CN203132193U - 一种降膜式螺杆冷水机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种降膜式螺杆冷水机组，该机组包括降膜蒸发器、螺杆压缩机、油分离器、冷凝器、干燥器、膨胀阀、液液引射器以及气液引射器，所述膜蒸发器与螺杆压缩机的入口相接，降膜蒸发器内安装冷媒分配器，降膜蒸发器通过两条管路连接螺杆压缩机，一条主冷媒循环管路直接连接螺杆压缩机，另一条辅助回油管路通过气液引射器连接螺杆压缩机的吸气管道，气液引射器与冷凝器相连，降膜蒸发器的出液口与液液引射器相接，液液引射器连接于干燥器和膨胀阀之间，干燥器还与冷凝器连接，螺杆压缩机的出口通过油分离器与冷凝器连接。本实用新型具有换热性能高，蒸发器换热面积少，冷媒充注量少，回油性能好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冷水机组，具体地说是螺杆冷水机组。
背景技术
国家为实现节能降耗的目标，公布了一系列的产品节能评价标准，其中包括冷水机组的节能评价标准。目前，越来越多的企业设计制造高能效的满液式冷水机组，但配套满液式蒸发器的机组具有制冷剂充注量高的缺点，进而造成资源的过度使用和不必要的浪费，且后期会带来维护成本过高的问题。因此开发了降膜式螺杆冷水机组，其具有满液式螺杆冷水机组的高能效的优点，同时制冷剂充注量大幅度减少。
在降膜换热器结构设计优化方面，目前已经有大量的文献和专利资料研究和设计新型的制冷剂分配器。美国特灵空调公司的专利（US629311B1提出了一种制冷剂分配器，该分配器总共由五层组成，制冷剂从上往下流动时，先沿长度方向布液，再由宽度方向布液，最终实现制冷剂的均匀布液。该公司另一项专利（CN1343295A）提出了一种由四层孔板组成的布液器，设计理念与专利（US629311B1）类似。这两种形式的分配器结构复杂，尤其是制造成本很高。
约克国家公司专利（CN10105285A）设计了一种喷射式制冷剂分配器，该分配器结构简单，但难以实现制冷剂的均匀布液。
上海交通大学专利（CN100451495A）设计的分配器分为三级，上级由制冷剂纵向分配管和横向毛细管组成，中级由多孔板组成，下级由导流丝网构成，但难以保证机组安装倾斜时的制冷剂分配均匀度。
重庆美的通用制冷公司设计了一种降膜式蒸发器（CN202133192U），该蒸发器的布液器由斜面分配孔板、多孔填料层、一次分配孔板和二级分配孔板组成，结构依然比较复杂，不能降低成本。
珠海格力节能技术中心专利（CN102410773A）设计了一种布液装置，制冷剂从该装置进液管流入分流池，经分流池的导流管进入到多孔布液管，然后从布液管小孔滴入填料槽中，最后从填料槽的底部布液孔均匀流出，此装置加工难度比较大，且难以保证机组安装倾斜时的制冷剂分配均匀度。
广东工业大学专利（CN102000437A）公开了一种带气液分离布膜的降膜蒸发器，包括最少两层分液功能的布膜器，且在两层布膜器中间还布置了管排，结构复杂，加工难度大。
上海海事大学专利（CN101191683B）授权了一种射流循环喷淋降膜蒸发器，该蒸发器的射流泵的高压制冷剂的入口与冷凝器连通，循环液态制冷剂进液口与蒸发器外壳底部连通，混合制冷剂出口与分配器相连，但没有确定引入高压流体的具体连接位置，有可能会导致引射泵内部堵塞。
上海柯茂机械有限公司专利（CN102338512A）也涉及了一种带引射器的降膜蒸发器，在该蒸发器低端和侧旁之间连接一引射器，但没有确定引入高压流体的具体连接位置，有可能会导致引射泵内部堵塞。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种降膜式螺杆冷水机组，该机组具有换热性能高，蒸发器换热面积少，冷媒充注量少，回油性能好的优点。
