CN209541213U - 一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，包括压缩机、油分离器、冷凝器、电磁阀、热力膨胀阀和双流程微通道蒸发器；压缩机顶部的制冷剂出口通过所述油分离器与所述冷凝器左端上部的制冷剂入口相连通；所述冷凝器右端下部的制冷剂出口通过所述电磁阀与所述热力膨胀阀的入口相连通；所述热力膨胀阀的出口与所述双流程微通道蒸发器右端下部的制冷剂供液管相连通；所述双流程微通道蒸发器右端上部的制冷剂出口与所述压缩机底部的制冷剂入口相连通。本实用新型可以有效解决制冷系统中微通道蒸发器存在的微通道内气液两相流动相互干扰的问题，保证微通道蒸发器的换热性能，进而提升制冷系统的整体制冷效果。

Description

一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统。

背景技术

目前，制冷系统中的蒸发器多为套管式蒸发器、管壳式蒸发器、翅片式蒸发器等类型，这些类型的蒸发器均存在制冷剂充注量大、加工耗材量大、换热效率低等缺点。而与此形成明显对比的是，微通道蒸发器作为一种新型蒸发器，其具有体积小、重量轻、使用制冷剂少、换热效果好等优点，因此近年来被推广应用到空调制冷领域。

但是，现有的双流程微通道蒸发器，其具有的微通道内气液两相流动相互干扰，其中，气化的制冷剂容易阻碍液体制冷剂流动，从而容易影响微通道蒸发器的换热效果，造成微通道蒸发器的换热性能不稳定,进而影响了整个制冷系统的制冷性能和稳定性。

此外，现有的双流程微通道蒸发器，入口集管上的供液管只有一根，制冷剂由供液管进入双流程微通道蒸发器入口集管后，由于重力的作用，制冷剂在入口集管下部及双流程微通道蒸发器下部扁管聚集，而上部扁管内制冷剂较少，造成制冷剂流量分配不均，从而严重影响了换热效果，甚至导致微通道换热器作为蒸发器在工作时，存在性能急剧下降的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有制冷系统蒸发器制冷剂充注量大、换热效率低以及微通道蒸发器内制冷剂流量分配不均、气液两相流互相干扰降低其换热效果等问题，而提供一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统,可以大大降低制冷剂充注量，提高制冷剂供液均匀性，可以提高新型高效微通道蒸发器第一流程各扁管液体制冷剂流速、流量及均匀性，充分利用微通道蒸发器第一流程的换热面积，同时，新型高效微通道蒸发器的导气细管及时将气体排出，液体进入第二流程扁管的微通道内，可以增大第二流程内制冷剂流量，提高制冷剂第二流程内供液均匀性，充分利用微通道蒸发器的第二流程的换热面积，增强换热，从而提高微通道蒸发器换热效率、改善制冷系统性能。有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，包括压缩机、油分离器、冷凝器、电磁阀、热力膨胀阀和双流程微通道蒸发器；

