CN108592458A - 一种均流结构、降膜式蒸发器及冷水机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均流结构、降膜式蒸发器及冷水机组，其中，均流结构包括：由上至下间隔设置的多个布管区，每个布管区中均设有若干根卧式放置的换热管，至少有两个相邻的布管区之间设有均流板，均流板上排布有通孔，均流板的四周边缘设有挡板。本发明能有效提高补液的均匀性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及蒸发器技术领域，尤其涉及一种均流结构、降膜式蒸发器及冷水机组。
背景技术
降膜式蒸发器结构主要由冷媒进液口、布液器、换热管、蒸汽出气口等组成，其换热过程主要是利用布液器将来自进液口的冷媒均匀分配至换热管上形成一层薄膜，冷媒液膜与换热管表面充分接触并发生热量交换而蒸发，未蒸发的冷媒沿着换热管滴落至蒸发器底部形成满液区，蒸发转化的气体从出气口流出实现汽化转换。
其中制冷剂流量、布液器结构和换热管管束布置是降膜式蒸发器换热效率的主要影响因素，因为从进液口进入的是气液两相混合冷媒，蒸发的气态制冷剂没有及时排出来，干扰了液态制冷剂的分布，且进液口的轴向安装位置往往受整机结构影响难以居中放置，因此即使增设布液器，也难以让冷媒液滴滴落均匀，蒸发器的换热效率低。
因此，如何设计一种换热效率高的均流结构、降膜式蒸发器及冷水机组是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种均流结构、降膜式蒸发器及冷水机组。
本发明采用的技术方案是，设计一种均流结构，包括：由上至下间隔设置的多个布管区，每个布管区中均设有若干根卧式放置的换热管，至少有两个相邻的布管区之间设有均流板，均流板上排布有通孔，均流板的四周边缘设有挡板。
其中，均流板的长度大于或等于其上方的布管区长度，均流板的宽度大于其上方的布管区宽度，通孔的孔径为2mm~5mm。
优选的，均流结构中位于最下层的布管区为满液区，均流板设置在满液区之上的任意相邻两布管区之间。
优选的，相邻设于均流板上方的布管区中设有若干列换热管束，换热管束包含沿竖直方向间隔设置的多个换热管，每列换热管束的轴线下方均设有位于均流板上的通孔组，通孔组包含沿换热管束轴向间隔设置的多个通孔。
优选的，每列换热管束的轴线下方设有位于均流板上的导流槽，通孔组设置在导流槽内。
优选的，导流槽为V形槽或U形槽。
优选的，均流板上任意两个相邻通孔组之间的间距均相同。
在一实施例中，均流板的上方存在密集滴落区域和稀疏滴落区域，密集滴落区域下方的通孔排布密度低于稀疏滴落区域下方的通孔排布密度。
在一实施例中，均流板的一端上方存在密集滴落区域、另一端上方存在稀疏滴落区域，均流板以高度从密集滴落区域向稀疏滴落区域逐渐降低的方式倾斜安装，均流板与水平面的夹角在1°以内。
在一实施例中，均流板的上方存在密集滴落区域和稀疏滴落区域，均流板上与密集滴落区域位置对应的部位凸起、与稀疏滴落区域位置对应的部位凹陷。当密集滴落区域或稀疏滴落区域位于均流板的中部上方时，均流板为中部拱起或凹陷的折弯板，均流板的一部分板体向上或向下折弯形成折弯板，折弯的角度范围为10°~90°。
优选的，均流结构还包括立式安装的支撑板组，支撑板组包含至少两个沿换热管的轴向间隔设置的支撑板，支撑板上设有用于换热管和均流板穿过的若干个安装孔。
本发明还提出了一种降膜式蒸发器，包括：筒体、与筒体内部连通的出气管和进液管、设于筒体内部的上述均流结构。
优选的，筒体内部还设有位于均流结构上方的布液器，进液管的进液口连接在布液器上。
本发明还提出了一种冷水机组，包括上述降膜式蒸发器。
与现有技术相比，本发明在相邻的两个布管区之间增设均流板，有效提高布液的均匀性和稳定性；均流板的形状和通孔排布方式可根据其上方冷媒液滴的滴落密度设置，使从上层换热管流下的液态冷媒按照均流方向进入下一层，液态冷媒能在换热管轴向上更均匀的扩散；均流板上还可以通过设置导流槽、倾斜安装等方式提高均液效果，从而减少换热器“干烧”现象，提高换热效率。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明中均流结构设置在降膜式蒸发器内的正面示意图；
图2是本发明中均流结构设置在降膜式蒸发器内的侧面示意图；
