CN205641700U - 一种适用于低压制冷剂的换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于低压制冷剂的换热装置，包括第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元的制冷剂出口和所述第二换热单元的制冷剂入口通过节流装置连通，所述第一换热单元内布置有冷凝管束，所述第二换热单元的筒体内沿筒体轴向方向设置有制冷剂分配器，所述制冷剂分配器的上部布置有冷凝管束，下部布置有降膜蒸发管束。本实用新型提供的一种适用于低压制冷剂的换热装置，克服了传统降膜蒸发器中制冷剂分配器的缺陷，能够适用于采用低压制冷剂的系统，其具有结构简单，传热效率高，制冷剂充注量少等优点。

Description

一种适用于低压制冷剂的换热装置

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，特别涉及一种适用于低压制冷剂的换热装置。

背景技术

降膜蒸发器以其传热效率更高，制冷剂充注量更少等特点，已经在越来越多的制冷空调机组上得以应用。降膜蒸发器通常采用图1所示的结构，其包括蒸发器回气管52、进液管51、制冷剂分配器50以及蒸发管束53。气液两相制冷剂经过进液管51进入蒸发器内，通过制冷剂分配器50后制冷剂液滴落在蒸发管束53上，经过换热后，蒸发后制冷剂气体经蒸发器回气管52排出进入压缩机。图1中的制冷剂分配器50是降膜蒸发器中的关键部件，为实现制冷剂均匀分配到蒸发管束上，一般要求制冷剂分配器的内外侧必须要有足够的压差。比如，在采用中高压制冷剂(如R134a等)的制冷机组中，制冷剂分配器的内外侧压差通常需达到150～300kPa。

随着空调技术的发展，低压制冷剂R1233zd(E)因其环保、高效等优点，已经受到制冷空调行业越来越多的关注，表1是一个典型的制冷工况(蒸发温度5℃，冷凝温度36.7℃)下，R1233zd(E)与R134a蒸发压力、冷凝压力的比较，可以看到，R1233zd(E)蒸发压力与冷凝压力之差只有R134a的23.1％。对R1233zd(E)等低压制冷剂，传统的降膜蒸发器中的制冷剂分配器显然不能满足要求。

表1 典型制冷工况

因此，需要一种能更有效地均匀分配制冷剂到换热管上，适用于低压制冷剂环境的换热装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于低压制冷剂的换热装置，克服传统降膜蒸发器中制冷剂分配器的缺陷，很好的解决了低压制冷剂的蒸发器制冷剂分配的问题。

本实用新型提供了一种适用于低压制冷剂的换热装置，包括第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元的制冷剂出口和所述第二换热单元的制冷剂入口通过节流装置连通，所述第一换热单元内布置有冷凝管束，所述第二换热单元的筒体内沿筒体轴向方向设置有制冷剂分配器，所述制冷剂分配器的上部布置有冷凝管束，下部布置有降膜蒸发管束。

在一个实施方案中，所述的换热装置，所述第一换热单元包括第一换热单元制冷剂入口管和第一换热单元制冷剂出口管；所述第二换热单元上设置有第二换热单元制冷剂入口管和第二换热单元制冷剂出口管。

在一个实施方案中，所述的换热装置，所述第一换热单元的冷凝管束和所述第一换热单元制冷剂入口管之间设置有防冲板；所述第二换热单元的冷凝管束和第二换热单元制冷剂入口管之间设置有防冲板。

在一个实施方案中，所述的换热装置，所述第二换热单元的筒体内设置有回气挡液板，沿筒体轴向方向将所述筒体分隔成布管腔和回气腔，所述第二换热单元制冷剂出口管和所述回气腔相通，所述第二换热单元制冷剂入口管与所述布管腔相通。

在一个实施方案中，所述的换热装置，所述第一换热单元还包括设置在所述第一换热单元的筒体两端的管板、前水箱和后水箱，所述前水箱上设置有进水管和冷却水出水管，所述前水箱内部设置有分程隔板，将所述进水管和所述冷却水出水管分隔开。

在一个实施方案中，所述的换热装置，所述第二换热单元还包含设置在第二换热单元筒体两端的管板、前水箱和后水箱，所述前水箱上设置有进水管、冷冻水进水管和冷冻水出水管，所述进水管和所述冷冻水出水管之间设置有防止冷却水和冷冻水相互混合的前水箱隔板，所述冷冻水进水管和所述冷冻水出水管之间设置有分程隔板，所述后水箱内设置有防止冷却水和冷冻水相互混合的后水箱隔板。

