CN111271902A - 一种叠层套管式冷凝器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叠层套管式冷凝器，涉及蒸汽压缩式制冷系统技术领域。本发明包括冷凝器；冷凝器外部为外套管；外套管内部安装有内衬管；冷凝器出口端依次连接有节流装置、蒸发器和压缩机；压缩机出口端与冷凝器入口端相连接，形成循环制冷系统；循环制冷系统内部填充有制冷剂；制冷剂从压缩机出口端流出，依次流经冷凝器、节流装置和蒸发器，并流入压缩机入口端；内衬管设置于外套管的出口端。本发明通过在冷凝器的外套管内部设置内衬管，在不减少冷凝器换热面积的同时减少内部容积，延长有效的制冷时间，提升制冷系统的效率。

Description

一种叠层套管式冷凝器
技术领域
本发明属于蒸汽压缩式制冷系统技术领域，特别是涉及一种叠层套管式冷凝器。
背景技术
蒸汽压缩式制冷系统是一个封闭的回路，压缩机驱动制冷剂依次在冷凝器、毛细管、蒸发器、回气管等部件内循环流动，实现热量的搬运。冷凝器为放热部件，压缩机将高温高压的气态制冷剂输入冷凝器，通过冷凝器与外界的换热，其内部的制冷剂逐渐由气态冷凝成液态，随着制冷剂相态发生变化，制冷剂的流速逐步降低。
冰箱、空调都属于蒸汽压缩式的制冷系统，压缩机周期性的开、停实现箱内或者室内恒定温度的控制，压缩机启动的初期，冷凝器的压力逐步升高，只有系统重新建立压力平衡，液态的制冷剂在冷凝器末端形成液封后系统才能真正实现制冷，同样的条件下，冷凝器的内容积越大，压力平衡实现制冷的无效时间越长，制冷系统的效率因此有所下降。
同等条件下，制冷系统的冷凝器表面换热面积越大，效率越高，增加冷凝器管道的直径虽然可以提高换热面积，但管道直径增大后会使制冷剂的流速降低，溶解在制冷剂内的冷冻油在低于额定流速条件下会发生析油的现象，冷凝器内过多的冷冻油会使制冷系统的换热效率下降，因此需要一种冷凝器在不减少冷凝器换热面积的同时减少内部容积，延长有效制冷时间，提高制冷系统的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叠层套管式冷凝器，通过在冷凝器的外套管内部设置内衬管，在不减少冷凝器换热面积的同时减少内部容积，延长有效的制冷时间，提升制冷系统的效率。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种叠层套管式冷凝器，包括冷凝器，冷凝器可采用翅片式冷凝器或管板式冷凝器；所述冷凝器外部为外套管；所述外套管内部安装有内衬管；
所述冷凝器出口端依次连接有节流装置、蒸发器和压缩机；所述压缩机出口端与冷凝器入口端相连接，形成循环制冷系统；所述循环制冷系统内部填充有制冷剂；所述制冷剂从压缩机出口端流出，依次流经冷凝器、节流装置和蒸发器，并流入压缩机入口端；所述内衬管设置于外套管的出口端，使得制冷剂在冷凝器出口端发生液化流速降低低，提高冷凝器出口端制冷剂的流速，从而提高冷凝器整体的换热效率。
进一步地，所述外套管内表面为高低不平的齿形结构，避免外套管内表面与内衬管外表面直接贴合，避免降低制冷剂换热面积；所述外套管内部为中空结构。
进一步地，所述内衬管外表面为高低不平的齿形结构，避免外套管内表面与内衬管外表面直接贴合，避免降低制冷剂换热面积；所述内衬管内部为中空结构。
进一步地，所述内衬管为内部中空两端密封的结构，制冷剂在外套管与内衬管之间高速流动，强化了与外界的换热。
进一步地，所述内衬管为柱形腔体结构；所述内衬管两端设置有延伸部；所述内衬管两端为曲面的流线型结构。
进一步地，所述内衬管为内部为中空、一端开口的盲管结构；内衬管的开口朝向与制冷剂的流动方向相同，压缩机稳定运行的时候一部分液态的制冷剂存储在内衬管内部，在系统运行周期压缩机停止阶段，冷凝器内的压力下降，内衬管内的液态制冷剂向冷凝器出口释放形成“液封”减少热态制冷剂向蒸发器迁移，制冷系统的效率得到提升。
进一步地，所述内衬管位于冷凝器的出口端，内衬管的长度短于外套管的长度，避免内衬管在冷凝器的入口阻碍高速流动制冷剂产生能量损耗。
进一步地，所述节流装置为毛细管。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在冷凝器的外套管内部设置内衬管，在不减少冷凝器换热面积的同时减少内部容积，一方面提高冷凝器内部内衬管的表面与外套管的内壁之间制冷剂的流速，强化与外界的换热，另一方面在系统运行周期压缩机启动阶段，由于冷凝器的内容积较小，所以制冷系统建立平衡速度快，其有效的制冷时间延长，制冷系统的换热效率得到提升。
2、本发明通过在冷凝器的外套管内表面或者内衬管的外表面为凹、凸不平的齿形结构，避免内、外壁面直接贴合，造成制冷剂换热面积的降低。
3、本发明通过内衬管为开口朝制冷剂流出的方向的盲管，压缩机稳定运行的时候一部分液态的制冷剂存储在内衬管内部，在系统运行周期压缩机停止阶段，冷凝器内的压力下降，内衬管内的液态制冷剂向冷凝器出口释放，延长有效的制冷时间，制冷系统的换热效率得到提升。
4、本发明通过冷凝器在外界环境的冷凝作用下出口段制冷剂发生液化流速降低低，设置在冷凝器出口段的内衬管有助于提高冷冷凝器出口段制冷剂的流速，提高冷凝器整体的换热效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种叠层套管式冷凝器的结构示意图；
图2为本发明的循环制冷系统的结构示意图；
图3为本发明实施例一的示意图；
图4为本发明实施例二的示意图；
图5为本发明翅片式冷凝器的结构示意图；