图3是本发明中均流板上通孔均匀排布的示意图；
图4是本发明中均流板上通孔渐变排布的示意图；
图5是本发明中均流板设置有导流槽的侧面示意图；
图6是图5中A处的放大示意图；
图7是本发明中均流板倾斜安装在降膜式蒸发器内的正面示意图；
图8是本发明中均流板向下凹陷的示意图；
图9是本发明中均流板向上拱起的示意图。
具体实施方式
如图1至4所示，本发明提出了一种均流结构，包括：多个布管区1和至少一个均流板2，多个布管区1沿竖直方向依次间隔排布，每个布管区1中都设有若干根换热管3，换热管3呈卧式放置的状态，换热管3内的流体沿水平方向流动。均流板2设置在相邻的两个布管区1之间，均流板2安装在相邻两个布管区2之间，均流板2上排布有通孔21，均流板2的四周边缘设有挡板22，液滴不会直接从均流板2的边缘滑落。均流板2在换热管3的轴向上应尽量覆盖换热管所有降膜区域，均流板2的长度优选大于或等于其上方的布管区1长度，均流板2的宽度优选大于其上方的布管区1宽度，以保证上方布管区1中滴落的液体冷媒能全部落入均流板2中，冷媒汇聚在均流板2上再有序的从均流板2上的通孔21滴落进入下一层布管区1，改善降膜式蒸发器布液均匀性和稳定性。
如图3、4所示，均流板2上的通孔21可以均匀排布也可以是渐变排布，渐变排布包含规律性或不规律性的递增递减，理论上靠近进液口区域的通孔排布间距相对远离主进液口区域要大，实际上应视上层布管区1液态冷媒滴落情况而定。当均流板2的上方存在密集滴落区域和稀疏滴落区域时，均流板2对应密集滴落区域的通孔排布间距大、数量少，均流板2对应稀疏滴落区域的通孔排布间距小、数量多，以改善均流结构轴向或横向方向上布液不均的现象。通孔21的孔径会受冷媒物理特性和流动特性等因素的影响，一般宜取为2mm~5mm。
如图5、6所示，相邻设于均流板2上方的布管区1中设有若干列换热管束，换热管束包含沿竖直方向间隔设置的多个换热管3，每列换热管束的轴线下方均设有位于均流板2上的通孔组，通孔组包含沿换热管束轴向间隔设置的多个通孔21，通孔21的中心与其上方的换热管束轴线对齐，便于液态冷媒快速从通孔21流出，均流板2上任意两个相邻通孔组之间的间距均相同，均流板2上流下的液体分布更均匀。更优的，每列换热管束的正下方设有位于均流板2上的导流槽23，导流槽23可以是U形槽或V形槽，其主要是带导流作用，从上层布管区1流下的液态冷媒滴落在均流板2上，轴向方向上会存在密集滴落区域和稀疏滴落区域，液体经过导流槽23时会更好的沿轴向方向扩散，使液体从均流板2上均匀滴落进入下一层布管区1，提高换热效率。
如图7所示，当布管区1长度超过4米时，此时应该考虑轴向方向上冷媒液滴的滴落不均匀性是很大的，均流板2的一端上方存在密集滴落区域、另一端上方存在稀疏滴落区域，为了更好的均匀上层换热管滴落的液态冷媒，均流板2除了采取通孔密度变化和导流槽之外，还可以沿密集滴落区域向稀疏滴落区域高度逐渐降低的方式倾斜安装，均流板2与水平面的夹角在1°以内，更好保证密集滴落区域的液滴快速流向稀疏滴落区域，进一步改善布液的均匀性和稳定性。
如图8、9所示，均流板2还可以根据上层布管区1液态冷媒滴落情况设置为凹形或凸形结构，比如，当密集滴落区域位于均流板2中部上方时，均流板2为中部拱起的折弯板，当稀疏滴落区域位于均流板2的中部上方时，均流板2为中部凹陷的折弯板，均流板2的一部分板体向上或向下折弯形成折弯板，折弯的角度范围为10°~90°，这种结构也有助于改善布液的均匀性和稳定性。
如图1所示，均流结构还包括立式安装的支撑板组，支撑板组包含至少两个支撑板4，支撑板4沿换热管3的轴向间隔设置，支撑板4上设有用于换热管3和均流板2穿过的若干个安装孔，换热管3和均流板2通过支撑板组进行定位固定。
需要注意的是，如图1、2所示，由于一般液体冷媒都不会完全蒸发，未蒸发的冷媒会滴落在均流结构的底部形成满液区11，满液区11中的换热管3会被液态冷媒覆盖，不需要在满液区11和相邻设于其上方的布管区1之间设置均流板，因此均流板2设置在满液区11之上的任意相邻两布管区1之间。
如图1、2所示，本发明还提出了一种降膜式蒸发器，包括：筒体5、与筒体5内部连通的出气管6和进液管7、设于筒体5内部的上述均流结构，筒体5内部还设有位于均流结构上方的布液器8，进液管7的进液口连接在布液器8上，利用布液器8将来自进液口的冷媒均匀向下分配。
