CN114763947A - 蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种蒸发器，包括：壳体、第一换热管组、第二换热管组、第一侧换热管挡板装置、第二侧换热管挡板装置和再分配装置，所述第一换热管组位于所述第二换热管组上方，所述第一换热管组的列数大于所述第二换热管组的列数；所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置分别设置在所述第一换热管组和所述第二换热管组的相对的两侧，并沿着所述第一换热管组和所述第二换热管组的外轮廓布置，以引导制冷剂从所述第一换热管组流向第二换热管组；所述再分配装置设置在第一换热管组和第二换热管组之间，以向第二换热管组均匀地分配制冷剂。本申请中的蒸发器具有较高的换热效率。

Description

蒸发器
技术领域
本申请涉及一种蒸发器，尤其是涉及一种换热效率高的蒸发器。
背景技术
传统的制冷系统具有蒸发器、冷凝器、节流装置和压缩机。低温的制冷剂液 体通过蒸发器时，与外界进行热量交换，吸收外界的热量，从而降低外界温度， 达到制冷的效果，外界可以为空气，也可以为冷却水。换热后制冷剂液体气化变 为气态制冷剂进入压缩机。蒸发器的换热效率受到多方面因素影响。
发明内容
本申请提供一种蒸发器，该蒸发器的换热效率较高。
本申请中的蒸发器，包括：壳体、第一换热管组和第二换热管组、第一侧换 热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置以及再分配装置，所述壳体具有容腔，所 述容腔具有长度方向、宽度方向和高度方向；第一换热管组和第二换热管组中的 换热管沿着所述容腔的长度方向延伸，并且沿着所述容腔的宽度方向和高度方向 排布，所述第一换热管组位于所述第二换热管组上方，其中，在所述容腔的宽度 方向上，所述第一换热管组的列数大于所述第二换热管组的列数；所述第一侧换 热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置在所述容腔的宽度方向上分别设置在所 述第一换热管组和所述第二换热管组的相对的两侧，并沿着所述第一换热管组和 所述第二换热管组的外轮廓布置；所述再分配装置设置在第一换热管组和第二换 热管组之间，并且所述再分配装置在所述容腔的宽度方向上的两端分别与所述第 一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置连接，其中，所述再分配装置沿着所述容腔的长度方向延伸以覆盖所述第二换热管组的顶部，并与所述第一换热管 组下部之间具有一定间距，所述再分配装置上设有数排孔，所述数排孔中的每一 排孔沿着所述换热管的延伸方向布置，所述数排孔中的每排孔与第二换热管组中 相应的一列换热管对齐。
如上所述的蒸发器，所述第一换热管组和所述第二换热管组分别相对于所述 容腔的沿高度方向延伸的中心分界面对称布置。
如上所述的蒸发器，所述第一换热管组和所述第二换热管组的宽度相同。
如上所述的蒸发器，所述第一换热管组具有第一换热管组上部和第一换热管 组下部，在所述容腔的宽度方向上，第一换热管组上部的宽度大于所述第二换热 管组的宽度。
如上所述的蒸发器，所述第一换热管组下部的宽度自上而下逐渐缩小，第一 换热管组下部的顶部的宽度与所述第一换热管组上部的宽度相同，所述第一换热 管组下部的底部与所述第二换热管组的宽度相同。
如上所述的蒸发器，在所述容腔的宽度方向上，所述再分配装置上的数个孔 的尺寸从所述再分配装置的中间向两侧逐渐缩小。
如上所述的蒸发器，还包括：第三换热管组，所述第三换热管组位于所述容 腔的底部，并位于所述第二换热管组的下方，所述第三换热管组与所述第二换热 管组之间具有一定间距以形成流通空间，从而使得从第二换热管组流出的气态制 冷剂能够通过所述流通空间流向设置在所述壳体上的制冷剂出口。
如上所述的蒸发器，所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置分 别包括至少一个挡板排气通道，在所述容腔的高度方向上，所述挡板排气通道位 于第二换热管组上方，所述至少一个挡板排气通道被配置为将所述第一换热管组 中的气态制冷剂排出。
如上所述的蒸发器，所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置分 别包括第一侧上部挡板下段和第二侧上部挡板下段，所述第一侧上部挡板下段和 第二侧上部挡板下段设置在所述第一换热管组下部的两侧，所述第一侧上部挡板 下段和第二侧上部挡板下段上分别设有数个排气孔，所述数个排气孔中的每个排 气孔形成一个挡板排气通道，所述数个排气孔沿着所述容腔的长度方向排列，所 述数个排气孔中的每个排气孔在从所述第一换热管组上部向所述第二换热管组 的方向上形成长条状。
