CN113639487A - 降膜式换热器 - Google Patents

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CN113639487A CN202010345237.9A CN202010345237A CN113639487A CN 113639487 A CN113639487 A CN 113639487A CN 202010345237 A CN202010345237 A CN 202010345237A CN 113639487 A CN113639487 A CN 113639487A
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陈增辉
郑修新
于迪
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Abstract

本发明属于换热技术领域，具体提供一种降膜式换热器。本发明旨在解决现有降膜式换热器的均液效果不佳的问题。为此，本发明的降膜式换热器包括沿冷媒流动方向依次设置的压力盒、均液板和网状均液构件，压力盒与进液管相连，用于对冷媒进行第一次均液处理，均液板上设置有多个均液孔，用于对冷媒进行第二次均液处理，网状均液构件用于对冷媒进行第三次均液处理，以便冷媒能够在网状均液构件上均匀分布后再流下，网状均液构件能够较现有均液板更好地实现均液效果，在冷媒经过均液板的初步处理后，网状均液构件对冷媒进行进一步更加细致的均液处理，从而大幅提升降膜式换热器的均液效果，进而最大程度地提升降膜式换热器的换热效率。

Description

降膜式换热器
技术领域
本发明属于换热技术领域，具体提供一种降膜式换热器。
背景技术
随着商用空调的日益普及，用户开始越来越重视其换热器的换热效率。为了有效保证换热器的换热效率，现有越来越多的商用空调开始使用降膜式换热器替代原有的满液式换热器，然而现有降膜式换热器依然存在一些不足。具体地，现有降膜式换热器所使用的布液结构均为均液板，即通过在钣金件上开设多个通孔来实现均液效果，而这种在钣金件上大量开孔来实现均液的方式不仅耗时多，而且对机床损伤也很大；特别是在将均液板应用于大型换热器时，均液板很容易产生变形而导致均液效果变差。此外，现有增强均液效果的手段就是增加均液板的设置数量，这种方式不仅效果不明显，而且还会大幅降低冷媒的循环速度而影响换热；并且不同均液板之间的连接也容易导致很多问题，例如，当不同均液板之间采用焊接时，均液板会更容易产生变形问题；而当不同均液板之间采用螺接或铆接时，空调运行时产生的震动又很容易导致连接失效，进而导致可靠性不佳的问题。
相应地，本领域需要一种新的降膜式换热器来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有降膜式换热器的均液效果不佳的问题，本发明提供了一种新的降膜式换热器，所述降膜式换热器包括沿冷媒流动方向依次设置的压力盒、均液板和网状均液构件，所述压力盒与进液管相连，用于对冷媒进行第一次均液处理，所述均液板上设置有多个均液孔，用于对冷媒进行第二次均液处理，所述网状均液构件用于对冷媒进行第三次均液处理，以便冷媒能够在所述网状均液构件上均匀分布后再流下。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧还设置有多个导液结构。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述导液结构呈三棱柱状，所述三棱柱的一个侧面与所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧相连。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述导液结构为锥状结构，所述锥状结构的底面与所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧相连。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述锥状结构呈圆锥状或多棱锥状。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述导液结构的竖向高度设置在10mm至100mm之间。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述降膜式换热器还包括设置在所述导液结构下方的换热管支撑架，所述换热管支撑架上设置有多个安装孔，换热管通过所述安装孔架设至所述换热管支撑架上。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述多个安装孔中的一部分形成第一孔组，所述多个安装孔中的另一部分形成第二孔组，所述第一孔组位于所述第二孔组的上方，并且所述第一孔组呈矩形分布，所述第二孔组呈弓形分布。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述第一孔组的长小于所述第二孔组的弦长。
