CN106996663A - 用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器。其中用于板式蒸发器的气液分离器包括：壳体；纵向隔板，将壳体内部空间分隔为气液分离腔和储液腔两部分；第一分隔板和第二分隔板，在气液分离腔中从上至下分隔出气体分离区、喷射区以及液体分离区；进液管连接端，连通喷射区与壳体外部，并用于连接向板式蒸发器供应制冷剂的进液管；出气管连接端，连通气体分离区与壳体外部，并用于连接向壳体外部排放气态制冷剂的出气管；以及出液管连接端，连通液体分离区与壳体外部，并用于连接向板式蒸发器输送液态制冷剂的出液管。本发明的方案，可以避免气态制冷剂进入蒸发器而导致蒸发器有效换热面积减少，有效提高板式蒸发器的换热效率。

Description

用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器

技术领域

本发明涉及制冷系统领域，特别是涉及一种用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器。

背景技术

随着社会日益发展以及人们生活水平不断提高，环境调节电器如空调器等越来越普及，空调器已经成为人们生活中必不可少的家用电器。

在空调器的制冷系统中，冷凝器，蒸发器，压缩机和节流阀是必不可少的四大部件。其中压缩机将制冷剂压缩为高压高温的液体，冷凝器将制冷剂冷却为高压常温的液体，节流阀将制冷剂节流降压为常温低压的液体，蒸发器是制冷系统中输送冷量的设备，常温低压的制冷剂在蒸发器中体积膨胀，吸收热量，达到制冷效果。

但是目前的制冷系统往往存在以下缺点：经过节流装置降压后的制冷剂为气液二相，气液二相制冷剂同时流入板式蒸发器内会使得流速加快，大部分液态制冷剂集中在板式蒸发器入口管道的末端，气态制冷剂集中在入口管道的前端，气态制冷剂流过蒸发器时不仅不能够实现制冷，而且还会使液态制冷剂在蒸发器中分配不匀，减少蒸发器的有效换热面积，严重影响板式蒸发器的换热效率，进而影响整个制冷系统的制冷效果。

发明内容

本发明的一个目的是使制冷剂进入板式蒸发器前实现气液分离。

本发明一个进一步的目的是提高板式蒸发器的换热效率。

特别地，本发明提供了一种用于板式蒸发器的气液分离器，包括：壳体；纵向隔板，纵向设置于壳体内部，将壳体内部空间分隔为气液分离腔和储液腔两部分，并且在纵向隔板的顶部和底部分别具有供气液分离腔和储液腔连通的缺口；第一分隔板和第二分隔板，横向间隔设置于气液分离腔，并在气液分离腔中从上至下分隔出气体分离区、喷射区以及液体分离区；进液管连接端，连通喷射区与壳体外部，并用于连接向板式蒸发器供应制冷剂的进液管，以使制冷剂喷入喷射区，并使制冷剂由于重力和压差初步分离为气态制冷剂和液态制冷剂；出气管连接端，连通气体分离区与壳体外部，并用于连接向壳体外部排放气态制冷剂的出气管；以及出液管连接端，连通液体分离区与壳体外部，并用于连接向板式蒸发器输送液态制冷剂的出液管。

可选地，该用于板式蒸发器的气液分离器还包括：均流板，横向设置于气体分离区且位于出气管连接端的下方，其上分布有若干透气孔，以使气态制冷剂从若干透气孔中透出。

可选地，若干透气孔在均流板上均匀分布，并且若干透气孔均为圆形通孔，其孔径与孔的高度之比设置为预设值。

可选地，该用于板式蒸发器的气液分离器还包括：上折流板，横向设置于气体分离区，以使进入气体分离区的制冷剂沿上折流板限定的路径通过，从而使进入气体分离区的少量液态制冷剂汇集并流下。

可选地，该用于板式蒸发器的气液分离器还包括：下折流板，横向设置于液体分离区，以使进入液体分离区的制冷剂沿下折流板限定的路径通过，从而使进入液体分离区的少量气态制冷剂汇集并上浮。