如上所述的蒸发器，所述第一换热管组具有换热管排气通道，所述换热管排 气通道形成在第一换热管组的换热管之间，所述换热管排气通道从所述第一换热 管组下部的两侧向内并向上延伸，在所述容腔的垂直于长度方向的截面上，所述 换热管排气通道的宽度大于所述换热管排气通道上方的换热管之间的间隙。
如上所述的蒸发器，所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置中 的每一个包括上部挡板和和下部挡板，所述上部挡板设置在所述第一换热管组的 一侧，所述下部挡板包括主体段和延伸段，所述主体段设置在所述第二换热管组 的一侧，所述延伸段自所述主体段段向上延伸，并且所述延伸段和所述上部挡板 至少部分地重叠，所述上部挡板和所述延伸段之间形成所述挡板排气通道。
如上所述的蒸发器，所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置中 的每一个还包括至少一个横向挡板，所述至少一个横向挡板设置在所挡板排气通 道中，所述至少一个横向挡板横向于下部挡板的延伸段延伸，所述至少一个横向 挡板上设有数个开口，以使得气态制冷剂能够通过。
如上所述的蒸发器，所述至少一个横向挡板的数量为两个，并沿着挡板排气 通道的延伸方向布置，所两个横向挡板上的开口交错布置。
本申请中的蒸发器的降膜换热管组具有列数不同的两部分，其中上部换热管 组的列数大于下部换热管组的列数。在两部分换热管组之间设有再分配装置，以 使得下部换热管组的换热管的能够获得足量的液态制冷剂流量。本申请中的降膜 换热管组的设置能够提高蒸发器的换热效率。
附图说明
图1是制冷系统100的示意框图；
图2是图1中蒸发器130的第一实施例立体图；
图3是图2中蒸发器的一个径向截面示意图；
图4是图3中主分配装置330和部分降膜换热管组310示意图；
图5是图3中再分配装置350第一实施例的立体图；
图6是图3中再分配装置350的第二实施例的俯视图；
图7是本申请中蒸发器的第二实施例的径向截面示意图；
图8A是图7中A部的局部放大图；
图8B是图7中第一侧上部挡板下段的俯视图；
图9A是本申请中蒸发器的第三实施例的径向截面示意图；
图9B是图8A中B部的局部放大图；
图10A是本申请中蒸发器的第四实施例的径向截面图的局部放大图；
图10B是图10A中横向挡板的俯视图；
图11是本申请中蒸发器的第五实施例的径向截面示意图。
具体实施方式
下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行 描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、 “上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“正”、“反”、“近端”、“远 端”、“横向”、“纵向”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用 这些术语只是为了方便说明的目的，这些术语是基于附图中显示的示例性方位而 确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方 向的术语只是作为说明而不应视作为限制。
本申请中所使用的诸如“第一”和“第二”等序数词仅仅用于区分和标识，而不 具有任何其他含义，如未特别指明则不表示特定的顺序，也不具有特定的关联性。 例如，术语“第一部件”本身并不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身也 不暗示“第一部件”的存在。
图1是制冷系统100的示意框图。如图1所示，制冷系统100包括压缩机 110、冷凝器120、节流装置140和蒸发器130，它们由管道连接成一个制冷剂循 环回路，并在回路中充注有制冷剂。如图1中的箭头方向所示，制冷剂依次流经 压缩机110、冷凝器120、节流装置140和蒸发器130，再次进入压缩机110。在 制冷过程中，节流装置140将由冷凝器120来的高压液态制冷剂节流，使其压力 降低；低压制冷剂在蒸发器130内与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的 热量而汽化；汽化产生的制冷剂蒸汽被压缩机110吸入，经压缩后以高压排出； 压缩机110排出的高温高压气态制冷剂在冷凝器120内与环境介质进行热交换， 释放出热量并凝结成液态制冷剂；高温液态制冷剂再次流经节流装置140而降压。 如此周而复始，产生连续制冷效应。