其中，所述压缩机顶部的制冷剂出口通过所述油分离器与所述冷凝器左端上部的制冷剂入口相连通；

所述冷凝器右端下部的制冷剂出口通过所述电磁阀与所述热力膨胀阀的入口相连通；

所述热力膨胀阀的出口与所述双流程微通道蒸发器右端下部的制冷剂供液管相连通；

所述双流程微通道蒸发器右端上部的制冷剂出口与所述压缩机底部的制冷剂入口相连通。

其中，所述双流程微通道蒸发器，包括左右间隔设置的、中空的汇流集管和主集管；

所述汇流集管和主集管相对的一侧通过多根横向分布的扁管相连通；

所述主集管内设置有横向分布的分程挡板，所述分程挡板将所述主集管分成入口集管和出口集管两个空腔，所述入口集管位于出口集管的下方；

所述入口集管内设置有横向分布的分液挡板，所述分液挡板将所述入口集管分成上空腔和下空腔两个空腔；

所述入口集管的右侧上部与上供液管相连通，所述入口集管的右侧下部与下供液管相连通；

所述上供液管与所述入口集管的上空腔相连通，所述下供液管与所述入口集管的下空腔相连通；

所述上供液管和下供液管分别与热力膨胀阀的出口相连通；

所述出口集管的右侧上部通过一个单向阀与一根排气管相连通；

所述汇流集管的顶部通过一根导气细管与所述排气管相连通；

所述排气管与压缩机的吸气口相连通。

其中，所述汇流集管和主集管垂直设置且相互平行。

其中，所述扁管为扁平管，所述扁管内具有多条微通道。

其中，每根扁管的上下两侧分别分布有多个翅片。

其中，所述导气细管位于汇流集管的正上方。

其中，高度高于分程挡板的扁管的数量，少于高度低于分程挡板的扁管的数量。

其中，出口集管的高度要大于入口集管的高度，且出口集管的体积也应该大于入口集管的体积。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其可以有效解决制冷系统中微通道蒸发器存在的微通道内气液两相流动相互干扰的问题，提高微通道蒸发器的换热效果，保证微通道蒸发器的换热性能，进而提升制冷系统的整体制冷效果，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

此外，本实用新型可以提高入口集管制冷剂供液均匀性，提高入口集管上部制冷剂流速及流量，进而提高微通道蒸发器中第一流程所有扁管内制冷剂的流速、流量及均匀性，提高微通道蒸发器换热效果，进一步提升制冷系统的整体制冷效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统的结构示意图；

图中，1为压缩机，2为油分离器，3为冷凝器，4为电磁阀，5为热力膨胀阀，6为双流程微通道蒸发器；

图中，62为下供液管，63为上供液管，61为入口集管；64为汇流集管，66为导气细管，65为出口集管，69为分程挡板，70为分液挡板；

67为单向阀，68为排气管，71为主集管，72为扁管，73为翅片。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型提供了一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，包括压缩机1、油分离器2、冷凝器3、电磁阀4、热力膨胀阀5和双流程微通道蒸发器6；

其中，所述压缩机1顶部的制冷剂出口(即气态制冷剂出口)通过所述油分离器2与所述冷凝器3左端上部的制冷剂入口相连通(通过管路)；

所述冷凝器3右端下部的制冷剂出口通过所述电磁阀4与所述热力膨胀阀5的入口相连通；

所述热力膨胀阀5的出口与所述双流程微通道蒸发器6右端下部的制冷剂供液管相连通；

所述双流程微通道蒸发器6右端上部的制冷剂出口与所述压缩机1底部的制冷剂入口(即气态制冷剂入口)相连通。

在本实用新型中，所述双流程微通道蒸发器6，包括左右间隔设置的、中空的汇流集管64和主集管71；

所述汇流集管64和主集管71相对的一侧通过多根横向分布的扁管72 相连通；

所述主集管71内设置有横向分布的分程挡板69，所述分程挡板69将所述主集管71分成入口集管61和出口集管65两个空腔，所述入口集管61位于出口集管65的下方；

需要说明的是，通过分程挡板69，使得所述入口集管61和出口集管65 相互隔离、完全间隔开。

所述入口集管61内设置有横向分布的分液挡板70，所述分液挡板70 将所述入口集管61分成上空腔和下空腔两个空腔；

所述入口集管61的右侧上部与上供液管63相连通，所述入口集管61 的右侧下部与下供液管62相连通；

所述上供液管63与所述入口集管61的上空腔相连通，所述下供液管62 与所述入口集管61的下空腔相连通；

所述上供液管63和下供液管62分别与热力膨胀阀5的出口相连通；

所述出口集管65的右侧上部通过一个单向阀67与一根排气管68(即作为双流程微通道蒸发器6的制冷剂出口)相连通；通过单向阀67的设置，可以保证气体(即气态工质)的单向流动，避免回流。