可选地，上折流板的上表面和下表面均为凸状表面。

可选地，第一分隔板和第二分隔板均与纵向隔板形成预定的间隙，使喷射区与气体分离区以及液体分离区分别连通，以供气态制冷剂和液态制冷剂通过。

可选地，该用于板式蒸发器的气液分离器还包括：液位传感器，用于检测储液腔内部的液位。

可选地，该用于板式蒸发器的气液分离器还包括：电动调节阀，连接于出气管连接端，以调节气态制冷剂的流量。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种板式蒸发器，包括：蒸发器本体；以及上述任一种用于板式蒸发器的气液分离器，并且气液分离器贴靠设置于蒸发器本体的一侧，其宽度与蒸发器本体的宽度相同。

本发明的用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器，其中用于板式蒸发器的壳体内部由纵向隔板分隔为气液分离腔和储液腔两部分，并且气液分离腔由第一分隔板和第二分隔板从上至下分隔出气体分离区、喷射区以及液体分离区，其中向板式蒸发器供应的制冷剂喷入喷射区后由于重力和压差初步分离为气态制冷剂和液态制冷剂，从而将液态制冷剂输送至板式蒸发器，将气态制冷剂排至壳体外部，可以避免气态制冷剂进入蒸发器而导致蒸发器有效换热面积减少，有效提高板式蒸发器的换热效率。

进一步地，本发明的用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器，其中用于板式蒸发器的气液分离器还包括均流板和折流板，可以使得初步分离的气态制冷剂和液态制冷剂进一步分离，从而可以进一步避免气态制冷剂进入蒸发器而导致蒸发器的换热效率降低，保证气液制冷剂彻底分离，提高气液分离器的工作可靠性，并且可以避免少量液态制冷剂随气态制冷剂排至壳体外部而导致浪费，通过简单的结构实现制冷剂的气液分离，有效降低成本。

进一步地，本发明的用于板式蒸发器的气液分离器与板式蒸发器，其中用于板式蒸发器的壳体内部由纵向隔板分隔为气液分离腔和储液腔两部分，并且在纵向隔板的顶部和底部分别具有供气液分离腔和储液腔连通的缺口，气液分离腔用于实现制冷剂的气液分离，储液腔用于储存分离后的液态制冷剂，并设置有液位传感器来控制液位的高低，防止液位过高导致液体进入制冷系统的压缩机而产生液击，此外，纵向隔板将气液分离腔和储液腔两部分隔开，可以有效防止喷入喷射区的制冷剂对储液腔的液面造成扰动，从而保证储液腔的液面平稳，更利于液位的测量。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于板式蒸发器的气液分离器的整体结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于板式蒸发器的气液分离器的内部结构示意图；

图3是图2中气液分离器的D-D向剖视图；

图4是图2中气液分离器的均流板的B-B向剖视图；

图5是图4中A区域的放大示意图；以及

图6是根据本发明一个实施例的板式蒸发器的结构示意图。

具体实施方式

制冷系统的制冷剂在经过节流装置降压后的往往为气液二相，气液二相制冷剂同时流入板式蒸发器内会使得流速加快，大部分液态制冷剂集中在板式蒸发器入口管道的末端，气态制冷剂集中在入口管道的前端，气态制冷剂流过蒸发器时不仅不能够实现制冷，而且还会使液态制冷剂在蒸发器中分配不匀，减少蒸发器的有效换热面积，严重影响板式蒸发器的换热效率，进而影响整个制冷系统的制冷效果。

为了解决上述问题，本实施例提出了一种用于板式蒸发器的气液分离器，可以将经过节流装置后的制冷剂进行气液分离，避免气态制冷剂流入板式蒸发器而影响蒸发器的换热效率。本实施例的气液分离器可以设置于板式蒸发器上，也可以通过管路与板式蒸发器连通。图1是根据本发明一个实施例的用于板式蒸发器的气液分离器200的整体结构示意图，图2是根据本发明一个实施例的用于板式蒸发器的气液分离器200的内部结构示意图，图3是图2中气液分离器200的D-D向剖视图。其中，该用于板式蒸发器的气液分离器200一般性地可以包括：壳体201、纵向隔板202、第一分隔板205和第二分隔板206、进液管连接端207、出气管连接端208以及出液管连接端209。