在一个实施方案中，所述的换热装置，所述第二换热单元的进水管和所述第一换热单元的进水管通过管道相连通，所述第二换热单元的后水箱上还设置与所述第一换热单元的后水箱相通的冷却水回水管。

本发明包括上述任一个或多个实施方案的任意结合。

发明提供了一种适用于低压制冷剂的双管束换热装置，其具有结构简单，传热效率高，制冷剂充注量少等优点。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示出了传统降膜蒸发器结构示意图；

图2示出一种换热装置结构示意图；

图3示出了实施例一两流程水循环回路结构示意图；

图4示出了实施例一换热装置的制冷循环logP-h图；

图5示出了实施例二两流程水循环回路结构示意图；

图6示出了实施例二换热装置的制冷循环logP-h图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

下面结合附图具体说明本实用新型的实施方式。

本实用新型提供的一种适用于低压制冷剂的换热装置结构示意图如图2所示，包括第一换热单元16、节流装置6、连接管道17和第二换热单元18。其中所述的第一换热单元16包含筒体1，筒体1上设置有第一换热单元制冷剂入口2和第一换热单元制冷剂出口3。筒体1内部设置有防冲板4和冷凝管束5。第二换热单元18包含筒体7，筒体7上设置有第二换热单元制冷剂入口8和第二换热单元制冷剂出口9。筒体7内部设置有防冲板11，挡液板12和制冷剂分配器14。挡液板12沿筒体7的轴向方向将筒体内部分隔成回气腔15和布管腔19，回气腔15和布管腔19通过设置在挡液板12下部的开口20相连通，第二换热单元制冷剂入口8与布管腔19相通，第二换热单元制冷剂出口9与回气腔15相通。制冷剂分配器14设置在布管腔19中，并将布管腔沿筒体7的轴向方向分隔成上下两部分，制冷剂分配器在上部分布置有冷凝管束10；下部分布置有降膜蒸发管束13。第一换热单元16和第二换热单元18之间装有节流装置6，并通过管道17连接。

本实用新型提供的换热装置，在一个方案中，制冷气体由压缩机排气口排出后，经所述第一换热单元制冷剂入口进入到所述第一换热单元内部；

制冷剂经过所述第一换热单元冷凝管束后，冷凝为高压液体，从所述第一换热单元制冷剂出口流出进入所述连接管道；

高压液体制冷剂经过所述节流装置后，变为中压两相制冷剂；

中压两相制冷剂通过所述第二换热单元制冷剂入口进入到所述第二换热单元内部；

中压两相制冷剂经过所述第二换热单元内上部的冷凝管束进行冷凝后，变为中压饱和液体；

中压饱和液体由冷凝管束均匀地滴落到所述制冷剂分配器上，经过所述制冷剂分配器再次节流变为低压两相制冷剂；

节流降压后低压两相制冷剂均匀地滴落到所述第二换热单元下部的降膜管束上进行蒸发后，变为低压制冷剂气体，低压制冷剂气体经所述 第二换热单元上的回气管回到压缩机吸气口。

实施例一：

图3是实施例一的两流程水循环回路结构示意图。如图3所示，第一换热单元16还包含设置在第一换热单元筒体1两端的管板21、前水箱22和后水箱23。前水箱22上设置有进水管24和冷却水出水管25。前水箱内部设置有分程隔板34，将进水管24和冷却水出水管25分隔开来。

如图3所示，第二换热单元18还包含设置在第二换热单元筒体7两端的管板30、前水箱31和后水箱32。前水箱31上设置有进水管26，冷冻水进水管27和冷冻水出水管28。进水管26和第一换热单元16的进水管24通过管道38相连通，并与冷却水进水管29相通。进水管26和冷冻水出水管28之间设置有隔板35，以防止冷却水和冷冻水相互混合。冷冻水进水管27和冷冻水出水管28之间设置有分程隔板36。后水箱32内设置有隔板37，作用与隔板35相同。后水箱32上还设置有冷却水回水管33，并与第一换热单元16的后水箱23相通。

