CN113294941A - 一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器及其工作方法，涉及蒸发器技术领域。本发明的蒸发器主体内开设有至少一组冷媒交换循环通道和一组热媒交换循环通道；每组冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道均包括竖直开设于蒸发器主体内的两个贯穿通道，冷媒交换循环通道的贯穿通道的上或下端设置有分流管或冷媒进液口/冷媒出液口，冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内的封闭环为交错布置，冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道的两贯穿通道端部的分流管之间通过板换内的导流孔实现流通交互。本发明换热速度更快，换热效果能得到极大提高；采用横向放置，确保了本蒸发系统的回油的通畅，不仅节约占地面积，还会节省用料，减少初期投资。
Description
技术领域
本发明属于蒸发器技术领域，特别是涉及一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器以及一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器的工作方法。
背景技术
板式换热器是一种间壁式换热器，用于实现冷热流体之间热量交换的装置。板式换热器有着不同结构类型的板片间能够自由的结合的特点，作为一种高效紧凑式换热器，板式换热器在工业领域的换热效果远高于管壳式换热器。随着制冷技术的不断发展，现有的立式板式换热器因其存在分液不均，结构不合理，冷冻油无法排出的弊端，从而导致换热器换热效率不高，已无法满足制冷系统需求。
发明内容
本发明提供了一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器及其工作方法，解决了以上问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，包括蒸发器主体，所述蒸发器主体包括位于上固定板与下固定板之间竖向等间距布置的若干层板换，相邻上下板换之间的外侧部环绕形成“Y”字形翅片，使相邻上下板换之间形成容纳空腔结构，所述蒸发器主体内开设有至少一组冷媒交换循环通道和一组热媒交换循环通道；
每组所述冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道均包括竖直开设于蒸发器主体内的两个贯穿通道，所述冷媒交换循环通道的贯穿通道的上或下端设置有分流管或冷媒进液口/冷媒出液口，对应地，所述热媒交换循环通道的贯穿通道的上或下端设置有热媒进液口/热媒出液口或分流管；冷媒交换循环通道与热媒交换循环通道的两端所布置部件方向相反；
所述冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内相邻上下板换之间间隔环绕的方式焊接有封闭环，且所述冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内的封闭环为交错布置，每组所述冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道内的封闭环为相同层布置；所述冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道的两贯穿通道端部的分流管之间通过板换内的导流孔实现流通交互。
进一步地，所述封闭环采用的是与贯穿通道内径相同的圆环状结构，将上下相邻两板换位于贯穿通道位置处的孔道实现周侧的闭环式封闭。
进一步地，所述分流管采用的是外径与贯穿通道内径相同的一端为封盖的管状结构，其周侧环绕均匀设置有与导流孔相连的开孔。
进一步地，所述导流孔为开设于冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内位于分流管位置各板换内的孔道，其直径小于板换的厚度。
进一步地，所述蒸发器主体内位于板换与“Y”字形翅片之间的空腔内存放由冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道流经的冷媒或热媒实现热量高效交互。
进一步地，所述蒸发器主体内位于冷媒交换循环通道不设有封闭环的板换之间的空腔内、位于热媒交换循环通道内且位于分流管侧部板块之间的空腔内分别存放有与冷媒交换循环通道相连通的冷媒。
进一步地，所述蒸发器主体内位于热媒交换循环通道不设有封闭环的板换之间的空腔内、位于冷媒交换循环通道内且位于分流管侧部板块之间的空腔内分别存放有与热媒交换循环通道相连通的热媒。
一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器的工作方法，冷媒经过冷媒进液口进入冷媒交换循环通道，并且由端部的分流管与板换内的导流孔实现两贯穿通道的循环流通，这一过程中，冷媒还位于冷媒交换循环通道不设有封闭环的板换之间的空腔内、位于热媒交换循环通道内且位于分流管侧部板块之间的空腔内；
热媒过热媒进液口进入热媒交换循环通道，并且由端部的分流管与板换内的导流孔实现两贯穿通道的循环流通，这一过程中，热媒还位于热媒交换循环通道不设有封闭环的板换之间的空腔内、位于冷媒交换循环通道内且位于分流管侧部板块之间的空腔内；
由内置冷媒和热媒交错布置的空腔，实现冷媒热媒的高效交互。
本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：
1、本发明相较于普通立式高效板式换热器，经过计算，本发明的蒸发液面能扩大几百甚至几千倍，换热速度更快，换热效果能得到极大提高；
2、本发明能极大提高换热效率，现有的板式交换器一般都采用竖向放置，局限了布置的方式，采用本技术方案的蒸发器，可以在制冷设备设计过程中，减小蒸发器的体积，从而缩减整个设备的体积，采用横向放置，确保了本蒸发系统的回油的通畅，不仅节约占地面积，还会节省用料，减少初期投资；