图2是图1中蒸发器130的第一实施例立体图，如图2所示，蒸发器130 具有壳体201，壳体201包括圆筒形的主体204和一对管板208和209，圆筒形 主体204为两端开口的筒状，一对管板208和209分别置在圆筒形的主体204 的两端，以封住圆筒形主体204两端的开口。圆筒形的主体204和一对管板208 和209围成容腔305(参见图3)，容腔305用于容纳换热管。参见图2中所示的 位置，蒸发器130具有高度方向H，长度方向L和宽度方向W，容腔305的高 度方向，长度方向和宽度方向与蒸发器130的方向一致。圆筒形的主体204上设 有制冷剂入口211和制冷剂出口212，其中制冷剂入口211和制冷剂出口212均 位于蒸发器130的高度方向上的上部。制冷系统100中的液态制冷剂或气液混合 制冷剂从制冷剂入口211进入蒸发器130，在蒸发器130中吸热后变为气态制冷 剂，由制冷剂出口212排出。
图3是图2中蒸发器的一个径向剖面示意图，如图3所示，壳体201的内部 形成容腔305，容腔305内设有降膜换热管组310、满液换热管组320、主分配 装置330、除雾器340、再分配装置350、第一侧换热管挡板装置351和第二侧 换热管挡板装置352。结合图2和图3所示，制冷剂入口211和制冷剂出口212 均在壳体201的上方。其中，制冷剂入口211位于蒸发器130的长度方向和宽度 方向上的中部，以利于制冷剂的均匀分配。制冷剂出口212和制冷剂入口211在 径向方向上错开布置。主分配装置330设置在降膜换热管组310的上方，并与制 冷剂入口211连通，以将从而制冷剂入口211接收到的制冷剂均匀分配后送入降 膜换热管组310。除雾器340自主分配装置330的边缘向外延伸直至与壳体201 的内壁连接。第一侧换热管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352分别设置 在降膜换热管组310的两侧。满液换热管组320设置在容腔305的底部，并与降 膜换热管组310的底部之间具有一定间距。再分配装置350设置在降膜换热管组 310中。
降膜换热管组310和满液换热管组320分别是由多根换热管依次排列形成的 换热管束。换热管束中的每个换热管沿着容腔305的长度方向L延伸。每个换 热管内部形成流体通道，用于流通水或其它介质。每个换热管与相邻的换热管之 间的间隙形成制冷剂通道，用于流通制冷剂。流体通道内的介质与制冷剂通道内 的制冷剂通过换热管的管壁进行热量交换。满液换热管组320由容腔壳体201 的底部的内壁向上排列，满液换热管组320具有顶部312和底部313。底部313 大致紧邻并沿着壳体201的内壁布置，顶部312的高度基本一致。从蒸发器130 的一个径向截面上看去，满液换热管组320的底部313的轮廓大致为圆弧形，顶 部312的轮廓大致为水平的直线，底部313的两端与顶部312的两端相接。
降膜换热管组310包括第一换热管组301和第二换热管组302，其中第一换 热管组301设置在第二换热管组302的上部。在容腔305的宽度方向上，第二换 热管组302设置在满液换热管组320上方，并与满液换热管组320之间具有一定 间距，从而形成流通空间361，以使得气态制冷剂易于从流通空间361通过。在 本申请中，满液换热管组即为第三换热管组。第一换热管组301和第二换热管组 302中的换热管分别按列均匀布置，每一列换热管与相邻列的换热管之间的间距 相等。第一换热管组301换热管的列数为C1，第二换热管组302中换热管的列 数为C2，其中第一换热管组301换热管的列数C1大于第二换热管组302中换热管的列数C2。在本实施例中，第一换热管组301的相邻的列之间的间距与第二 换热管组302的相邻的列之间的间距相等，从而在容腔305的宽度方向上，第一 换热管组301的最大宽度大于第二换热管组302的最大宽度。其中，第一换热管 组301包括第一换热管组上部341和第一换热管组下部342。在容腔305的宽度 方向上，第一换热管组上部341和第二换热管组302分别自上而下为同一宽度， 第一换热管组下部342的宽度自上而下宽度逐渐缩小。第一换热管组下部342 的顶部316的宽度与第一换热管组上部341的宽度相等，第一换热管组下部342 的底部317的宽度与第二换热管组302的宽度相等。在容腔305的宽度方向上， 第一换热管组上部341和第二换热管组302的外侧的轮廓大致为沿着竖直方向延 伸的平面，第一换热管组下部342下部的外侧轮廓形成自上而下向内倾斜的斜面。
在容腔305的宽度方向上，降膜换热管组310的两侧分别设有第一侧换热管 挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352，第一侧换热管挡板装置351和第二 侧换热管挡板装置352紧邻降膜换热管组310在宽度方向上的两侧。第一侧换热 管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352沿着降膜换热管组310的外轮廓布 置。第一侧换热管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352分别包括位于第一 换热管组301两侧的第一侧上部挡板381和第二侧上部挡板382，以及位于第二 换热管组302两侧的第一侧下部挡板383和第二侧下部挡板384。