在上述降膜式换热器的优选技术方案中，所述网状均液构件的厚度设置在30mm至100mm之间。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，本发明的降膜式换热器包括沿冷媒流动方向依次设置的压力盒、均液板和网状均液构件，压力盒与进液管相连，用于对冷媒进行第一次均液处理，经过压力盒实现一次均布后的冷媒流至均液板上，均液板上设置有多个均液孔，用于对冷媒进行第二次均液处理，以便保证冷媒的流动范围能够与换热管的铺设范围相匹配，进而有效保证所述降膜式换热器的均液效果，网状均液构件用于对冷媒进行第三次均液处理，以便冷媒能够在网状均液构件上均匀分布后再流下，网状均液构件能够较均液板实现更好的均液效果，在冷媒经过均液板的初步处理后，网状均液构件能够对冷媒进行进一步更加细致的均液处理，从而大幅提升所述降膜式换热器的均液效果，进而最大程度地提升所述降膜式换热器的换热效率。
进一步地，本发明还通过将所述网状均液构件的厚度设置在30mm至100mm之间，以便在有效保证均液效果的同时，还能有效保证冷媒的流动速度，从而有效防止冷媒在经过所述网状均液构件时出现过多蒸发，以便进一步有效保证所述降膜式换热器的换热效率。
进一步地，本发明还通过在所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧设置多个所述导液结构来有效避免冷媒容易聚集滴落的问题，从而进一步保证均液效果，进而有效保证换热效率。
进一步地，本发明还通过将所述导液结构的竖向高度设置在10mm至100mm之间，以便在有效保证均液效果的同时，还能有效保证冷媒的流动速度，从而有效防止冷媒在经过所述导液结构时出现过多蒸发，以便进一步有效保证所述降膜式换热器的换热效率。
进一步地，本发明还通过将所述换热管支撑架设置在所述导液结构下方，以使冷媒能够在所述导液结构的导向作用下准确滴落至换热管上，以便最大程度地保证冷媒的换热效果。
进一步地，本发明还通过将所述第一孔组设置在所述第二孔组的上方，并且使所述第一孔组呈矩形分布，所述第二孔组呈弓形分布，以便流经架设在所述第一孔组上的换热管的冷媒能够更好地滴落至架设在所述第二孔组上的换热管上，从而最大程度地发挥冷媒的换热作用，进而大幅提升所述降膜式换热器的换热效率。
进一步地，本发明中的所述第一孔组的长小于所述第二孔组的弦长，以便架设在所述第二孔组上的换热管能够更好地接住通过架设在所述第一孔组上的换热管滴落的冷媒，从而有效保证所有冷媒都能实现充分蒸发。
附图说明
图1是本发明的降膜式换热器的第一内部结构示意图；
图2是本发明的降膜式换热器的第二内部结构示意图；
图3是本发明的降膜式换热器的第三内部结构示意图；
图4是本发明的均液板、网状均液构件和导液结构的第一结构示意图；
图5是本发明的均液板、网状均液构件和导液结构的第二结构示意图；
图6是换热管支撑架的结构示意图；
附图标记：11、壳体；12、进液管；13、压力盒；14、均液板；15、网状均液构件；16、导液结构；17、换热管支撑架；171、安装孔；18、固定构件。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，本发明不对所述降膜式换热器的应用对象作任何限制，即所述降膜式换热器可以应用于各种类型的空调；这种应用对象的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横向”、“竖向”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先参阅图1和图3，其中，图1是本发明的降膜式换热器的第一内部结构示意图；图2是本发明的降膜式换热器的第二内部结构示意图；图3是本发明的降膜式换热器的第三内部结构示意图。