在以上部件中，纵向隔板202，纵向设置于壳体201内部，将壳体201内部空间分隔为气液分离腔203和储液腔204两部分，并且在纵向隔板202的顶部和底部分别具有供气液分离腔203和储液腔204连通的缺口。气液分离腔203和储液腔204可以分别实现不同的功能，气液分离腔203用于进行制冷剂的气液分离，其中分离后的液体制冷剂可以通过纵向隔板202底部的缺口由气液分离腔203进入储液腔204。储液腔204用于储存分离后的液体制冷剂，以免新喷入壳体201内部的制冷剂对储液腔204的液面造成扰动，从而保证储液腔204的液面平稳，更利于液位的测量。

第一分隔板205和第二分隔板206，横向间隔设置于气液分离腔203，并在气液分离腔203中从上至下分隔出气体分离区219、喷射区220以及液体分离区221。

进液管连接端207，连通喷射区220与壳体201外部，并用于连接向板式蒸发器供应制冷剂的进液管，以使制冷剂喷入喷射区220，并使制冷剂由于重力和压差初步分离为气态制冷剂和液态制冷剂。向板式蒸发器供应制冷剂的进液管一端与进液管连接端207连接，其另一端一般与节流装置连接，即经过节流装置降压后的制冷剂通过进液管输送至喷射区220。

出气管连接端208，连通气体分离区219与壳体201外部，并用于连接向壳体201外部排放气态制冷剂的出气管。在喷射区220初步分离的气态制冷剂大部分上浮，上浮至喷射区220上方的气体分离区219，经由出气管排至壳体201外部。

出液管连接端209，连通液体分离区221与壳体201外部，并用于连接向板式蒸发器输送液态制冷剂的出液管。在喷射区220初步分离的液态制冷剂大部分流下，流至喷射区220下方的液体分离区221，经由出液管输送至板式蒸发器。

本实施例的用于板式蒸发器的气液分离器200，可以使得向板式蒸发器供应的制冷剂喷入喷射区220后，由于重力和压差初步分离为气态制冷剂和液态制冷剂，并将液态制冷剂输送至板式蒸发器，将气态制冷剂排至壳体201外部，可以避免气态制冷剂进入蒸发器而导致蒸发器有效换热面积减少，有效提高板式蒸发器的换热效率。

在一种优选的实施例中，用于板式蒸发器的气液分离器200还可以包括：均流板210、上折流板212和213、下折流板214和215、液位传感器216以及电动调节阀218。图4是图2中气液分离器200的均流板210的B-B向剖视图，图5是图4中A区域的放大示意图。

如图2和图3所示，均流板210横向设置于气体分离区219且位于出气管连接端208的下方，其上分布有若干透气孔211，以使气态制冷剂从若干透气孔211中透出。在一种具体的实施例中，如图4和图5所示，若干透气孔211在均流板210上均匀分布，并且若干透气孔211均为圆形通孔，其孔径与孔的高度之比设置为预设值。例如，透气孔211的孔径与孔的高度之比可以为预设值1/3，在其他一些实施例中，该预设值可以根据实际需求和均流板210的大小、厚度等参数具体进行设置。这些均匀分布于均流板210上的透气孔211使从孔中透出的气态制冷剂流速均匀，避免因局部气态制冷剂的流速过快而将少量液态制冷剂带入制冷系统的压缩机内，进一步保证气液分离的可靠性。