3、本发明的换热效率很高，在制冷设备中应用时所需制冷剂冲注量大大减小，现行制冷剂大部分对环境不友好，且多有易燃易爆的性质，氨气甚至能让人肺部发生钙化，对操作人员的身体健康和人身安全造成极大威胁，一旦大量泄露，会对身体造成永久性伤害，甚至死亡，但采用本发明作为蒸发器，可以极大减小制冷剂冲注量，泄露之后的气体密度不会对操作人员造成实质性伤害；
4、在制冷设备中应用本发明的板式换热器，所需制冷剂冲注量大大减小，往往一个传统制冷系统充注量达十几吨，本发明充注量为几公斤，不需要运送太多制冷剂，会节省很多用电成本，减少运行过程中投资。
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为本发明的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器的结构示意图；
图2为图1中H视角的结构示意图；
图3为图1的结构俯视图；
图4为图1的结构仰视图；
图5为图3中A-A剖面视图；
图6为图3中B-B剖面视图；
图7为图3中C-C剖面视图；
图8为图5中D-D剖面视图；
图9为图6中E-E剖面视图；
图10为图6中F位置的局部放大图；
图11为图7中G-G剖面视图；
图12为本发明的分流管的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-座椅，101-上固定板，102-下固定板，103-板换，104-“Y”字形翅片，105-贯穿通道，2-分流管，201-开孔，3-冷媒进液口/冷媒出液口，4-热媒进液口/热媒出液口，6-导流孔，7-封闭环。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“等间距”、“外侧部”、“环绕”、“上”、“下”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
具体实施例1：
请参阅图1-12所示，本发明的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，包括蒸发器主体1，蒸发器主体1包括位于上固定板101与下固定板102之间竖向等间距布置的100层板换103，相邻上下板换103之间的外侧部环绕形成“Y”字形翅片104，使相邻上下板换103之间形成容纳空腔结构，蒸发器主体1内开设有一组冷媒交换循环通道和一组热媒交换循环通道；
每组冷媒交换循环通道包括竖直开设于蒸发器主体1内的两个贯穿通道105，附图中标记为a和b，冷媒交换循环通道的贯穿通道105的上端设置有两个分流管2，下端设置有冷媒进液口/冷媒出液口3；每组热媒交换循环通道包括竖直开设于蒸发器主体1内的两个贯穿通道105，如图中标记为c和d，热媒交换循环通道的贯穿通道105的下端设置有两个分流管2，上端设置有热媒进液口/热媒出液口4；冷媒交换循环通道与热媒交换循环通道的两端所布置部件方向相反；
冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内相邻上下板换103之间间隔环绕的方式焊接有封闭环7，且冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内的封闭环7为交错布置，每组冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道内的封闭环7为相同层布置；冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道的两贯穿通道105端部的分流管2之间通过板换103内的导流孔6实现流通交互。
封闭环7采用的是与贯穿通道105内径相同的圆环状结构，将上下相邻两板换103位于贯穿通道105位置处的孔道实现周侧的闭环式封闭。
其中，分流管2采用的是外径与贯穿通道105内径相同的一端为封盖的管状结构，其周侧环绕均匀设置有与导流孔6相连的开孔201。
其中，导流孔6为开设于冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内位于分流管2位置各板换103内的孔道，其直径小于板换103的厚度。
其中，蒸发器主体1内位于板换103与“Y”字形翅片104之间的空腔内存放由冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道流经的冷媒或热媒实现热量高效交互。
其中，蒸发器主体1内位于冷媒交换循环通道不设有封闭环7的板换103之间的空腔内、位于热媒交换循环通道内且位于分流管2侧部板块103之间的空腔内分别存放有与冷媒交换循环通道相连通的冷媒。
其中，蒸发器主体1内位于热媒交换循环通道不设有封闭环7的板换103之间的空腔内、位于冷媒交换循环通道内且位于分流管2侧部板块103之间的空腔内分别存放有与热媒交换循环通道相连通的热媒。
一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器的工作方法，冷媒经过冷媒进液口进入冷媒交换循环通道，并且由端部的分流管2与板换103内的导流孔6实现两贯穿通道105的循环流通，这一过程中，冷媒还位于冷媒交换循环通道不设有封闭环7的板换103之间的空腔内、位于热媒交换循环通道内且位于分流管2侧部板块103之间的空腔内；
热媒过热媒进液口进入热媒交换循环通道，并且由端部的分流管2与板换103内的导流孔6实现两贯穿通道105的循环流通，这一过程中，热媒还位于热媒交换循环通道不设有封闭环7的板换103之间的空腔内、位于冷媒交换循环通道内且位于分流管2侧部板块103之间的空腔内；
由内置冷媒和热媒交错布置的空腔，实现冷媒热媒的高效交互。
具体实施例2：
本具体实施例相对于具体实施例1的区别在于：
每组冷媒交换循环通道包括竖直开设于蒸发器主体1内的两个贯穿通道105，冷媒交换循环通道的贯穿通道105的下端设置有两个分流管2，上端设置有冷媒进液口/冷媒出液口3；
每组热媒交换循环通道包括竖直开设于蒸发器主体1内的两个贯穿通道105，热媒交换循环通道的贯穿通道105的上端设置有两个分流管2，下端设置有热媒进液口/热媒出液口4；冷媒交换循环通道与热媒交换循环通道的两端所布置部件方向相反。
有益效果：