如图1至3所示，本发明的降膜式换热器包括圆柱状的壳体11，所述降膜式换热器的其他构件均设置在壳体11中，进液管12的上端与空调的主循环回路相连，并且进液管12穿设于壳体11上，以便向所述降膜式换热器中输入冷媒。需要说明的是，为了方便示出所述降膜式换热器的内部结构，图1和图2中示出的壳体11的前侧面和后侧面均未封闭，而实际使用中壳体11是封闭的，其上通常仅设置有进液孔和出液孔。当然，本发明也不对出液孔的设置位置作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要所述降膜式换热器中的冷媒能够通过进液孔和出液孔实现冷媒循环即可；优选地，所述出液孔设置在壳体11的前侧面或者后侧面上，以便冷媒能够在所述降膜式换热器中充分蒸发后再输出。此外，还需要说明的是，本发明不对壳体11的形状和材质作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定；这种具体结构的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。
具体地，所述降膜式换热器还包括沿冷媒流动方向(即自上而下)依次设置的压力盒13、均液板14和网状均液构件15，进液管12的下端与压力盒13相连，即，空调的主循环回路中的冷媒能够通过进液管12进入压力盒13中。压力盒13能够对冷媒进行第一次均液处理，以便冷媒能够经过压力盒13实现一次均布后再流至均液板14上；均液板14能够对冷媒进行第二次均液处理，以便有效保证冷媒的流动范围能够与换热管的铺设范围相匹配，进而有效保证所述降膜式换热器的均液效果；网状均液构件15能够对冷媒进行第三次均液处理，以便冷媒能够在网状均液构件15上均匀分布后再流下，网状均液构件15能够较均液板14实现更好的均液效果，在冷媒经过均液板14的初步处理后，网状均液构件15能够对冷媒进行进一步更加细致的均液处理，从而大幅提升所述降膜式换热器的均液效果，进而最大程度地提升所述降膜式换热器的换热效率。
如图2和3中所示，压力盒13通常是一个呈长方体状的盒体，成股的冷媒通过进液管12进入压力盒13中，并且在重力和冲击力的作用下四散流开，从而在盒体内四散开来而实现第一次冷媒均布。当然，压力盒13的底面结构设置会影响压力盒13的均液效果，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，本发明不对其具体结构设置作任何限制，只要压力盒13能够起到均液效果即可；例如，压力盒13的底面上可以设置有多个通孔，也可以设置有多个通槽。此外，本领域技术人员还能够理解的是，本发明不对压力盒13的整体结构和形状设置作任何限制，只要压力盒13能够在所述降膜式换热器中起到初步均液的效果即可。
进一步地，均液板14的主体为长方形的板状结构，其板状结构上设置有多个均液孔(图中未示出)，通过压力盒13流下的冷媒流至均液板14上，再在均液板14的主体上进一步扩散，以便扩大其横向流动范围，接着再通过所述多个均液孔流下，从而实现均液效果。需要说明的是，本发明不对所述均液孔的尺寸、数量和分布方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要其能够实现均液效果即可；作为一种优选实施方式，所述多个均液孔呈阵列分布，以便有效提升均液板14的均液效果。此外，还需要说明的是，本发明不对均液板14的形状、厚度和材质作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要均液板14能够起到均液效果即可；优选地，均液板14由钣金件制成，并且均液孔通过冲压方式形成。
接着，参阅图4和图5，其中，图4是本发明的均液板、网状均液构件和导液结构的第一结构示意图；图5是本发明的均液板、网状均液构件和导液结构的第二结构示意图。如图4和5中所示，网状均液构件15整体上呈长方体状结构，其横截面形状与均液板14的主体的横截面形状相同，即通过均液板14流下的冷媒能够直接流至网状均液构件15上，以便所有冷媒都能够通过网状均液构件15实现深度均布。需要说明的是，本发明不对网状均液构件15的具体内部结构作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要其能够起到良好的均液效果即可。作为一种优选实施例，网状均液构件15的内部呈丝圈状，丝圈状结构更有利于冷媒的分散流动，以便最大程度地提升网状均液构件15的均液效果，进而大幅提升所述降膜式换热器的换热效率；当然，网状均液构件15的内部还可以设置成网格状。此外，本领域技术人员能够理解的是，本发明不对网状均液构件15的具体形状作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，优选为与均液板14的形状相匹配。
