所述换热管束的端部焊接在相应通孔上，方便生产和安装。
所述第一封头32为中空半球形，内设有两块横隔板3，将其内部分隔成第一水室29、第二水室31和第三水室2。所述第一水室29连通进水口30；所述第三水室连通出水口1。
所述第二封头17为中空半球形，内设有一块横隔板3，将其内部分隔成第四水室18和第五水室16。
所述中间仓内设有第一竖隔板8和第二竖隔板9。其中，所述第一竖隔板8为倒L形，第二竖隔板9为J形，将其内部分隔为第六水室25、第七水室23、第八水室10和连接室7。
所述系统A仓4内设有换热管束A26、换热管束B28和换热管束C6。所述换热管束A26两端分别连通第一水室29和第六水室25；所述换热管束B28两端分别连通第六水室25和第二水室31；所述换热管束C6两端分别连通第二水室31和第七水室23。
所述系统B仓19内设有换热管束D22、换热管束E21和换热管束F11。所述换热管束D22两端分别连通第七水室23和第四水室18；所述换热管束E21两端分别连通第四水室18和第八水室10；所述换热管束F11两端分别连通第八水室10和第五水室15。
各水室的换向方向如图1中箭头所示。
所述壳体14内还包括换热管束G12，其两端分别连通第五水室16和第三水室2，且贯穿中间仓的连接室7，使最终生产出的冷冻水经该换热管束G12和第三水室2后，从出水口1流出。
所述中间仓的底部设有两个排污口24，以便对水室和换热管束进行清理。
本发明的工作原理为：
制冷剂循环：由两台压缩机构成两套独立的制冷循环系统A和制冷循环系统B，并分别将第一制冷剂进口和第一制冷剂出口接入制冷循环系统A中，将第二制冷剂进口和第二制冷剂出口接入制冷循环系统B，使来自两个制冷循环系统的制冷剂能够流经并充满系统A仓和系统B仓。
水循环方向：如图1中的箭头方向所示，外部冷水---进水口---第一水室---换热水管束A---第六水室---换热管束B---第二水室---换热管束C---第七水室---换热管束D---第四水室---换热管束E---第八水室---换热管束E---第五水室---换热管束G---第三水室---出水口。
传统的双机头蒸发器，由于为双流程，全部的换热管束连续的处于两侧的仓室内，没有中间仓的分隔，因此两侧仓室的蒸发温度基本相同，也就是两个制冷系统的制冷效率相同。由于蒸发器国标的进口水温通常为12℃ ，出口水温通常为7℃，因此，由于传统蒸发器两侧的蒸发温度均为5℃ 左右。而对于本发明，当进口水温为12℃，出口水温设定为7℃时，进入第七水室的中间水温可设定为9.5℃，如此，可使系统A仓的蒸发温度设定为7.5℃，比传统的蒸发温度提高2.5℃。根据换热器换热性能可知，蒸发温度每提高1℃ ，其所在的制冷系统COP提高3%。因此,本发明中系统A仓所在的制冷系统A的COP提高近8%。同时，系统B仓的蒸发温度仍然保持5℃，与传统蒸发温度相同，即制冷系统B的COP与传统的系统。如此，将本发明所处的两个制冷系统的平均COP仍然可提高4%，与传统系统相比，系统效率明显提高，同时，也降低了能耗。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种高效的双机头壳管式蒸发器，包括壳体，其特征是所述壳体为两端开敞的桶形，两端和中部分别设有与其封闭连接的管板，将其分隔成系统A仓、系统B仓和中间仓；所述壳体两端外部分别设有与管板密封连接的第一封头和第二封头；所述两个封头和中间仓内分别设有若干个供水流换向的水室；
所述系统A仓和系统B仓内分别设有若干组换热管束；所述每组换热管束的两端分别焊装在管板上，并与管板相邻的水室相连通；
所述第一封头上设有与其内部相应水室相连通的进水口和出水口，使外部水源能够从进水口进入，再经过各换热管束后从出水口流出；
所述系统A仓和系统B仓上分别设有供制冷剂进出的制冷剂进口和制冷剂出口，并分别连接到由不同的压缩机构成的制冷剂循环系统中，使来自不同制冷剂循环系统中的制冷剂能够流经所述系统A仓或系统B仓，并与系统A仓或系统B仓中的换热管束进行热交换。
2.根据权利要求1所述的高效的双机头壳管式蒸发器，其特征是所述管板为四块，每块管板上设有若干通孔；所述换热管束的端部焊接在相应通孔上。
3.根据权利要求1所述的高效的双机头壳管式蒸发器，其特征是所述第一封头为中空半球形，内设有两块横隔板，将其内部分隔成第一水室、第二水室和第三水室；所述第一水室连通进水口；所述第三水室连通出水口；所述第二封头为中空半球形，内设有一块横隔板，将其内部分隔成第四水室和第五水室；所述中间仓内设有两块竖隔板，将其内部分隔为第六水室、第七水室、第八水室和连接室。
4.根据权利要求3所述的高效的双机头壳管式蒸发器，其特征是所述系统A仓内设有换热管束A、换热管束B和换热管束C，换热管束A两端分别连通第一水室和第六水室；换热管束B两端分别连通第六水室和第二水室；换热管束C两端分别连通第二水室和第七水室。
5.根据权利要求3所述的高效的双机头壳管式蒸发器，其特征是所述系统B仓内设有换热管束D、换热管束E和换热管束F；换热管束D两端分别连通第七水室和第四水室；换热管束E两端分别连通第四水室和第八水室；换热管束F两端分别连通第八水室和第五水室。
6.根据权利要求3所述的高效的双机头壳管式蒸发器，其特征是所述壳体内还包括换热管束G，其两端分别连通第五水室和第三水室，且贯穿连接室。
7.根据权利要求1所述的高效的双机头壳管式蒸发器，其特征是所述中间仓的底部设有两个排污口。
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