图6为本发明管板式冷凝器的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-压缩机，2-冷凝器，3-节流装置，4-蒸发器，2-1外套管，2-2内衬管，5-制冷剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-6所示，本发明为一种叠层套管式冷凝器，包括冷凝器2；冷凝器2外部为外套管2-1；外套管2-1内部安装有内衬管2-2；
其中，如图1-2所示，冷凝器2出口端依次连接有节流装置3、蒸发器4和压缩机1；压缩机1出口端与冷凝器2入口端相连接，形成循环制冷系统；循环制冷系统内部填充有制冷剂5；制冷剂5从压缩机1出口端流出，依次流经冷凝器2、节流装置3和蒸发器4，并流入压缩机1入口端；内衬管2-2设置于外套管2-1的出口端，使得制冷剂5在冷凝器2出口端发生液化流速降低低，提高冷凝器2出口端制冷剂5的流速，从而提高冷凝器2整体的换热效率。
优选的，如图1所示，外套管2-1内表面为高低不平的齿形结构，避免外套管2-1内表面与内衬管2-2外表面直接贴合，避免降低制冷剂5换热面积；外套管2-1内部为中空结构。
优选的，如图1、3和4所示，内衬管2-2外表面为高低不平的齿形结构，避免外套管2-1内表面与内衬管2-2外表面直接贴合，避免降低制冷剂5换热面积；内衬管2-2内部为中空结构。
优选的，如图3所示，内衬管2-2为内部中空两端密封的结构，制冷剂5以湿蒸汽的状态在外套管2-1与内衬管2-2之间高速流动，强化了与外界的换热。
优选的，如图3所示，内衬管2-2为柱形腔体结构；内衬管2-2两端设置有延伸部；内衬管2-2两端为曲面的流线型结构。
优选的，如图2-4所示，内衬管2-2的长度短于外套管2-1的长度。
优选的，如图2所示，节流装置3为毛细管。
实施例二
请参阅图1-6所示，本发明为一种叠层套管式冷凝器，包括冷凝器2；冷凝器2外部为外套管2-1；外套管2-1内部安装有内衬管2-2；
其中，如图1-2所示，冷凝器2出口端依次连接有节流装置3、蒸发器4和压缩机1；压缩机1出口端与冷凝器2入口端相连接，形成循环制冷系统；循环制冷系统内部填充有制冷剂5；制冷剂5从压缩机1出口端流出，依次流经冷凝器2、节流装置3和蒸发器4，并流入压缩机1入口端；内衬管2-2设置于外套管2-1的出口端，使得制冷剂5在冷凝器2出口端发生液化流速降低低，提高冷凝器2出口端制冷剂5的流速，从而提高冷凝器2整体的换热效率。
优选的，如图1所示，外套管2-1内表面为高低不平的齿形结构，避免外套管2-1内表面与内衬管2-2外表面直接贴合，避免降低制冷剂5换热面积；外套管2-1内部为中空结构。
优选的，如图1、3和4所示，内衬管2-2外表面为高低不平的齿形结构，避免外套管2-1内表面与内衬管2-2外表面直接贴合，避免降低制冷剂5换热面积；内衬管2-2内部为中空结构。
优选的，如图4所示，内衬管2-2为内部为中空、一端开口的盲管结构；内衬管2-2的开口朝向与制冷剂5的流动方向相同，压缩机1稳定运行的时候一部分液态的制冷剂5存储在内衬管2-2内部，在系统运行周期压缩机停止阶段，冷凝器2内的压力下降，内衬管2-2内的液态制冷剂5向冷凝器2出口释放，延长有效的制冷时间，制冷系统的换热效率得到提升。
优选的，如图2-4所示，内衬管2-2的长度短于外套管2-1的长度。
优选的，如图2所示，节流装置3为毛细管。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属蒸汽压缩式制冷系统技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种叠层套管式冷凝器，包括冷凝器(2)；所述冷凝器(2)外部为外套管(2-1)；其特征在于：
所述外套管(2-1)内部安装有内衬管(2-2)；
所述冷凝器(2)出口端依次连接有节流装置(3)、蒸发器(4)和压缩机(1)；所述压缩机(1)出口端与冷凝器(2)入口端相连接，形成循环制冷系统；
所述循环制冷系统内部填充有制冷剂(5)；所述制冷剂(5)从压缩机(1)出口端流出，依次流经冷凝器(2)、节流装置(3)和蒸发器(4)，并流入压缩机(1)入口端；
所述内衬管(2-2)设置于外套管(2-1)的出口端。
2.根据权利要求1所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述外套管(2-1)内表面为高低不平的齿形结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述内衬管(2-2)外表面为高低不平的齿形结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述内衬管(2-2)为内部中空两端密封的结构。
5.根据权利要求4所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述内衬管(2-2)为柱形腔体结构；所述内衬管(2-2)两端设置有延伸部；所述内衬管(2-2)两端为曲面的流线型结构。
6.根据权利要求1或2所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述内衬管(2-2)为内部为中空、一端开口的盲管结构；内衬管(2-2)的开口朝向与制冷剂(5)的流动方向相同。
7.根据权利要求6所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述内衬管(2-2)的长度短于外套管(2-1)的长度。
8.根据权利要求1所述的一种叠层套管式冷凝器，其特征在于，所述节流装置(3)为毛细管。
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