CN204902328U - 一种喷淋式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种喷淋式蒸发器，包括换热器和气液分离器，所述气液分离器包括壳体，伸入所述壳体内的进液口接管、回气口接管，以及设置在所述壳体底部与所述连接管连接的接头座，所述进液口接管的进口与上级节流机构的制冷剂出口连接；所述进液口接管与所述回气口接管之间还设置有一隔板，所述隔板将所述进液口接管的出口与所述回气口接管的进口相互隔开。本实用新型通过设置气液分离器，将节流后的制冷剂气、液分离，确保进入换热器的制冷剂为纯液态，使得分液器的分液更加均匀，从而提高整个换热器的换热效率，缩小了传热温差，从而使制冷机组运行的能效比得到提高，实现节能的目的。

Description

一种喷淋式蒸发器

技术领域

本发明涉及制冷、空调领域，更具体而言，涉及一种喷淋式蒸发器。

背景技术

目前，在制冷、空调领域，大型中央空调和冷冻冷藏场所的制冷主机普遍采用干式管壳式蒸发器作为主要的换热设备，由于干式蒸发器相对于满液式蒸发器有着较低的成本，而且采用干式蒸发器的制冷机组结构简洁、控制简单，所以干式蒸发器得到广泛的使用。

然而随着社会对节能环保要求的越来越高，如何提升制冷主机的能效比则变得尤为重要，而蒸发器的换热效率如何又直接决定着制冷主机的能效比，但干式蒸发器自身的一些特点导致其传热效率的提升受到限制，致使在很多对能效比有较高要求的场合无法采用干式管壳式蒸发器，变而采用满液式蒸发器。

采用满液式蒸发器的回油控制系统较为复杂，而且较干式蒸发器制冷剂充注量大大增加。虽然满液式蒸发器换热效率较传统干式蒸发器要高，可以获得较低的传热温差，但其存在故障率高、成本高、制冷剂充注量大等问题。

为了解决这一问题，现在又发展出一种喷淋式蒸发器，也称降膜式蒸发器，区别于满液式下部供液，喷淋式蒸发器一般采用内置式分液器将制冷剂液体从蒸发器壳体内上部向下喷淋到换热管上，制冷剂液体与管内的载冷剂不断进行换热，管外液态制冷剂不断蒸发成气态制冷剂，分液器又不断将液体制冷剂补充到换热管上，使换热管表面始终有一膜状层，使用喷淋式蒸发器的制冷系统制冷剂充注量大大减少，至少比满液式系统节约30%的制冷剂，能效比与满液式机组相当。如果要保证喷淋式蒸发器的传热效率，其中一个必须要重视的技术细节就是要合理设计内置式分液器，保证分液的均匀是发挥蒸发器整体效率的关键，但往往分液器由于设计、加工工艺及机组安装的水平度等问题，导致其分液很难做到十分均匀，而且即使这些问题都解决了，由于液体制冷剂经过节流机构会产生一部分的闪蒸气体，实际进入到分液器内部的制冷剂是气液混合状态，气液混合状态下的分配就更难做到均匀了，特别是在机组负荷波动导致的加减载过程或运行工况发生变化时其分配效果更加不理想，从而导致整个蒸发器的运行效率大大折扣。如何让分液器能够更均匀的分液，如何提高喷淋式蒸发器的换热效率，已成为当前一个技术难题。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种将制冷剂气液分离，确保制冷剂液体能够均匀分配的喷淋式蒸发器。

技术方案：本发明所述喷淋式蒸发器，包括换热器、气液分离器，所述气液分离器固定在所述换热器的上方，并通过连接管与所述换热器的内部空间连通；

所述气液分离器包括密封的壳体，伸入所述壳体内的进液口接管、回气口接管，以及设置在所述壳体底部与所述连接管连接的接头座，所述进液口接管的进口与上级节流机构的制冷剂出口连接，用于向所述壳体内接入制冷剂；所述进液口接管与所述回气口接管之间还设置有一隔板，所述隔板将所述进液口接管的出口与所述回气口接管的进口相互隔开。

在制冷系统中，经过节流的制冷剂液体以及产生的闪蒸气体经由壳体上部的进液口接管进入气液分离器内，在气液分离器内部空间的分离作用下，气体存在于气液分离器的上部空间内，并通过回气口接管流出气液分离器经由系统管道回到压缩机内；气液分离器的下部空间内存有的制冷剂液体，依次流过接头座、连接管，进入到换热器内。

本发明进一步优选地的技术方案是：为了避免从进液口接管进入的制冷剂流体对接头座附近的液面造成波动，确保制冷剂液体稳定地进入换热器内，所述接头座上方还设置有一块防冲板。