所述汇流集管64的顶部通过一根导气细管66与所述排气管68相连通；

所述排气管68与压缩机1的吸气口相连通。

需要说明的是，对于本实用新型，其在汇流集管上设置导气细管，可以实现第二流程内的气液分离，气体进入导气细管，液体进入第二流程扁管，同时可以增大第二流程内制冷剂流量，提高制冷剂第二流程内供液均匀性，充分利用微通道蒸发器的第二流程的换热面积，使得换热增强，从而使得微通道换热器换热性能提高。

此外，对于本实用新型，其通过在入口集管内设置分液挡板，将入口集管分成上下两个空腔，工质从下供液管和上供液管同时流进该入口集管的上下两个空腔，从而可以削弱重力对于制冷剂的影响，改善制冷剂聚集在入口集管下部及对应下部位置的多根扁管的局面，使得入口集管的上部制冷剂流速和流量显著增加，进一步提高了整个入口集管的制冷剂分配的均匀性，同时，流速的增加，使得换热增强，从而使得整个微通道换热器的换热性能显著提高。

在本实用新型中，具体实现上，所述汇流集管64和主集管71垂直设置且相互平行。

在本实用新型中，具体实现上，所述扁管72为扁平管，所述扁管72内具有多条微通道(例如为数十条的细微流道)。在此与现有技术类似，不展开描述。

在本实用新型中，具体实现上，每根扁管72的上下两侧分别分布有多个翅片73，以增强换热的效果。

在本实用新型中，具体实现上，对于本实用新型，因为作为蒸发器使用，所述入口集管62的长度小于出口集管65的长度，也就是说，第一流程对应的扁管数应该少于第二流程的扁管数。

在本实用新型中，具体实现上，具体实现上，所述导气细管66位于汇流集管64的正上方。

具体实现上，导气细管66的长度及管径，可以根据具体换热情况可以改变，具体的长度由公式：L＝a*Q^b+c确定；具体的管内径由公式：D＝m*Qⁿ+e 确定，

其中，L为导气细管的长度，m；

Q为微通道蒸发器的质量流量，kg/s；

D为导气细管的管内径，m；

a、b、c、m、n、e可根据制冷剂质量流量、压差及蒸发温度等实验参数拟合而成。

需要说明的是，在本实用新型中，通过分程挡板69，将多根扁管72分为第一流程的扁管和第二流程的扁管，其中，高度高于分程挡板69的扁管 72为第一流程的扁管，而高度低于分程挡板69的扁管72为第二流程的扁管。也就是说，具体实现上，高度高于分程挡板69的扁管72的数量，少于高度低于分程挡板69的扁管72的数量。

在本实用新型中，对于本实用新型提供的微通道蒸发器，通过分程挡板 69将双流程微通道蒸发器的主集管71分为两个流程，其中，入口集管62 及入口集管62对应的扁管为蒸发器第一流程；出口集管65及出口集管65 对应的扁管为蒸发器第二流程。对于本实用新型，之所以设置为双流程，能够增加制冷剂的流通长度，使得更加有利于制冷剂的相变换热。

需要说明的是，在本实用新型中，所述入口集管62的高度小于出口集管65的高度，是因为这是作为蒸发器使用，入口集管供液，因此第一流程内的入口集管里面的制冷剂液体居多，占体积较小；而第二流程内的制冷剂将大量气化，体积变大，所以第二流程对应的扁管数要多，从而出口集管65 的高度要大于入口集管62的高度，且出口集管65的体积也应该大于入口集管62的体积。