第一侧上部挡 板381包括位于第一换热管组上部341一侧的第一侧上部挡板上段385和第一侧 上部挡板下段387，第二侧上部挡板382包括位于第一换热管组上部341另一侧的第二侧上部挡板上段386和第二侧上部挡板下段388。与降膜换热管组310的 外轮廓一致，第一侧上部挡板上段385、第二侧上部挡板上段386、第一侧下部 挡板383和第二侧下部挡板384分别沿着容腔305高度方向和长度方向延伸。第 一侧上部挡板上段385和第二侧上部挡板上段386之间的间距大于第一侧下部挡 板383和第二侧下部挡板384之间的间距。第一侧上部挡板下段387的两端分别 与第一侧上部挡板上段385和第一侧下部挡板383连接，第二侧上部挡板下段 388的两端分别与第二侧上部挡板上段386和第二侧下部挡板384连接，从而第 一侧上部挡板下段387和第二侧上部挡板下段388自上而下朝向彼此倾斜。
第一侧换热管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352与降膜换热管组 310存在较小的间隙。第一侧换热管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352 与壳体201之间具有间距，以形成侧部流通空间360。侧部流通空间360用于流 通气态制冷剂。第一侧换热管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352用于引 导制冷剂自上而下从所述第一换热管组301流向第二换热管组302，以避免液态 制冷剂进入侧部流通空间360。
主分配装置330设置在降膜换热管组310的上方，再分配装置350设置在第 一换热管组301和第二换热管组302之间。主分配装置330和再分配装置350 将液态的制冷剂均匀分配至每列换热管。除雾器340自主分配装置330的外侧边 缘延伸至与壳体201的内壁连接。从而除雾器340和主分配装置330将容腔305 分隔成上部空间391和下部空间392。除雾器340为具有多个孔的网状结构，上 部空间391和下部空间392通过除雾器340上的孔流体连通。其中制冷剂出口 212和制冷剂入口211设置均在上部空间391处的壳体201上，制冷剂入口211 与主分配装置330连通。
图4是图3中主分配装置330和部分降膜换热管组310示意图，如图4所示， 主分配装置330包括底板401，顶板402、一对侧板403和404和导流管414， 其中底板401，顶板402沿着容腔305的宽度方向和长度方向延伸，一对侧板403 和404沿着容腔305的高度和长度方向延伸。底板401、侧板403、顶板402和 侧板404依次连接，围成腔室408。顶板402上设有导流管孔413，导流管414 的一端与导流管孔413连通，另一端与制冷剂入口211连通。底板401上设有数 排孔419，每一排孔419包含多个孔，每一排孔419中的孔沿着所述换热管的延 伸方向布置。底板401上的孔的排数与第一换热管组301的列数相等，并且数排 孔419中的每排孔419与第一换热管组301中相应的一列换热管对齐。自制冷剂 入口211进入主分配装置330的液态制冷剂沿着容腔305的长度方向和宽度方向 流动从而均匀分布在底板401上。主分配装置330的制冷剂通过底板上的每排孔 419流向第一换热管组301中相应的每一列换热管。制冷剂通过主分配装置330 将从制冷剂入口211进入的液态制冷剂均匀地分配到每一列换热管。在本申请的 一些实施例中，底板401上的孔的数量和面积被配置为与进入蒸发器130的制冷 剂的流速匹配，以使得主分配装置330中的制冷剂液位高度保持在一定范围。
图5是图3中再分配装置350第一实施例的立体图，如图5所示，再分配装 置为具有多个孔的平板。与图4中所示的主分配装置330的底板401的结构类似。 再分配装置350设有数排孔519，每一排孔519包含多个孔，每一排孔519中的 孔沿着容腔305的长度方向，也就是换热管的延伸方向布置。主分配装置330 上的孔的排数与第二换热管组302的列数相等(图5为示意性视图，仅示了一部 分孔)，并且数排孔519中的每排孔519与第一换热管组301中相应的一列换热 管对齐。再分配装置350的宽度方向上的两端511和512分别与第一侧换热管挡 板装置351和第二侧换热管挡板装置352连接，其长度方向上的两端514和515 分别与管板连接，从而将第一换热管组301和第二换热管组302分隔开。再分配 装置350上的孔的数量和面积被配置为与经第一换热管组301换热后的液态制冷 剂的流速匹配，以使得液态制冷剂在再分配装置350上的制冷剂液位高度保持在 一定范围。
在图3所示的实施例的一种应用中，第一换热管组上部341、第一换热管组 下部342和第二换热管组中的换热管数量比为492:184:310。第一换热管组上部 341和第一换热管组下部342的列数比为37：23。