如图2和图3所示，上折流板212和213横向设置于气体分离区219，以使进入气体分离区219的制冷剂沿上折流板212和213限定的路径通过，从而使进入气体分离区219的少量液态制冷剂汇集并流下。初步气液分离后的液态制冷剂大部分由于重力作用向下流入液体分离区221，但是可能有少量液态制冷剂可能会随着气态制冷剂上浮至气体分离区219，上折流板212和213就可以使这部分少量液态制冷剂汇集并流下，从而进一步避免液态制冷剂排至壳体201外部而造成浪费。上折流板212和213的上表面和下表面均为凸状表面，例如可以是圆弧形表面或者中间高两边低的梯形表面，以便于在上折流板212和213上汇集的液态制冷剂流下。

下折流板214和215横向设置于液体分离区221，以使进入液体分离区221的制冷剂沿下折流板214和215限定的路径通过，从而使进入液体分离区221的少量气态制冷剂汇集并上浮。初步气液分离后的气态制冷剂由于自身较轻，大部分会上浮至气体分离区219，但是可能有少量气态制冷剂可能会随着液态制冷剂进入液体分离区221，下折流板214和215就可以使这部分少量气态制冷剂汇集并上浮，从而进一步避免气态制冷剂进入蒸发器。

图2和图3中示出的上折流板和下折流板的数量均设置为两个，分别为上折流板212和上折流板213，下折流板214和下折流板215。具体地，图2示出的上折流板212与纵向隔板202形成预定的间隙，上折流板213与壳体201内壁形成预定的间隙，进入气体分离区219的制冷剂沿上折流板212和上折流板213限定的路径曲折通过；下折流板214与壳体201内壁形成预定的间隙，下折流板215与纵向隔板202形成预定的间隙，进入液体分离区221的制冷剂沿下折流板214和下折流板215限定的路径曲折通过。

在其他一些实施例中，上折流板和下折流板还可以设置为其他数量，具体地，可以根据实际需求和气液分离器200的体积进行设置。此外，图2和图3中示出的上折流板212和213，以及下折流板214和215均为板状类型，在其他一些实施例中，上折流板和下折流板还可以是其他类型，例如螺旋折流板。

如图2所示，第一分隔板205和第二分隔板206均与纵向隔板202形成预定的间隙，使喷射区220与气体分离区219以及液体分离区221分别连通，以供气态制冷剂和液态制冷剂通过。

如图1和图3所示，用于板式蒸发器的气液分离器200的壳体201上还可以设置有液位传感器连接端217，而液位传感器216就连接于液位传感器连接端217。具体地，液位传感器连接端217设置于储液腔204部分的壳体201顶部，液位传感器216用于检测储液腔204内部的液位。液位传感器216可以及时准确地检测液位的高低，防止液位过高导致液体进入制冷系统的压缩机而产生液击。此外，纵向隔板202将气液分离腔203和储液腔204两部分隔开，可以有效防止喷入喷射区220的制冷剂对储液腔204的液面造成扰动，从而保证储液腔204的液面平稳，更利于液位的测量。

电动调节阀218，连接于出气管连接端208，以调节气态制冷剂的流量。电动调节阀218可以自动精确调节气态制冷剂的流量，便于气态制冷剂从气体分离区219平稳地排出至壳体201外部。在储液腔204的液位高度达到预设阈值的情况下，还可以关闭电动调节阀218，避免液体制冷剂通过出气管连接端208进入制冷系统的压缩机而产生液击。在其他一些实施例中，为避免储液腔204的液面过高还可以控制喷入喷射区220的制冷剂的流量，例如暂停制冷剂喷入喷射区220，在储液腔204的液位高度下降至安全液位后，再控制制冷剂重新喷入喷射区220。

本实施例的用于板式蒸发器的气液分离器200，可以使初步分离的气态制冷剂和液态制冷剂进一步分离，从而可以进一步避免气态制冷剂进入蒸发器而导致蒸发器的换热效率降低，保证气液制冷剂彻底分离，提高气液分离器200的工作可靠性，并且可以避免少量液态制冷剂随气态制冷剂排至壳体201外部而导致浪费，通过简单的结构实现制冷剂的气液分离，有效降低成本。