1、本发明相较于普通立式高效板式换热器，经过计算，本发明的蒸发液面能扩大几百甚至几千倍，换热速度更快，换热效果能得到极大提高；
2、本发明能极大提高换热效率，现有的板式交换器一般都采用竖向放置，局限了布置的方式，采用本技术方案的蒸发器，可以在制冷设备设计过程中，减小蒸发器的体积，从而缩减整个设备的体积，采用横向放置，确保了本蒸发系统的回油的通畅，不仅节约占地面积，还会节省用料，减少初期投资；
3、本发明的换热效率很高，在制冷设备中应用时所需制冷剂冲注量大大减小，现行制冷剂大部分对环境不友好，且多有易燃易爆的性质，氨气甚至能让人肺部发生钙化，对操作人员的身体健康和人身安全造成极大威胁，一旦大量泄露，会对身体造成永久性伤害，甚至死亡，但采用本发明作为蒸发器，可以极大减小制冷剂冲注量，泄露之后的气体密度不会对操作人员造成实质性伤害；
4、在制冷设备中应用本发明的板式换热器，所需制冷剂冲注量大大减小，往往一个传统制冷系统充注量达十几吨，本发明充注量为几公斤，不需要运送太多制冷剂，会节省很多用电成本，减少运行过程中投资。
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)
1.一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，包括蒸发器主体(1)，所述蒸发器主体(1)包括位于上固定板(101)与下固定板(102)之间竖向等间距布置的若干层板换(103)，相邻上下板换(103)之间的外侧部环绕形成“Y”字形翅片(104)，使相邻上下板换(103)之间形成容纳空腔结构，所述蒸发器主体(1)内开设有至少一组冷媒交换循环通道和一组热媒交换循环通道，其特征在于：
每组所述冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道均包括竖直开设于蒸发器主体(1)内的两个贯穿通道(105)，所述冷媒交换循环通道的贯穿通道(105)的上或下端设置有分流管(2)或冷媒进液口/冷媒出液口，对应地，所述热媒交换循环通道的贯穿通道(105)的上或下端设置有热媒进液口/热媒出液口或分流管(2)；所述冷媒交换循环通道与热媒交换循环通道的两端所布置部件方向相反；
所述冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内相邻上下板换(103)之间间隔环绕的方式焊接有封闭环(7)，且所述冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内的封闭环(7)为交错布置，每组所述冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道内的封闭环(7)为相同层布置；所述冷媒交换循环通道或热媒交换循环通道的两贯穿通道(105)端部的分流管(2)之间通过板换(103)内的导流孔(6)实现流通交互。
2.根据权利要求1所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，其特征在于，所述封闭环(7)采用的是与贯穿通道(105)内径相同的圆环状结构，将上下相邻两板换(103)位于贯穿通道(105)位置处的孔道实现周侧的闭环式封闭。
3.根据权利要求1所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，其特征在于，所述分流管(2)采用的是外径与贯穿通道(105)内径相同的一端为封盖的管状结构，其周侧环绕均匀设置有与导流孔(6)相连的开孔(201)。
4.根据权利要求3所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，其特征在于，所述导流孔(6)为开设于冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道内位于分流管(2)位置各板换(103)内的孔道，其直径小于板换(103)的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，其特征在于，所述蒸发器主体(1)内位于板换(103)与“Y”字形翅片(104)之间的空腔内存放由冷媒交换循环通道和热媒交换循环通道流经的冷媒或热媒实现热量高效交互。
6.根据权利要求5所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，其特征在于，所述蒸发器主体(1)内位于冷媒交换循环通道不设有封闭环(7)的板换(103)之间的空腔内、位于热媒交换循环通道内且位于分流管(2)侧部板块(103)之间的空腔内分别存放有与冷媒交换循环通道相连通的冷媒。
7.根据权利要求5所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器，其特征在于，所述蒸发器主体(1)内位于热媒交换循环通道不设有封闭环(7)的板换(103)之间的空腔内、位于冷媒交换循环通道内且位于分流管(2)侧部板块(103)之间的空腔内分别存放有与热媒交换循环通道相连通的热媒。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种制冷蒸发系统的专用板式蒸发器的工作方法，其特征在于：
冷媒经过冷媒进液口进入冷媒交换循环通道，并且由端部的分流管(2)与板换(103)内的导流孔(6)实现两贯穿通道(105)的循环流通，这一过程中，冷媒还位于冷媒交换循环通道不设有封闭环(7)的板换(103)之间的空腔内、位于热媒交换循环通道内且位于分流管(2)侧部板块(103)之间的空腔内；
热媒过热媒进液口进入热媒交换循环通道，并且由端部的分流管(2)与板换(103)内的导流孔(6)实现两贯穿通道(105)的循环流通，这一过程中，热媒还位于热媒交换循环通道不设有封闭环(7)的板换(103)之间的空腔内、位于冷媒交换循环通道内且位于分流管(2)侧部板块(103)之间的空腔内；
由内置冷媒和热媒交错布置的空腔，实现冷媒热媒的高效交互。
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