进一步优选地，通过反复测试发现，将网状均液构件15的厚度(即竖向尺寸)设置在30mm至100mm之间能够有效兼顾均液效果和冷媒的流动速度，即，在有效保证其均液效果的同时，还能有效保证冷媒的流动速度，从而有效防止冷媒在经过网状均液构件15时出现过多蒸发，进而有效保证所述降膜式换热器的换热效率。同时，网状均液构件15的具体厚度由空调所使用的冷媒的粘度确定，具体为空调所使用的冷媒的粘度越大，网状均液构件15的厚度越小，空调所使用的冷媒的粘度越小，网状均液构件15的厚度越大。需要说明的是，本发明不对网状均液构件15的材质作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，例如，网状均液构件15可以由金属材料制成，例如不锈钢，也可以用塑料制成，这种具体材质的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。
此外，均液板14的主体两端均向下延伸再向内折回而形成两个矩形固定槽，网状均液构件15的两端可以分别卡至两侧的矩形固定槽中，以便均液板14能够对网状均液构件15起到一定的支撑效果，从而有效避免网状均液构件15产生变形而影响均液效果的问题。均液板14上还设置有四个固定构件18，固定构件18呈条状结构，并且固定构件18与均液板14的主体之间形成有矩形状通槽，网状均液构件15能够卡至该矩形状通槽中，以便固定构件18能够对网状均液构件15起到进一步的固定效果，从而有效保证网状均液构件15在使用过程中不会产生变形，进而有效保证网状均液构件15良好的均液效果。需要说明的是，本发明不对固定构件18的具体结构和设置数量作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要固定构件18能够对网状均液构件15起到固定效果即可。同时，本发明也不对网状均液构件15的具体固定方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要能够固定网状均液构件15即可；例如，通过在壳体11中设置固定支架来实现网状均液构件15的固定。
继续参阅图4和图5，网状均液构件15的下侧还设置有九个导液结构16，在本优选实施例中，导液结构16呈三棱柱状，该三棱柱的一个侧面与网状均液构件15的下侧面相连，以便对冷媒起到进一步的导向作用。具体地，九个导液结构16均沿网状均液构件15的长度方向设置，并且所有导液结构16之间均呈平行设置，两个相邻导液结构16之间的间距相同，以便有效保证冷媒能够更好地实现均布。需要说明的是，本发明不对网状均液构件15的具体设置数量和分布方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。同时，技术人员也可以根据实际使用需求自行调整导液结构16的具体形状，只要其对冷媒具有导向效果即可。例如，在另一种优选实施例中，导液结构16还可以是锥状结构，圆锥状或多棱锥状均可；并且当导液结构16设置为锥状结构时，多个导液结构16可以采用阵列分布，以便有效保证所述降膜式换热器的均液效果。
进一步优选地，通过反复测试发现，将导液结构16的竖向高度设置在10mm至100mm之间能够有效兼顾均液效果和冷媒的流动速度，即，在有效保证其均液效果的同时，还能有效保证冷媒的流动速度，从而有效防止冷媒在经过导液结构16时出现过多蒸发，进而有效保证所述降膜式换热器的换热效率。同时，导液结构16的具体高度由空调所使用的冷媒的粘度确定，具体为空调所使用的冷媒的粘度越大，导液结构16的高度越小，空调所使用的冷媒的粘度越小，导液结构16的高度越大。需要说明的是，本发明不对导液结构16的具体材质作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。