进一步地，本实施例的用于板式蒸发器的气液分离器200，气液分离腔203用于实现制冷剂的气液分离，储液腔204用于储存分离后的液态制冷剂，并设置有液位传感器216来控制液位的高低，防止液位过高导致液体进入制冷系统的压缩机而产生液击，此外，纵向隔板202将气液分离腔203和储液腔204两部分隔开，可以有效防止喷入喷射区220的制冷剂对储液腔204的液面造成扰动，从而保证储液腔204的液面平稳，更利于液位的测量。

本实施例还提供了一种板式蒸发器100，板式蒸发器100相比其他类型的蒸发器，利用金属板代替圆管作为传热元件，可以降低成本，并且便于去除聚结在金属板上的垢层。图6是根据本发明一个实施例的板式蒸发器100的结构示意图。如图所示，该板式蒸发器100可以包括：蒸发器本体300以及上述任一实施例的用于板式蒸发器的气液分离器200。

气液分离器200可以贴靠设置于蒸发器本体300的一侧，其宽度与蒸发器本体300的宽度相同。具体地，气液分离器200整体可以为长方体形状，其宽度与蒸发器本体300的宽度一致，以便于充分利用蒸发器本体300上部和下部的进、出管道中间余下的空间，并且不会影响蒸发器本体300上部和下部的进、出管道的正常工作。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于包括：

壳体；

纵向隔板，纵向设置于所述壳体内部，将所述壳体内部空间分隔为气液分离腔和储液腔两部分，并且在所述纵向隔板的顶部和底部分别具有供所述气液分离腔和所述储液腔连通的缺口；

第一分隔板和第二分隔板，横向间隔设置于所述气液分离腔，并在所述气液分离腔中从上至下分隔出气体分离区、喷射区以及液体分离区；

进液管连接端，连通所述喷射区与所述壳体外部，并用于连接向所述板式蒸发器供应制冷剂的进液管，以使所述制冷剂喷入所述喷射区，并使所述制冷剂由于重力和压差初步分离为气态制冷剂和液态制冷剂；

出气管连接端，连通所述气体分离区与所述壳体外部，并用于连接向所述壳体外部排放所述气态制冷剂的出气管；以及

出液管连接端，连通所述液体分离区与所述壳体外部，并用于连接向所述板式蒸发器输送所述液态制冷剂的出液管。

2.根据权利要求1所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于还包括：

均流板，横向设置于所述气体分离区且位于所述出气管连接端的下方，其上分布有若干透气孔，以使所述气态制冷剂从所述若干透气孔中透出。

3.根据权利要求2所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于，

所述若干透气孔在所述均流板上均匀分布，并且所述若干透气孔均为圆形通孔，其孔径与孔的高度之比设置为预设值。

4.根据权利要求2所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于还包括：

上折流板，横向设置于所述气体分离区，以使进入所述气体分离区的制冷剂沿所述上折流板限定的路径通过，从而使进入所述气体分离区的少量液态制冷剂汇集并流下。

5.根据权利要求4所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于还包括：

下折流板，横向设置于所述液体分离区，以使进入所述液体分离区的制冷剂沿所述下折流板限定的路径通过，从而使进入所述液体分离区的少量气态制冷剂汇集并上浮。

6.根据权利要求4所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于，

所述上折流板的上表面和下表面均为凸状表面。

7.根据权利要求1所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于，

所述第一分隔板和所述第二分隔板均与所述纵向隔板形成预定的间隙，使所述喷射区与所述气体分离区以及所述液体分离区分别连通，以供所述气态制冷剂和所述液态制冷剂通过。

8.根据权利要求1所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于还包括：

液位传感器，用于检测所述储液腔内部的液位。

9.根据权利要求1所述的用于板式蒸发器的气液分离器，其特征在于还包括：

电动调节阀，连接于所述出气管连接端，以调节所述气态制冷剂的流量。

10.一种板式蒸发器，包括：

蒸发器本体；以及

根据权利要求1至9任一项所述的用于板式蒸发器的气液分离器，并且所述气液分离器贴靠设置于所述蒸发器本体的一侧，其宽度与所述蒸发器本体的宽度相同。