工作时，冷却水由冷却水进水管29经管道38分为两路，第一路冷却水经第一换热单元进水管24，进入第一换热单元冷凝管束5的第一流程换热管内，在管内强制流动换热后进入第一换热单元后水箱23；第二路冷却水经第二换热单元进水管26，进入第二换热单元冷凝管束10，在管内强制流动换热后进入第二换热单元后水箱32中，然后经第二换热单元回水管33进入第一换热单元后水箱23中，与第一路冷却水在第一换热单元后水箱23中混合后，进入第一换热单元冷凝管束5的第二流程换热管内，在管内强制流动换热后进入第一换热单元16的前水箱22中，然后由冷却水出水管34排出。冷冻水由冷冻水进水管27进入第二换热单元前水箱31中，然后进入降膜蒸发管束13的第一流程换热管内，在管内强制流动换热后进入第二换热单元后水箱32中，然后进入降膜蒸发管束13的第二流程换热管内，强制流动换热后进入第二换热单元前水箱31，并经冷冻水出水管28排出。

如图2、图3和图4所示，第一换热单元16为冷凝器，制冷机组工作时，高温高压气态制冷剂由压缩机排气口排出后，经第一换热单元制冷剂入口2进入到第一换热单元筒体1的内部，筒体1内的防冲板4可以防止气体对冷凝管束5直接冲击。制冷剂流经冷凝管束5并与管内的 冷却水进行换热后，被冷凝为高压液体，从制冷剂第一换热单元制冷剂出口3流出，进入连接管道17。高压液体制冷剂经过节流装置6节流后，变为中压两相制冷剂，节流装置前后制冷剂压差为DP1＝Pc-P1。中压两相制冷剂通过第二换热单元制冷剂入口8进入到第二换热单元筒体7的内部，第二换热单元筒体7内的防冲板11可以防止中压两相制冷剂对冷凝管束10的冲击。冷凝管束10和制冷剂入口8之间设置有一定的空腔，有利于制冷剂气体均匀扩散到冷凝管束10上。中压两相制冷剂流经冷凝管束10进行冷凝后，变为中压饱和液体，并均匀滴落到制冷剂分配器14上。制冷剂流过冷凝管束10的焓差为DH＝h1’-h1，焓差DH即为采用冷凝管束10所增加的系统制冷量。中压饱和制冷剂经过制冷剂分配器14再次节流降压，变为低压两相制冷剂，均匀滴落到第二换热单元18下部的降膜蒸发管束13上进行蒸发，变为低温低压气态制冷剂，由开口20进入回气腔15，然后经第二换热单元回气管9回到压缩机吸气口。挡液板12可以防止制冷剂液体随气体吸入到第二换热单元回气管9。制冷剂分配器前后的压差为DP2＝P1-Pe。

实施例二：

图5是施例二的两流程水循环回路结构示意图。如图5所示，第一换热单元16还包含设置在第一换热单元筒体1轴向两端的管板21，及前水箱22和后水箱23。前水箱22上设置有进水管24和冷却水出水管25。前水箱内部设置有分程隔板34，将进水管24和冷却水出水管25分隔开来。

如图5所示，第二换热单元18还包含设置在第二换热单元筒体7轴向两端的管板30，及前水箱31和后水箱32。前水箱31上设置有两个分进水管39和冷冻水出水管28。两个分进水管39通过管道38相连通，并与冷冻水总进水管40相通。一个分进水管39和冷冻水出水管28之间设置有隔板35，以防止冷却水和冷冻水相互混合。另一分进水管39和冷冻水出水管28之间设置有分程隔板36。

工作时，冷冻水由冷冻水进水管40经管道38，分为两路，第一路冷冻水经一个第二换热单元分进水管39，进入第二换热单元冷凝管束10的换热管内，在管内强制流动换热后进入第二换热单元后水箱32；第二路冷冻水经另一第二换热单元分进水管39，进入第二换热单元降膜蒸发管 束13的第一流程换热管内，在管内强制流动换热后进入第二换热单元后水箱32中，与第一路冷冻水在第二换热单元后水箱32中混合后，进入第二换热单元降膜蒸发管束13的第二流程换热管内，在管内强制流动换热后进入第二换热单元18的前水箱31中，然后由冷冻水出水管28排出。冷却水由冷却水进水管24进入第一换热单元前水箱22中，然后进入第一换热单元16的冷凝管束5的第一流程换热管内，在管内强制流动换热后进入第一换热单元后水箱23中，然后进入第一换热单元16的冷凝管束5的第二流程换热管内，强制流动换热后进入第一换热单元前水箱22，并经冷却水出水管25排出。