在图3所示的实施例中，液态制冷剂从制冷剂入口211进入主分配装置330， 经主分配装置330均匀分配后进入第一换热管组301进行换热。在第一换热管组 301中，一部分液态制冷剂发生热量交换而变为气态制冷剂，一部分液态制冷剂 继续向下流动。由于第一换热管组301中部分制冷剂变为气态，在第一换热管组 301的底部的液态制冷剂的量少于第一换热管组301顶部液态制冷剂的量，第一 换热管组301的底部的液态制冷剂经再分配装置350再次分配后进入第二换热管 组302中进行换热。第二换热管组302继续将一部分液态制冷剂转化为气态制冷 剂，另一部分制冷剂依然为液态，液态制冷剂进入满液换热管组320继续换热。 降膜换热管组310中的液态制冷剂自下而下流动，并且被第一侧换热管挡板装置 351和第二侧换热管挡板装置352所阻挡，而不能扩散至侧部流通空间360。在 满液换热管组中，一部分制冷剂转化为气态制冷剂。由降膜换热管组310和满液 换热管组320换热而产生的气态制冷剂依次流通空间361、侧部流通空间360、 除雾器340和上部空间391后从制冷剂出口212流出。除雾器340能够除去混在 气态制冷剂中的小液滴。
本文说所述的气态制冷剂是指制冷剂中气体占绝大部分，不排除气态制冷剂 中含有少量液滴。
在本申请中，满液换热管组320中的换热管被制冷剂液体浸没，在蒸发器工 作过程中，制冷剂液体的高度大致与满液换热管组320的高度齐平。
在本申请中，第一换热管组301的列数与经主分配装置330分配后的液态制 冷剂的流量匹配，第二换热管组302的列数与经再分配装置350分配后的液态制 冷剂的流量匹配。在本申请中，将降膜换热管组310设置为具有不同列数的两段， 有利于提高蒸发器130的换热效率。
图6是图3中再分配装置350的第二实施例的俯视图，与图5中所示的实施 例类似，所不同的是，再分配装置350上的每排孔中的直径不同。再分配装置 350中的孔在宽度方向上有多排，每一排孔中的每个孔直径相同，但与其它的排 的孔的直径不同。位于宽度方向上的中间的一排孔621中的每个孔直径最大，位 于宽度方向上的两侧的两排孔625，626的中的每个孔直径最小。每排孔的中的 每个孔直径自宽度方向上的中间向两侧逐渐缩小。图6中的再分配装置350也适 用于图3所示的实施例。在图3所示的实施例中，第一换热管组下部342的宽度 逐渐收窄，并且第一换热管组下部342的两侧设有与其形状相匹配的第一侧上部 挡板下段387和第二侧上部挡板下段388，第一侧上部挡板下段387和第二侧上 部挡板下段388为向内倾斜的斜面。由于倾斜的第一侧上部挡板下段387和第二 侧上部挡板下段388的引导，在第一换热管组下部342的底部的两侧处的液态制 冷剂的流量自大于第一换热管组下部342的底部的中间的液态制冷剂的流量。采 用如图6所示的再分配装置350能够使得制冷剂较为均匀地分配到第二换热管组 306中。
在图3所示的实施例中，第一换热管组301产生的气态和液态制冷剂均流向 第二换热管组302。其中第一换热管组301产生的液态制冷剂能够在第二换热管 302中继续换热，而气态制冷剂基本不再参与换热。在一些实施例中，及时将第 一换热管组301中产生的气态制冷剂及时排出，有利于提高第二换热管组302 的换热效率。
图7是本申请中蒸发器的第二实施例的径向截面示意图，图8A是图7中A 部的局部放大图，图8B是图7中第一侧上部挡板下段的俯视图。与图3所示的 实施例相似，所不同的是，图7中的第一换热管组301具有换热管排气通道729， 第一侧换热管挡板装置351和第二侧换热管挡板装置352中设有挡板排气通道。
如图7、图8A和图8B所示，蒸发器700的第一侧换热管挡板装置351和 第二侧换热管挡板装置352分别包括位于第一换热管组下部742的两侧的第一侧 上部挡板下段787和第二侧上部挡板下段788。第一侧上部挡板下段787和第二 侧上部挡板下段788上分别设有数个排气孔705，数个排气孔705中的每个排气 孔705形成一个挡板排气通道708。挡板排气通道708能够将第一换热管组701 中产生的气态制冷剂及时排出。
如7和图8B所示，数个排气孔705沿着容腔305的长度方向排列，数个排 气孔705中的每个排气孔705在从所述第一换热管组上部741向所述第二换热管 组302的方向上形成长条状。长条状的数个排气孔705用于避免过多的液态制冷 剂从排气孔705流入到流通空间760。
如图7和图8A所示，第一换热管组701中设有换热管排气通道729，换热 管排气通道自第一换热管组下部742的两侧向上并朝向第一换热管组701的宽度 方向上中心分界面倾斜延伸。在所述容腔305的垂直于长度方向的截面上，换热 管排气通道729的宽度大于换热管排气通道729上方的换热管之间的间隙。在本 申请的一个实施例中，换热管排气通道729由沿着换热管排气通道729的延伸方 向空出若干根换热管的位置形成，则换热管排气通道729的宽度稍大于换热管直 径。第一换热管组701中产生的气态制冷剂能够通过换热管排气通道729进入挡 板排气通道708。