优选地，所述防冲板的纵向边缘与所述壳体满焊固定，长度短于所述壳体的长度，且两端分别与所述壳体两端的封头之间留有间隙。

优选地，为了充分利用气液分离器的内部分离空间，所述进液口接管为弯形管，其出口端向所述接头座位置弯曲至与所述防冲板平行。

优选地，为了防止气液分离器内的液面过高，导致隔板另一侧的气体出气困难，所述隔板的上部靠近所述壳体内壁顶部的位置还设置有通气孔。

进一步的，所述换热器包括换热器壳体，设置在所述换热器壳体外侧上部的出气口接管，设置在所述换热器壳体两端封闭所述换热器壳体的内部空间的第一管板和第二管板，以及分别固定密封在所述第一管板和第二管板外侧的第一端盖和第二端盖，所述第二端盖与所述第二管板围成的空间内还设置有隔筋，所述隔筋将该空间分割为独立的上下两层空间，其中下层空间设置有载冷剂进口接管，上层空间设置有载冷剂出口接管；

所述换热器壳体的内部空间自上而下分别由若干根降膜式蒸发管和满液式蒸发管形成一降膜蒸发区和一满液蒸发区，其中降膜蒸发区至少设置有两层降膜式蒸发管，分别分布在所述换热器壳体的中心线上下两侧；所述降膜式蒸发管和满液式蒸发管的两端分别穿过所述第一管板和第二管板，连通所述第一端盖和第二端盖的内腔；

所述降膜蒸发区与所述换热器壳体的顶部之间还设置有一分液器，所述分液器通过固定板吊装在所述换热器壳体的顶部，其内部设置有多腔分配空间，所述分液器底部均匀开设有多个喷淋孔，顶部设置有分配器连接管套，所述分配器连接管套与伸入所述换热器壳体的连接管连接。

载冷剂通过载冷剂进口接管、第二端盖内隔筋的下部内腔进入到换热器壳体中心线以下的降膜式蒸发管和满液式蒸发管内，再经过第一端盖的内腔、从第一端盖的下部涌至上部进入到换热器壳体中心线以上的降膜式蒸发管内，分液器不断将液体制冷剂喷淋补充到降膜式蒸发管上，使降膜式蒸发管表面始终有一膜状层。制冷剂液体与换热管内的载冷剂不断进行换热，换热管外液态制冷剂蒸发成气态制冷剂从换热器壳体上部的出气口接管排出，有一部分没有蒸发完全的液体制冷剂及润滑油的混合物在满液蒸发区继续与换热管内的载冷剂进行换热，使液体制冷剂继续蒸发，载冷剂依次经过载冷剂进口接管、第二端盖内隔筋的下部内腔、换热器壳体中心线以下的降膜式蒸发管和满液式蒸发管、第一端盖内腔、换热器壳体中心线以上的降膜式蒸发管、第二端盖内的隔筋的上部内腔、载冷剂出口接管流出。

优选地，为减小上部滴落液体对满液蒸发区蒸发状态的扰动，减小对底部换热的影响，所述降膜蒸发区与所述满液蒸发区之间还设置有挡液板，所述挡液板为一块槽型托板，其四周与所述换热器壳体以及第一管板、第二管板之间均留有间隙。

优选地，所述换热器壳体内还焊接有2~4块支撑板，所述支撑板上设置有与所述挡液板相匹配的槽型缺口，所述挡液板穿过该槽型缺口，通过所述支撑板支撑固定在所述换热器壳体内；所述支撑板上还设置有拉杆孔，拉杆穿过所述拉杆孔，将多块所述支撑板连接为整体结构；所述支撑板的顶部支撑固定在所述分液器的底部，与所述分液器的固定板相互配合形成对分液器的立体支撑结构。

优选地，所述换热器壳体的顶部还设置有检修阀座和安全阀座，所述换热器壳体底部还设置有出油阀座，所述出油阀座通过外部引射装置与制冷系统的压缩机连接；所述第一端盖和第二端盖的上部还分别设置有第一排空阀座和第二排空阀座，所述第一端盖和第二端盖的下部分别设置有第一排水阀座和第二排水阀座。

优选地，所述第一管板和第二管板的上部两侧还分别有两个吊装孔。

有益效果：（1）本发明通过设置气液分离器，将节流后的制冷剂气、液分离，确保进入换热器的制冷剂为纯液态，使得分液器的分液更加均匀，蒸发管的有效换热面积大大提升，从而提高整个换热器的换热效率，缩小了传热温差，在没有增加换热管数量的前提下实现了换热效率的提高，从而使制冷机组运行的能效比得到提高，实现节能的目的；另外亦可实现保持原有能效水平不变的条件下减少换热管的使用量，从而实现降成本的目的；

（2）本发明在气液分离器的接头座上方还设置有一块防冲板，可避免制冷剂液体流体对接头座附近的液面造成波动，确保制冷剂液体稳定地进入换热器内并均匀分配，提高换热效率；