如图2，图5和图6所示，第一换热单元16为冷凝器，制冷机组工作时，高温高压气态制冷剂由压缩机排气口排出后，经第一换热单元制冷剂入口2进入到第一换热单元筒体1的内部，筒体1内的防冲板4可以防止气体对冷凝管束5直接冲击。制冷剂流经冷凝管束5并与管内的冷却水进行换热后，被冷凝为高压液体，从制冷剂第一换热单元制冷剂出口3流出，进入连接管道17。高压液体制冷剂经过节流装置6节流后，变为中压两相制冷剂，节流装置前后制冷剂压差为DP1_2＝Pc-P1_2。中压两相制冷剂通过第二换热单元制冷剂入口8进入到第二换热单元筒体7的内部，第二换热单元筒体7内的防冲板11可以防止中压两相制冷剂对冷凝管束10的冲击。中压两相制冷剂流经第二换热单元18上部的冷凝管束10进行冷凝后，变为中压饱和液体，制冷剂流过冷凝管束10的焓差为DH_2＝h1’-h1_2。中压饱和液体由冷凝管束10均匀的滴落到制冷剂分配器14上，经过制冷剂分配器再次节流变为低压两相制冷剂，制冷剂分配器前后的压差为DP2_2＝P1_2-Pe。流经制冷剂分配器14后的低压两相制冷剂均匀的滴落到第一换热单元下部的降膜蒸发管束13上进行蒸发，变为低温低压气态制冷剂，由开口20进入回气腔，然后经第二换热单元回气管9回到压缩机吸气口。挡液板12可以防止制冷剂液体随气体吸入到第二换热单元回气管9。

实施例二相比于实施例一水管路相对简单，第二换热单元18中的冷凝管束10内流动的是冷冻水，温度更低，因而节流装置前后制冷剂压差为DP1_2更大，有利于系统调节。同时，制冷剂流过冷凝管束10的焓差DH_2更大，从而增加系统制冷量。

结合这里披露的实用新型的说明和实践，实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (7)

1.一种适用于低压制冷剂的换热装置，包括第一换热单元和第二换热单元，其特征在于，所述第一换热单元的制冷剂出口和所述第二换热单元的制冷剂入口通过节流装置连通，所述第一换热单元内布置有冷凝管束，所述第二换热单元的筒体内沿筒体轴向方向设置有制冷剂分配器，所述制冷剂分配器的上部布置有冷凝管束，下部布置有降膜蒸发管束。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热单元包括第一换热单元制冷剂入口管和第一换热单元制冷剂出口管；所述第二换热单元上设置有第二换热单元制冷剂入口管和第二换热单元制冷剂出口管。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热单元的冷凝管束和所述第一换热单元制冷剂入口管之间设置有防冲板；所述第二换热单元的冷凝管束和第二换热单元制冷剂入口管之间设置有防冲板。

4.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述第二换热单元的筒体内设置有回气挡液板，沿筒体轴向方向将所述筒体分隔成布管腔和回气腔，所述第二换热单元制冷剂出口管和所述回气腔相通，所述第二换热单元制冷剂入口管与所述布管腔相通。

5.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热单元还包括设置在所述第一换热单元的筒体两端的管板、前水箱和后水箱，所述前水箱上设置有进水管和冷却水出水管，所述前水箱内部设置有分程隔板，将所述进水管和所述冷却水出水管分隔开。

6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第二换热单元还包含设置在第二换热单元筒体两端的管板、前水箱和后水箱，所述前水箱上设置有进水管、冷冻水进水管和冷冻水出水管，所述进水管和所述冷冻水出水管之间设置有防止冷却水和冷冻水相互混合的前水箱隔板，所述冷冻水进水管和所述冷冻水出水管之间设置有分程隔板，所述后水箱内设置有防止冷却水和冷冻水相互混合的后水箱隔板。

7.根据权利要求5或6所述的换热装置，其特征在于，所述第二换热单元的进水管和所述第一换热单元的进水管通过管道相连通，所述第 二换热单元的后水箱上还设置与所述第一换热单元的后水箱相通的冷却水回水管。