换热管排气通道729和挡板排气通道708有利于气态制冷剂的迅速排出到流 通空间760，以避免过多的气态制冷剂进入第二换热管组702，冲击第二换热管 组702上的制冷剂液膜，影响第二换热管组702的换热效率。并且同时减少气态 制冷剂冲击第二换热管组702而产生的振动。
图9A是本申请中蒸发器的第三实施例的径向截面示意图，图9B是图9A 中B部的局部放大图。与图7所示的实施例相似，所不同的是挡板排气通道的 设置方式。
如图9A和图9B所示，第一侧换热管挡板装置951包括第一侧上部挡板971 和第一侧下部挡板972，第二侧换热管挡板装置952包括第二侧上部挡板973和 和下部挡板974。第一侧上部挡板971包括上段981和下段982，第二侧上部挡 板973包括上段983和下段984。上段981和983设置在所述第一换热管组上部 941的两侧，下段982和984设置在第一换热管组下部942的两侧。第一侧下部 挡板972包括主体段985和延伸段986，下部挡板974包括主体段987和延伸段 988。主体段985和主体段987设置在第二换热管组902的两侧，延伸段986和延伸段988分别自主体段985和主体段987的顶部沿着大致分别平行于下段982 和下段984的方向向上并向外延伸。延伸段986和延伸段988在容腔305的高度 方向上超过下段982和下段984的底部，从而至少部分地与第一侧上部挡板971 和第二侧上部挡板973重叠。延伸段986与第一侧上部挡板971的下段982之间 具有一定间距从而形成排气通道908，延伸段988与第二侧上部挡板973的下段 984之间具有一定间距从而形成排气通道909。第一换热管组901中产生的气态 制冷剂能够通过排气通道908和排气通道909排出。与图7所示的实施例相比， 本实施例中的液态制冷剂不易从排气通道908和909中流出。
图10A是本申请中蒸发器的第四实施例径向截面图的局部放大图，图10B 是图10A中横向挡板的俯视图。与图9A所示的实施例类似，不同的是，图10A 中的挡板排气通道中还包括横向挡板。
如图10A和图10B所示，下部挡板1072的延伸段1087与上部挡板1071的 下段1082之间形成排气通道1008，排气通道1008中设有横向挡板1001和1002。 横向挡板1001和1002横向于下部挡板1072的延伸段1087延伸，也就是说横向 挡板1001和1002垂直于下部挡板1072的延伸段1087，或与下部挡板1072的 延伸段1087之间形成一定夹角。如图10B所示，横向挡板1001和1002上具有 多个开口1009，开口1009能够允许体制冷剂通过。开口1009可以是贯穿横向 挡板1001和1002的孔，或者是自横向挡板1001和1002的一侧边缘向内凹陷而形成的凹部。其中横向挡板1001的开口1009与横向挡板1002的开口1009交错 布置，以使得气态制冷剂能够顺利通过，而大部份液态制冷剂能够被横向挡板 1001和1002阻挡。与图9A所示的实施例相比，本实施例能够进一步防止液态 制冷剂从挡板排气通道流出。
图11是本申请中蒸发器的第五实施例的径向截面示意图，与图3所示的实 施例类似，所不同的是第一换热管组1101和第二换热管组1102的宽度相同。如 图11所示，第一换热管组1101和第二换热管组1102分别具有均匀的宽度，第 二换热管组1102设置在第一换热管组1101的下部。第一换热管组1101和第二 换热管组1102的宽度基本相同。但第一换热管组1101的列数少于第二换热管组 1102的列数，也就是说在容腔305的宽度方向上，第一换热管组1101中的换热 管比第二换热管组1102中的换热管的布置得更密。再分配装置1150上的孔的排 数与位置与第二换热管组1102对应，也能将液态制冷剂均匀分布到第二换热管 组1102中，达到图3所示的实施例的技术效果。
在图11所示的实施例中，上部挡板1171和下部挡板1172均沿着竖直方向 延伸，上部挡板1171的下段1182与下部挡板1172的延伸段1186在容腔305的 高度方向上部分重叠，挡板排气通道1108之间设置横向挡板1111和1112，也能 达到如图10A的实施例所示的技术效果。
在本申请的上述实施例中，降膜换热管组、有第一侧换热管挡板装置和第二 侧换热管挡板装置均相对于容腔的宽度方向上的中心分界面对称。在其它实施例 中，降膜换热管组、有第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置也可以相 对于容腔的宽度方向上的中心分界面不对称，只需降膜换热管组中的第一换热管 组的列数大于第二换热管组的列数即可。例如，在容腔的宽度方向上，第二换热 管组的第一侧与第一换热管组的第一侧齐平，第二换热管组的第二侧与第一换热 管组的第二侧错开。