为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为一种降膜式螺杆冷水机组，包括降膜蒸发器、螺杆压缩机、油分离器、冷凝器、干燥器、膨胀阀、液液引射器以及气液引射器，所述降膜蒸发器与螺杆压缩机的入口相接，降膜蒸发器内安装冷媒分配器，降膜蒸发器通过两条管路连接螺杆压缩机，一条主冷媒循环管路直接连接螺杆压缩机，另一条辅助回油管路通过气液引射器连接螺杆压缩机的吸气管道，气液引射器与冷凝器相连，降膜蒸发器的出液口与液液引射器相接，液液引射器连接于干燥器和膨胀阀之间，干燥器还与冷凝器连接，螺杆压缩机的出口通过油分离器与冷凝器连接。
所述降膜蒸发器包括壳体，在壳体内部由上而下依次排列有一级分配器、二级分配器以及管束；在壳体外部设有与一级分配器相接的液态制冷剂进液口和与螺杆压缩机相接的气体制冷剂出口。
所述一级分配器包括制冷剂进液口、制冷剂纵向拉伸分配管以及制冷剂横向分配毛细管；所述制冷剂纵向拉伸分配管与制冷剂进液口连通，且在其下部设有两排侧孔；所述制冷剂横向分配毛细管与制冷剂纵向拉伸分配管连通，且在其底部设有一排小孔，小孔的孔径大小可采用多种尺寸。
所述制冷剂纵向拉伸分配管两侧具有多个横向的毛细管分支通道，每一毛细管分支通道的横截面积是相同或不等的，毛细管分支通道之间的间距是相同或不等的。制冷剂横向分配毛细管的轴线与制冷剂纵向拉伸分配管的中心应在同一水平线上。
所述二级分配器包括分配器底盘部件和回气挡板；所述回气挡板有N个，并且在每个回气挡板开有一排回气孔；所述分配器底盘部件有N个，并在底部开有N排小孔。且至少有两个分配器底盘部件的一边侧板上开有一排小孔，以防止换热管两端临近管板处出现干涸现象。
所述降膜蒸发器设有储液包、液态制冷剂回液口。液态制冷剂回液口位于储液包的一侧；储液包安装在换热器底端，用于收集液态制冷剂，可防止气态制冷剂进入引射器，从而避免影响引射器的性能。
所述二级分配器处于一级分配器下方，且与一级分配器留有间距，共同完成对制冷剂沿着壳体内整个换热管束长度和横向于换热管束整个宽度方向的流动，使制冷剂均匀喷淋到各个换热管上。
所述降膜蒸发器底部开有回液口，回液口通过第五电磁阀与液液引射器进口相连，降膜蒸发器顶部开有进液口，进液口通过第九球阀与液液引射器出口相连。
所述干燥器通过第四电磁阀连到液液引射器另一进口。
所述降膜蒸发器侧部开有回油口，回油口通过第三电磁阀与气液引射器进口相连，所述冷凝器顶部开有出气口，出气口通过第二电磁阀与引射器另一进口相连，引射器出口通过第四球阀与螺杆压缩机连接。
本实用新型的制冷原理是：从压缩机出口流出的高压制冷剂经过油分离器后，进入壳管冷凝器，冷却冷凝后的高压制冷剂经过干燥器后，分为两路，一路进入膨胀阀，另一路送入引射器高压入口，引射器通过高压液体抽吸降膜蒸发器底端的低压液体制冷剂，经过膨胀阀节流后的低压制冷剂与引射器混合出口的低压制冷剂并为一路，然后进入降膜式蒸发器的液态制冷剂进液口，低压制冷剂在降膜式蒸发器内的管束外蒸发并过热后，从降膜式蒸发器顶端的气体制冷剂出口流出，最后回到螺杆压缩机的入口，完成一个制冷循环。
不同于之前的发明专利（US629311B1）、（CN1343295A）、（CN10105285A）、（CN100451495A）、（CN202133192U）、（CN102410773A）、（CN102000437A）之处在于，本实用新型在二级分配器上设有隔板并在分配器两端隔板上分别开有一排小孔，以保证制冷剂在机组倾斜安装时能均匀的喷淋分配到换热管上，且防止换热管两端临近管板处出现干涸现象；较之发明专利（US629311B1）、（CN1343295A），其他不同之处在于其分配器分四层以上致使结构复杂，而本专利分配器只有两层，制造较简单；较之发明专利（CN10105285A），其他不同之处在于本专利结构加多，更能实现制冷剂的均匀布液；较之发明专利（CN100451495A）、（CN202133192U），其他不同之处在于，本专利分配器由两级组成，无设导流丝网、斜面分配孔板以及多孔填料层；较之发明专利（CN102000437A），其他不同之处在于，本专利分配器结构原理与之完全不同，无设布膜器以及添加管排；较之发明专利（CN101191683B）以及（CN102338512A），本专利引射泵高压入口连接到干燥器出口附近。因此本专利借助不同以往专利的设计研发理念，通过运用水平管降膜蒸发器以及引射回液、回油技术，开发了降膜式螺杆冷水机组，既保留了满液式冷水机组的优点又克服了其缺点，达到了节能消耗的良好效果。