在本实用新型中，具体实现上，入口集管62的主要作用是：将下供液管61和上供液管63供给的制冷剂液体收集短暂储存，并供给到蒸发器第一流程对应的扁管72内。

在本实用新型中，具体实现上，汇流集管64的主要作用是：承接第一流程内流出的气液两相制冷剂并将制冷剂供给到蒸发器第二流程对应的扁管72内。

在本实用新型中，具体实现上，出口集管65的主要作用是：将制冷剂收集并将制冷剂供给到排气管68。

在本实用新型中，具体实现上，排气管68的主要作用是：将气化的制冷剂导出微通道蒸发器，提供给其他设备(如制冷系统中的压缩机)使用。

需要说明的是，对于本实用新型，其针对现有双流程微通道蒸发器供液不均匀，制冷剂由于重力作用聚集在入口集管下部及下部扁管的问题，以及微通道内气液两相流动相互干扰的问题。尤其是针对双流程微通道蒸发器中第二流程内气体量较大，严重降低了第二流程的有效换热面积的技术问题，本实用新型可以提高液体制冷剂供液均匀性，同时可以提高入口集管上部制冷剂流速及流量，进而提高新型双供液管微通道蒸发器第一流程各扁管液体制冷剂流速、流量及均匀性，同时液体进入第二流程扁管的微通道内，可以增大第二流程内制冷剂流量，提高制冷剂第二流程内供液均匀性，本实用新型能够充分利用微通道蒸发器的第二流程的换热面积，充分利用微通道蒸发器的换热面积，增强换热，从而提高微通道蒸发器换热效率。

此外，对于本实用新型，其还针对现有微通道蒸发器供液不均匀、制冷剂由于重力作用聚集在入口集管下部及下部扁管的技术问题，而提供一种新的技术方案，本实用新型可以提高液体制冷剂供液的均匀性，同时可以提高入口集管上部制冷剂的流速及流量，进而提高整个微通道蒸发器的第一流程中各扁管的液体制冷剂流速、流量及均匀性，充分利用微通道蒸发器的换热面积，增强换热，从而提高微通道蒸发器换热效率。

在本实用新型中，具体实现上，所述热力膨胀阀5包括有过热度感温包，所述过热度感温包安装在所述排气管68右端与导气细管66的相连通处的外侧管路上。

需要说明的是，过热度感温包是热力膨胀阀的重要组成部件之一，其用来检测微通道蒸发器的制冷剂出口的温度，并把温度信息转换成压力信息后传给热力膨胀阀的阀体，从而起到调节流入到微通道蒸发器中的制冷剂流量的作用。

需要说明的是，对于本实用新型，任意两个相互连通的部件之间是通过一段管路相连通，如图1所示。

对于本实用新型，需要说明的是，通过所述压缩机1将来自双流程微通道蒸发器6的低压的制冷剂气体压缩为高压的制冷剂气体，然后高压的制冷剂气体继续导入油分离器2中，通过油分离器2将高压制冷剂气体中携带的润滑油分离，然后高压的制冷剂气体继续进入冷凝器3中，在冷凝器3中制冷剂将自身的热量传递给外部，制冷剂气体被冷却为高压的制冷剂液体，然后经电磁阀4和热力膨胀阀5节流为低压的气液两相流体，制冷剂继续进入双流程微通道蒸发器6中，在双流程微通道蒸发器6中吸收外部的热量而实现蒸发成低压的制冷剂气体，最终达到制冷的效果。

其中，对于本实用新型具有的双流程微通道蒸发器6，其主要工作原理为：工质(如液态制冷剂)由下供液管62和上供液管63流进入口集管61，入口集管61的中间设置分液挡板70，工质由入口集管61进入带有微通道的扁管72内，带有微通道的扁管72外面敷设翅片73，工质由带有微通道的扁管72进入汇流集管64内，经过换热后的工质变成气液两相状态，汇流集管 64正上方设置有导气细管66，这时候，在汇流集管64内，由于重力的作用，气体在上部，液体在下部，导气细管与第二流程的入口扁管应该达到压力平衡，使得气体流进导气细管66内，通过导气细管66进入排气管68内；而液体的工质流进第二流程的扁管内进行换热，经过继续换热后的工质进而流进出口集管65内，然后工质经过单向阀67最终流进排气管68，然后向压缩机1输送低压的制冷剂气体。