在降膜蒸发器中，从制冷剂入口进入蒸发器的制冷剂液体经主分配装置分配 后均匀分布到降膜换热管组的顶部的换热管表面，形成液膜进行换热。一部分液 态制冷剂经蒸发换热后转化为气态，另一部分未蒸发的液态制冷剂将滴落到下排 换热管上继续蒸发，流过降膜换热管组的液态制冷剂流量由降膜换热管组的顶部 到底部逐渐降低。
一般地，降膜蒸发换热系数“hr”和流过降膜换热管的液态制冷剂流量“m1”之 间如下的关系：当液态制冷剂流量大于临界流量“m2”时，降膜蒸发换热系数“hr” 基本不随液态制冷剂流量变化而变化，当液态制冷剂流量小于临界流量“m2”时， 降膜蒸发换热系数“hr”随液态制冷剂流量降低而迅速衰减。在降膜蒸发器设计时， 为防止降膜换热系数衰减，会保证降膜换热管组的底部的换热管处的液态制冷剂 流量达到临界流量“m2”。并且会在蒸发器底部设置一定比例的满液换热管束，以 对降膜换热管组的底部的液态制冷剂进行换热。
为保证满液换热管组区域的换热性能，制冷剂需要淹没满液换热管组。在一 般的设计中，降膜换热管组的列数为均一的，在这种设计中，通常降膜换热管组 和满液换热管组中的换热管的比例达到1：1时，整个蒸发器的换热效率较高。
在本申请的蒸发器中，降膜换热管组包括列数不同的两部分，第一换热管组 与液态制冷剂换热后，一部液态制冷剂转化为气体，换热管处的液态制冷剂的流 量自上而下逐渐减小。其中第一换热管组的底部的换热管的液态制冷剂流量已经 达到临界流量“m2”。在此情况下，如果继续在第一换热管组的底部增加列数相同 的换热管，则增加的换热管处液态制冷剂流量小于临界流量“m2”，则会导致增加 的换热管的降膜蒸发换热系数“hr”降低，影响蒸发器的换热效率。因此，本申请 中增加了再分配装置和列数更少的第二换热管组对第一换热管组底部的液态制 冷剂进行继续换热。再分配装置将第一换热管组底部的液态制冷剂收集后再次分 配，再分配装置的孔的排数与第二换热管组的列数对应。由于第二换热管组的列 数少于第一换热管组的列数，则第二换热管组的顶部的换热管的液态制冷剂流量 将大于第一换热管组的底部的换热管的流量，也就是说第二换热管组的顶部的换 热管的液态制冷剂流量超过临界流量“m2”，第二换热管组能够维持较高的降膜蒸 发换热系数“hr”，从而第二换热管组也能够维持较高的换热效率。
在降膜蒸发器中，满液换热管组用于对经降膜换热管组换热后未能气化的制 冷剂进行换热，但在满液换热管组的换热管浸没在制冷剂液体中，降膜换热管组 中的换热管的液体流量大于临界流量m2时，满液换热管组的换热管的换热系数 小于降膜换热管组的换热管的换热系数。因此，在满足上述对降膜换热管的流量 要求的前提下，提高降膜换热管组中的换热管数量占蒸发器中总的换热管数量的 比例，有利于提高蒸发器的换热效率。
在本申请中，通过将降膜换热管组设置为包括两段列数不同部分，同时设置 再分配装置，能够在第一换热管组底部的换热管的流量已达到临界流量时，通过 再配装装置再次分配制冷剂，从而增大第二换热管组中每列换热管处的液态制冷 剂的流量，从而满足了第二换热管组中换热管液态制冷剂流量大于或等于临界流 量“m2”。在第二换热管组的底部，每个换热管处的流量接近或等于临界流量。由 于降膜换热管组底部的换热管一般均设置为能够达到临界流量，本申请中的蒸发 器与传统蒸发器相比，第二换热管组换热管的列数较少，则第二组换热管组底部 的液态制冷剂的总量较少，从而减少满液换热管组中换热管所需的数量。与传统 的降膜蒸发器相比，本申请中降膜换热管组中换热管数量占换热管总数量的比值 较大，从而本申请中的蒸发器具有较高的换热效率。
尽管本文中仅对本申请的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人 员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有 落入本申请实质精神范围内的上述改进和变化。

Claims (13)

1.一种蒸发器，其特征在于包括：
壳体(201)，所述壳体(201)具有容腔(305)，所述容腔(305)具有长度方向(L)、宽度方向(W)和高度方向(H)；
第一换热管组和第二换热管组，第一换热管组和第二换热管组中的换热管沿着所述容腔(305)的长度方向延伸，并且沿着所述容腔(305)的宽度方向(W)和高度方向(L)排布，所述第一换热管组位于所述第二换热管组上方，其中，在所述容腔(305)的宽度方向上，所述第一换热管组的列数大于所述第二换热管组的列数；
第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置，所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置在所述容腔(305)的宽度方向上分别设置在所述第一换热管组和所述第二换热管组的相对的两侧，并沿着所述第一换热管组和所述第二换热管组的外轮廓布置；