有益效果：本实用新型1）本实用新型充分利用降膜式蒸发的传热效率高、制冷剂充注量少等优点，将降膜式蒸发技术的应用到冷水机组中；2）本实用新型的降膜蒸发器内设一级分配器和二级分配器，可避免气态制冷剂对液态分配器的布液干扰以及安装时倾斜度对液态分配器的布液干扰，实现液体制冷剂的分区均匀布液，使得液态分配器的结构更简单有效；3）本实用新型的引射器通过引用干燥器后的高压制冷剂来抽吸降膜蒸发器底端的低压液体，不但能有效的保证制冷剂喷淋量，而且有利于保证制冷剂的纯净度，防止引射器内部堵塞。
附图说明
图1是本实用新型总体结构示意图；
图2是降膜蒸发器的内部结构示意图；
图3是降膜蒸发器的轴对称剖面示意图；
图4是降膜蒸发器内一级分配器结构示意图；
图5是降膜蒸发器内二级分配器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1所示，一种降膜式螺杆冷水机组，包括降膜蒸发器1、螺杆压缩机2、油分离器3、冷凝器4、干燥器5、膨胀阀6、液液引射器7以及气液引射器8；螺杆压缩机2的入口处采用降膜蒸发器1，降膜蒸发器1内安装冷媒分配器，降膜蒸发器1通过两条管路连接螺杆压缩机2，主冷媒循环管路直接连接螺杆压缩机2，另一条辅助回油管路通过气液引射器8连接螺杆压缩机2的吸气管道，气液引射器8与冷凝器4相连，降膜蒸发器1的出液口与液液引射器7相接，液液引射器7连接于干燥器5和膨胀阀6之间，干燥器5还与冷凝器4连接，螺杆压缩机2的出口通过油分离器3与冷凝器4连接。
如图2、图3所示，降膜蒸发器1包括壳体28、气体制冷剂出口33、制冷剂进液口36、储液包30、液态制冷剂回液口31、二级分配器28、一级分配器27以及管束29等。且液态制冷剂回液口31位于储液包30的一侧，储液包30安装在降膜蒸发器1的底端。
一级分配器27由制冷剂进液口36、制冷剂纵向拉伸分配管35以及制冷剂横向分配毛细管34等组成，如图4所示；制冷剂纵向拉伸分配管35与制冷剂进液口36连通，且在其下部设有两排侧孔，两端口封闭；所述制冷剂横向分配毛细管34与制冷剂纵向拉伸分配管35连通，对称安装在制冷剂纵向拉伸分配管35两侧，且其底部设有一排小孔，且制冷剂横向分配毛细管34的轴线与制冷剂纵向拉伸分配管35的中心应在同一水平线上，且一端口封闭。
二级分配器28，由分配器底盘部件37以及回气挡板38等组成，并处于一级分配器27下面，且间隔一定距离，如图5所示。
本实用新型工作原理：
装置制冷模式如图1所示：从螺杆压缩机2出口流出的高压制冷剂经过油分离器3后分为两路，一路进入壳管冷凝器4，另一路经过第一球阀13、第一电磁阀12、第一视液镜11、以及第二球阀10回到螺杆压缩机2，壳管冷凝器4分两个出口，第一出口处的高压制冷剂经过第二电磁阀14进入气液引射器8的高压入口，由于气液引射器8内高压液体的卷吸作用，降膜蒸发器1壳体26内的低压制冷剂不断地经过第三球阀22和第三电磁阀23进入气液引射器8的引射入口，气液引射器8混合出口的低压制冷剂经过第二视液镜24以及第四球阀9，回到螺杆压缩机2，第二出口处的高压制冷剂经过第五球阀15，进入干燥器5后，分为两路，一路被膨胀阀6节流后进入第六球阀25，另一路经过第七球阀16和第四电磁阀17后，送入液液引射器7的高压入口，由于液液引射器7内高压液体的卷吸作用，降膜蒸发器1底端的低压制冷剂不断地经过储液包30、液态制冷剂回液口31、第八球阀20和第五电磁阀19进入液液引射器7的引射入口，液液引射器7混合出口的低压制冷剂经过第三视液镜18以及第九球阀21与第六球阀25出口处的低压制冷剂合并为一路后，送入降膜式蒸发器1的制冷剂进液口36，进入一级分配器27完成初次布液，然后在重力作用下，低压液态制冷剂经过二级分配器28完成二次均匀布液后，滴淋在管束29上，汽化并过热后的制冷剂蒸气经过气体制冷剂出口33后，回到螺杆压缩机2的入口，完成一个制冷循环。