本发明还提出了一种冷水机组，包括上述降膜式蒸发器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种均流结构，包括：由上至下间隔设置的多个布管区（1），每个布管区（1）中均设有若干根卧式放置的换热管（3），其特征在于，至少有两个相邻的布管区（1）之间设有均流板（2），所述均流板（2）上排布有通孔（21），所述均流板（2）的四周边缘设有挡板（22）。
2.如权利要求1所述的均流结构，其特征在于，所述均流结构中位于最下层的布管区为满液区（11），所述均流板（2）设置在满液区（11）之上的任意相邻两布管区（1）之间。
3.如权利要求1所述的均流结构，其特征在于，相邻设于所述均流板（2）上方的布管区（1）中设有若干列换热管束，所述换热管束包含沿竖直方向间隔设置的多个所述换热管（3），每列换热管束的轴线下方均设有位于所述均流板（2）上的通孔组，所述通孔组包含沿所述换热管束轴向间隔设置的多个通孔（21）。
4.如权利要求3所述的均流结构，其特征在于，每列换热管束的轴线下方还设有位于所述均流板（2）上的导流槽（23），所述通孔组设置在所述导流槽（23）内。
5.如权利要求4所述的均流结构，其特征在于，所述导流槽（23）为V形槽或U形槽。
6.如权利要求3所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）上任意两个相邻通孔组之间的间距均相同。
7.如权利要求1至6任一项所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）的上方存在密集滴落区域和稀疏滴落区域，密集滴落区域下方的通孔排布密度低于稀疏滴落区域下方的通孔排布密度。
8.如权利要求1至6任一项所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）的一端上方存在密集滴落区域、另一端上方存在稀疏滴落区域，所述均流板（2）以高度从密集滴落区域向稀疏滴落区域逐渐降低的方式倾斜安装。
9.如权利要求8所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）与水平面的夹角在1°以内。
10.如权利要求1至6任一项所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）的上方存在密集滴落区域和稀疏滴落区域，所述均流板（2）上与所述密集滴落区域位置对应的部位凸起、与所述稀疏滴落区域位置对应的部位凹陷。
11.如权利要求10所述的均流结构，其特征在于，所述密集滴落区域或稀疏滴落区域位于所述均流板（2）的中部上方时，所述均流板（2）呈中部拱起或凹陷的折弯板。
12.如权利要求11所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）的一部分板体向上或向下折弯形成折弯板，该部分板体的折弯角度范围为10°~90°。
13.如权利要求1所述的均流结构，其特征在于，所述均流结构还包括立式安装的支撑板组，所述支撑板组包含至少两个沿所述换热管（3）的轴向间隔设置的支撑板（4），所述支撑板（4）上设有用于所述换热管（3）和均流板（2）穿过的若干个安装孔。
14.如权利要求1所述的均流结构，其特征在于，所述均流板（2）的长度大于或等于其上方的布管区（1）长度，所述均流板（2）的宽度大于其上方的布管区（1）宽度。
15.如权利要求1所述的均流结构，其特征在于，所述通孔（21）的孔径为2mm~5mm。
16.一种降膜式蒸发器，包括：筒体（5）、与所述筒体（5）内部连通的出气管（6）和进液管（7）、设于所述筒体（5）内部的均流结构，其特征在于，所述均流结构为权利要求1至15任一项所述的均流结构。
17.如权利要求16所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述筒体（5）内部还设有位于所述均流结构上方的布液器（8），所述进液管（7）的进液口连接在所述布液器（8）上。
18.一种冷水机组，其特征在于，包括权利要求16或17所述的降膜式蒸发器。
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