再分配装置(350)，所述再分配装置(350)设置在第一换热管组和第二换热管组之间，并且所述再分配装置(350)在所述容腔(305)的宽度方向(W)上的两端分别与所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置连接，其中，所述再分配装置(350)沿着所述容腔(305)的长度方向(L)延伸以覆盖所述第二换热管组的顶部，并与所述第一换热管组下部之间具有一定间距，所述再分配装置(350)上设有数排孔，所述数排孔中的每一排孔沿着所述换热管的延伸方向布置，所述数排孔中的每排孔与第二换热管组中相应的一列换热管对齐。
2.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一换热管组和所述第二换热管组分别相对于所述容腔(305)的沿高度方向延伸的中心分界面对称布置。
3.如权利要求2所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一换热管组和所述第二换热管组的宽度相同。
4.如权利要求3所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一换热管组具有第一换热管组上部和第一换热管组下部，在所述容腔(305)的宽度方向上，第一换热管组上部的宽度大于所述第二换热管组的宽度。
5.如权利要求4所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一换热管组下部的宽度自上而下逐渐缩小，第一换热管组下部的顶部的宽度与所述第一换热管组上部的宽度相同，所述第一换热管组下部的底部与所述第二换热管组的宽度相同。
6.如权利要求4所述的蒸发器，其特征在于：
在所述容腔(305)的宽度方向(W)上，所述再分配装置(350)上的数个孔的尺寸从所述再分配装置(350)的中间向两侧逐渐缩小。
7.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于还包括：
第三换热管组(320)，所述第三换热管组(320)位于所述容腔(305)的底部，并位于所述第二换热管组的下方，所述第三换热管组(320)与所述第二换热管组之间具有一定间距以形成流通空间(361)，从而使得从第二换热管组流出的气态制冷剂能够通过所述流通空间(361)流向设置在所述壳体(201)上的制冷剂出口(212)。
8.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置分别包括至少一个挡板排气通道，在所述容腔(305)的高度方向上，所述挡板排气通道位于第二换热管组上方，所述至少一个挡板排气通道被配置为将所述第一换热管组中的气态制冷剂排出。
9.如权利要求8所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置分别包括第一侧上部挡板下段和第二侧上部挡板下段，所述第一侧上部挡板下段和第二侧上部挡板下段设置在所述第一换热管组下部的两侧，所述第一侧上部挡板下段和第二侧上部挡板下段上分别设有数个排气孔，所述数个排气孔中的每个排气孔形成一个挡板排气通道，
所述数个排气孔沿着所述容腔(305)的长度方向排列，所述数个排气孔中的每个排气孔在从所述第一换热管组上部向所述第二换热管组的方向上形成长条状。
10.如权利要求9所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一换热管组具有换热管排气通道，所述换热管排气通道形成在第一换热管组的换热管之间，所述换热管排气通道从所述第一换热管组下部的两侧向内并向上延伸，在所述容腔的垂直于长度方向的截面上，所述换热管排气通道的宽度大于所述换热管排气通道上方的换热管之间的间隙。
11.如权利要求10所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置中的每一个包括上部挡板和和下部挡板，所述上部挡板设置在所述第一换热管组的一侧，所述下部挡板包括主体段和延伸段，所述主体段设置在所述第二换热管组的一侧，所述延伸段自所述主体段段向上延伸，并且所述延伸段和所述上部挡板至少部分地重叠，所述上部挡板和所述延伸段之间形成所述挡板排气通道。
12.如权利要求10所述的蒸发器，其特征在于：
所述第一侧换热管挡板装置和第二侧换热管挡板装置中的每一个还包括至少一个横向挡板，所述至少一个横向挡板设置在所挡板排气通道中，所述至少一个横向挡板横向于下部挡板的延伸段延伸，所述至少一个横向挡板上设有数个开口，以使得气态制冷剂能够通过。
13.如权利要求11所述的蒸发器，其特征在于：
所述至少一个横向挡板的数量为两个，并沿着挡板排气通道的延伸方向布置，所两个横向挡板上的开口交错布置。
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