其中，排气管68设置有单向阀67，作用是保证气体的单向流动，避免回流。此外，入口集管61与出口集管65之间布置有分程挡板69。导气细管 66的长度及管径根据具体换热情况可以改变。分程挡板69，能够将主集管 71分为两个流程的结构，第一流程的结构在下部，第二流程的结构在上部。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其可以通过在微通道蒸发器顶部设置的气体逸出管，及时排出微通道蒸发器内存在的气化的制冷剂，从而有效解决制冷系统中微通道蒸发器存在的气液两相流动相互干扰问题，避免气化的制冷剂阻碍液体制冷剂流动，使得微通道蒸发器内的制冷剂流速变大，从而保证制冷系统中微通道蒸发器内的制冷剂流量分配均匀，提升微通道蒸发器的换热效果，进而提升制冷系统的整体制冷效果，有利于广泛的推广应用，具有重大的生产实践意义。

此外，对于本实用新型提供的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其能够通过气体逸出管及时排出微通道蒸发器内气化的制冷剂，因此可以充分利用微通道蒸发器的换热面积，降低微通道蒸发器内的压力，提高微通道蒸发器换热效率、大大降低蒸发器制冷剂充注量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，包括压缩机(1)、油分离器(2)、冷凝器(3)、电磁阀(4)、热力膨胀阀(5)和双流程微通道蒸发器(6)；

其中，所述压缩机(1)顶部的制冷剂出口通过所述油分离器(2)与所述冷凝器(3)左端上部的制冷剂入口相连通；

所述冷凝器(3)右端下部的制冷剂出口通过所述电磁阀(4)与所述热力膨胀阀(5)的入口相连通；

所述热力膨胀阀(5)的出口与所述双流程微通道蒸发器(6)右端下部的制冷剂供液管相连通；

所述双流程微通道蒸发器(6)右端上部的制冷剂出口与所述压缩机(1)底部的制冷剂入口相连通；

所述双流程微通道蒸发器(6)，包括左右间隔设置的、中空的汇流集管(64)和主集管(71)；

所述汇流集管(64)和主集管(71)相对的一侧通过多根横向分布的扁管(72)相连通；

所述主集管(71)内设置有横向分布的分程挡板(69)，所述分程挡板(69)将所述主集管(71)分成入口集管(61)和出口集管(65)两个空腔，所述入口集管(61)位于出口集管(65)的下方；

所述入口集管(61)内设置有横向分布的分液挡板(70)，所述分液挡板(70)将所述入口集管(61)分成上空腔和下空腔两个空腔；

所述入口集管(61)的右侧上部与上供液管(63)相连通，所述入口集管(61)的右侧下部与下供液管(62)相连通；

所述上供液管(63)与所述入口集管(61)的上空腔相连通，所述下供液管(62)与所述入口集管(61)的下空腔相连通；

所述上供液管(63)和下供液管(62)分别与热力膨胀阀(5)的出口相连通；

所述出口集管(65)的右侧上部通过一个单向阀(67)与一根排气管(68)相连通；

所述汇流集管(64)的顶部通过一根导气细管(66)与所述排气管(68)相连通；

所述排气管(68)与压缩机(1)的吸气口相连通。

2.如权利要求1所述的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，所述汇流集管(64)和主集管(71)垂直设置且相互平行。

3.如权利要求1所述的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，所述扁管(72)为扁平管，所述扁管(72)内具有多条微通道。

4.如权利要求1所述的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，每根扁管(72)的上下两侧分别分布有多个翅片(73)。

5.如权利要求1所述的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，所述导气细管(66)位于汇流集管(64)的正上方。

6.如权利要求1至5中任一项所述的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，高度高于分程挡板(69)的扁管(72)的数量，少于高度低于分程挡板(69)的扁管(72)的数量。

7.如权利要求1至5中任一项所述的具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统，其特征在于，出口集管(65)的高度要大于入口集管(62)的高度，且出口集管(65)的体积也应该大于入口集管(62)的体积。