（3）本发明在换热器的顶部设置了分液器，由分液器将制冷剂液体喷淋到蒸发管上，蒸发管与制冷剂液体均匀接触，提高换热效率；

（4）本发明在换热器内设置有挡液板，将降膜蒸发区和满液蒸发区分隔开，减小上部降膜蒸发区滴落的液体对满液蒸发区蒸发状态的扰动，影响底部满液蒸发区换热，从而进一步提高满液蒸发区的换热效率。

附图说明

图1为本发明所述喷淋式蒸发器的结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖面图。

其中1-第一端盖、2-第一排空阀座、3-螺栓、4-第一管板、5-固定板、6-检修阀座、7-分液器、8-出气口接管、9-安全阀座、10-换热器壳体、11-连接支架、12-第一封头、13-壳体、14-回气口接管、15-隔板、16-进液口接管、17-第二封头、18-防冲板、19-接头座、20-连接管、21-第二管板、22-第二排空阀座、23-第二端盖、24-载冷剂出口接管、25-载冷剂进口接管、26-隔筋、27-第二排水阀座、28-第二密封垫、29-挡液板、30-支撑板、31-出油阀座、32-拉杆、33-满液式蒸发管、34-降膜式蒸发管、35-第一密封垫、36-第一排水阀座、37-吊装孔、38-分配器连接管套、39-拉杆孔。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：一种喷淋式蒸发器，如图1所示：包括换热器和气液分离器，气液分离器通过连接支架11与换热器固定连接，并通过连接管20与换热器的内部空间连通。

气液分离器包括壳体13，设置在壳体13上部的进液口接管16、回气口接管14和设置在壳体13底部的接头座19：

壳体13的两端分别通过第一封头12和第二封头17密封，进液口接管16为弯形管，一端伸出壳体13外接入制冷剂，另一端伸入壳体13内，并向回气口接管14的反向弯折；进液口接管16和回气口接管14之间还设置有一块与壳体13的截面相匹配的隔板15，隔板15的上边缘与壳体13的内壁满焊固定，下边缘高度略低于进液口接管16的弯折端的高度，隔板15的上部靠近壳体13内壁顶部的位置还设置有通气孔；接头座19位于壳体13底部靠近进液口接管16的弯折端开口侧，通过连接管20与换热器连通；接头座19上方还设置有一块防冲板18，防冲板18的纵向边缘与壳体13满焊固定，长度短于壳体13的长度，且两端与壳体13两端的封头12、17之间留有间隙。

换热器包括换热器壳体10，设置在换热器壳体10外侧上部的出气口接管8，设置在换热器壳体10两端封闭换热器壳体10的内部空间的第一管板4和第二管板21，以及分别通过若干个螺栓3和第一密封垫35、第二密封垫28固定密封在第一管板4和第二管板21外侧的第一端盖1和第二端盖23：

换热器壳体10的顶部还设置有检修阀座6和安全阀座9，换热器壳体10底部还设置有出油阀座31，出油阀座31通过外部引射装置与制冷系统的压缩机连接；第一管板3和第二管板21的上部两侧还分别有两个吊装孔37；第一端盖1和第二端盖23的上部还分别设置有第一排空阀座2和第二排空阀座22，第一端盖1和第二端盖23的下部分别设置有第一排水阀座36和第二排水阀座27；第二端盖23与第二管板21围成的空间内还设置有隔筋26，隔筋26将该空间分割为独立的上下两层空间，其中下层空间设置有载冷剂进口接管25，上层空间设置有载冷剂出口接管24；

换热器壳体10的内部空间自上而下分别由若干根降膜式蒸发管34和满液式蒸发管33形成一降膜蒸发区和一满液蒸发区，降膜蒸发区与满液蒸发区之间还设置有挡液板29，挡液板29为一块槽型托板，其四周与换热器壳体10以及第一管板4、第二管板21之间均留有间隙；其中降膜蒸发区至少设置有两层降膜式蒸发管34，分别分布在换热器壳体10的中心线上下两侧；降膜式蒸发管34和满液式蒸发管33的两端分别穿过第一管板4和第二管板21，连通第一端盖1和第二端盖23的内腔；

降膜蒸发区与换热器壳体10的顶部之间还设置有一分液器7，分液器7通过固定板5吊装在换热器壳体10的顶部，其内部设置有多腔分配空间，分液器7底部均匀开设有多个喷淋孔，顶部设置有分配器连接管套38，分配器连接管套38与伸入换热器壳体10的连接管20连接；