Claims (9)
1.一种降膜式螺杆冷水机组，包括降膜蒸发器（1）、螺杆压缩机（2）、油分离器（3）、冷凝器（4）、干燥器（5）、膨胀阀（6）、液液引射器（7）以及气液引射器（8），其特征在于：所述降膜蒸发器（1）与螺杆压缩机（2）的入口相接，降膜蒸发器（1）内安装冷媒分配器，降膜蒸发器（1）通过两条管路连接螺杆压缩机（2），一条主冷媒循环管路直接连接螺杆压缩机（2），另一条辅助回油管路通过气液引射器（8）连接螺杆压缩机（2）的吸气管道，气液引射器（8）与冷凝器（4）相连，降膜蒸发器（1）的出液口与液液引射器（7）相接，液液引射器（7）连接于干燥器（5）和膨胀阀（6）之间，干燥器（5）还与冷凝器（4）连接，螺杆压缩机（2）的出口通过油分离器（3）与冷凝器（4）连接。
2.根据权利要求1所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述降膜蒸发器（1）包括壳体（26），在壳体（26）内部由上而下依次排列有一级分配器（27）、二级分配器（28）以及管束（29）；在壳体（26）外部设有与一级分配器（27）相接的液态制冷剂进液口（36）和与螺杆压缩机（2）相接的气体制冷剂出口（33）。
3.根据权利要求2所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述一级分配器（27）包括制冷剂进液口（36）、制冷剂纵向拉伸分配管（35）以及制冷剂横向分配毛细管（34）；所述制冷剂纵向拉伸分配管（35）与制冷剂进液口（36）连通，且在其下部设有两排侧孔；所述制冷剂横向分配毛细管（34）与制冷剂纵向拉伸分配管（35）连通，且在其底部设有一排小孔。
4.根据权利要求3所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述制冷剂纵向拉伸分配管（35）两侧具有多个横向的毛细管分支通道，每一毛细管分支通道的横截面积是相同或不等的，毛细管分支通道之间的间距是相同或不等的。
5.根据权利要求2所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述二级分配器（28）包括分配器底盘部件（37）和回气挡板（38）；所述回气挡板（38）有N个，并且在每个回气挡板（38）开有一排回气孔；所述分配器底盘部件（37）有N个，并在底部开有N排小孔。
6.根据权利要求2所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述二级分配器（28）处于一级分配器（27）下方，且与一级分配器（27）留有间距。
7.根据权利要求1或2所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述降膜蒸发器（1）底部开有回液口（31），回液口（31）通过第五电磁阀（19）与液液引射器（7）进口相连，降膜蒸发器（1）顶部开有进液口（36），进液口（36）通过第九球阀（21）与液液引射器（7）出口相连。
8.根据权利要求1所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述干燥器（5）通过第四电磁阀（17）连到液液引射器（7）另一进口。
9.根据权利要求1所述降膜式螺杆冷水机组，其特征在于：所述降膜蒸发器（1）侧部开有回油口，回油口通过第三电磁阀（23）与气液引射器（8）进口相连，所述冷凝器（4）顶部开有出气口，出气口通过第二电磁阀（14）与引射器（8）另一进口相连，引射器（8）出口通过第四球阀（9）与螺杆压缩机（2）连接。
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