继续参阅图2、图3和图6，其中，图6是换热管支撑架的结构示意图。如图2、3和6所示，所述降膜式换热器还包括设置在导液结构16下方的三个换热管支撑架17，换热管支撑架17上设置有多个安装孔171，换热管能够依次穿过三个换热管支撑架17上对应设置的三个安装孔171而架设至三个换热管支撑架17之间。通常地，换热管中流动的都是水，冷媒滴落在换热管上，与换热管中的水进行换热，以便冷媒能够通过换热管中的水来实现制冷或制热的效果，从而有效满足用户的换热需求。作为一种优选实施例，每个导液结构16的下方均对应设置有一根换热管，即，架设在换热管支撑架17最上方的换热管的轴线正好位于其上方对应设置的导液结构16的中心的下方。需要说明的是，本发明不对换热管支撑架17的具体设置数量以及换热管支撑架17支撑换热管的具体方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要换热管能够通过换热管支撑架17实现固定即可；例如，换热管还可以仅通过一个换热管支撑架17实现固定，只要将换热管支撑架17的厚度增大即可，当然也可以借助其他具有固定效果的构件。
进一步地，在本优选实施例中，多个安装孔171形成有三个第一孔组和一个第二孔组，参阅图6中的方位，三个所述第一孔组均位于所述第二孔组的上方，并且三个所述第一孔组均呈矩形分布，所述第二孔组呈弓形分布。具体地，三个所述第一孔组之间呈间隔设置，并且三个所述第一孔组所呈现的矩形的宽度依次减小，以便三个所述第一孔组上所支撑的换热管的层数依次减少，从而有效保证每根换热管的换热效果都能保持一致，进而有效保证输出水温能够保持稳定。本领域技术人员能够理解的是，虽然本优选实施例中设置有三个第一孔组，但是，这种数量设定并不是限制性的，技术人员可以根据实际使用需求自行调整。同时，在本优选实施例中，所述第二孔组所呈现的弓形的弧线部分朝下，并且所述第二孔组所呈现的弓形的弦长大于所述第一孔组所呈现的矩形的长度，以便架设在所述第二孔组上的换热管能够更好地接收架设在所述第一孔组上的换热管所滴落的冷媒，以便保证下部有更多换热管能够与聚集的冷媒进行充分换热，以使所述降膜式换热器中的冷媒能够实现充分蒸发，从而有效保证所述降膜式换热器的换热效率，进而有效保证整个空调的换热效率。需要说明的是，本发明也不对所述第二孔组所呈现的具体形状作严格限制，技术人员可以根据实际使用需求自行调整，只要其面向所述第一孔组的部分所架设的换热管的整体宽度大于所述第一孔组沿横向架设的换热管的整体宽度即可。
至此，已经结合附图描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降膜式换热器，其特征在于，所述降膜式换热器包括沿冷媒流动方向依次设置的压力盒、均液板和网状均液构件，
所述压力盒与进液管相连，用于对冷媒进行第一次均液处理，所述均液板上设置有多个均液孔，用于对冷媒进行第二次均液处理，所述网状均液构件用于对冷媒进行第三次均液处理，以便冷媒能够在所述网状均液构件上均匀分布后再流下。
2.根据权利要求1所述的降膜式换热器，其特征在于，所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧还设置有多个导液结构。
3.根据权利要求2所述的降膜式换热器，其特征在于，所述导液结构呈三棱柱状，所述三棱柱的一个侧面与所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧相连。
4.根据权利要求2所述的降膜式换热器，其特征在于，所述导液结构为锥状结构，所述锥状结构的底面与所述网状均液构件的背离所述均液板的一侧相连。
5.根据权利要求4所述的降膜式换热器，其特征在于，所述锥状结构呈圆锥状或多棱锥状。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的降膜式换热器，其特征在于，所述导液结构的竖向高度设置在10mm至100mm之间。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的降膜式换热器，其特征在于，所述降膜式换热器还包括设置在所述导液结构下方的换热管支撑架，
所述换热管支撑架上设置有多个安装孔，换热管通过所述安装孔架设至所述换热管支撑架上。
8.根据权利要求7所述的降膜式换热器，其特征在于，所述多个安装孔中的一部分形成第一孔组，所述多个安装孔中的另一部分形成第二孔组，
所述第一孔组位于所述第二孔组的上方，并且所述第一孔组呈矩形分布，所述第二孔组呈弓形分布。
9.根据权利要求8所述的降膜式换热器，其特征在于，所述第一孔组的长小于所述第二孔组的弦长。
10.根据权利要求1所述的降膜式换热器，其特征在于，所述网状均液构件的厚度设置在30mm至100mm之间。
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