换热器壳体10内还焊接有2~4块支撑板30，支撑板30上设置有拉杆孔39，拉杆32穿过拉杆孔39，将多块支撑板30连接为整体结构，支撑板30上设置有与挡液板29相匹配的槽型缺口，挡液板29穿过该槽型缺口，通过支撑板30支撑固定在换热器壳体10内；支撑板上还设置有与降膜式蒸发管34和满液式蒸发管33相匹配的管孔，降膜式蒸发管34和满液式蒸发管33相匹配的管孔依次穿过第一管板4、支撑板30和第二管板21，连通第一端盖1和第二端盖23的内腔；支撑板30的顶部支撑固定在分液器7的底部，与分液器7的固定板5相互配合形成对分液器7的立体支撑结构。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种喷淋式蒸发器，包括换热器，其特征在于，还包括气液分离器，所述气液分离器固定在所述换热器的上方，并通过连接管（20）与所述换热器的内部空间连通；

所述气液分离器包括密封的壳体（13），伸入所述壳体（13）内的进液口接管（16）、回气口接管（14），以及设置在所述壳体（13）底部与所述连接管（20）连接的接头座（19），所述进液口接管（16）的进口与上级节流机构的制冷剂出口连接，用于向所述壳体（13）内接入制冷剂；所述进液口接管（16）与所述回气口接管（14）之间还设置有一隔板（15），所述隔板（15）将所述进液口接管（16）的出口与所述回气口接管（14）的进口相互隔开。

2.根据权利要求1所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述接头座（19）上方还固定有一块防冲板（18）。

3.根据权利要求2所述的喷淋式蒸发器，其特在于，所述防冲板（18）的纵向边缘与所述壳体（13）满焊固定，长度短于所述壳体（13）的长度，且两端分别与所述壳体（13）两端的封头之间留有间隙。

4.根据权利要求2所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述进液口接管（16）为弯形管，其出口端向所述接头座（19）位置弯曲至与所述防冲板（18）平行。

5.根据权利要求1所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述隔板（15）的上部靠近所述壳体（13）内壁顶部的位置还设置有通气孔。

6.根据权利要求1~5任一项所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述换热器包括换热器壳体（10），设置在所述换热器壳体（10）外侧上部的出气口接管（8），设置在所述换热器壳体（10）两端封闭所述换热器壳体（10）的内部空间的第一管板（4）和第二管板（21），以及分别固定密封在所述第一管板（4）和第二管板（21）外侧的第一端盖（1）和第二端盖（23），所述第二端盖（23）与所述第二管板（21）围成的空间内还设置有隔筋（26），所述隔筋（26）将该空间分割为独立的上下两层空间，其中下层空间设置有载冷剂进口接管（25），上层空间设置有载冷剂出口接管（24）；

所述换热器壳体（10）的内部空间自上而下分别由若干根降膜式蒸发管（34）和满液式蒸发管（33）形成一降膜蒸发区和一满液蒸发区，其中降膜蒸发区至少设置有两层降膜式蒸发管（34），分别分布在所述换热器壳体（10）的中心线上下两侧；所述降膜式蒸发管（34）和满液式蒸发管（33）的两端分别穿过所述第一管板（4）和第二管板（21），连通所述第一端盖（1）和第二端盖（23）的内腔；

所述降膜蒸发区与所述换热器壳体（10）的顶部之间还设置有一分液器（7），所述分液器（7）通过固定板（5）吊装在所述换热器壳体（10）的顶部，其内部设置有多腔分配空间，所述分液器（7）底部均匀开设有多个喷淋孔，顶部设置有分配器连接管套（38），所述分配器连接管套（38）与伸入所述换热器壳体（10）的连接管（20）连接。

7.根据权利要求6所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发区与所述满液蒸发区之间还设置有挡液板（29），所述挡液板（29）为一块槽型托板，其四周与所述换热器壳体（10）以及第一管板（4）、第二管板（21）之间均留有间隙。

8.根据权利要求7所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述换热器壳体（10）内还焊接有2~4块支撑板（30），所述支撑板（30）上设置有与所述挡液板（29）相匹配的槽型缺口，所述挡液板（29）穿过该槽型缺口，通过所述支撑板（30）支撑固定在所述换热器壳体（10）内；所述支撑板（30）上还设置有拉杆孔（39），拉杆（32）穿过所述拉杆孔（39），将多块所述支撑板（30）连接为整体结构；所述支撑板（30）的顶部支撑固定在所述分液器（7）的底部，与所述分液器（7）的固定板（5）相互配合形成对分液器（7）的立体支撑结构。

9.根据权利要求6所述的喷淋式蒸发器，其特征在于，所述换热器壳体（10）的顶部还设置有检修阀座（6）和安全阀座（9），所述换热器壳体（10）底部还设置有出油阀座（31），所述出油阀座（31）通过外部引射装置与制冷系统的压缩机连接；所述第一端盖（1）和第二端盖（23）的上部还分别设置有第一排空阀座（2）和第二排空阀座（22），所述第一端盖（1）和第二端盖（23）的下部分别设置有第一排水阀座（36）和第二排水阀座（27）。