CN212962293U - 一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器，卧式蒸发器的筒体内部沿筒体长度方向设置气液分离器，所述气液分离器由角钢挡板支撑在筒体两弧形侧壁之间；各侧的角钢挡板均包括水平板和竖向板；水平板与筒体弧形侧壁连接，竖向板与所在侧筒体弧形侧壁间隔设置；在每个角钢挡板下方均设置与水平板平行的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板间隔设置并分别与该侧换热管支撑板上的上下卡槽固定。能够防吸气带液、结构紧凑均匀性更好、有效防止传热恶化和气流局部集中。

Description

一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器

技术领域

本实用新型属于空调、工业制冷技术领域，具体涉及一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器。

背景技术

新型环保冷媒R1233zd(E)ODP为零，GWP极低，且具有较佳的热力学性能，具备应用于高性能中央空调的前景。然而在同等冷量和蒸发温度下，R1233zd(E)机组蒸发器内的吸气体积流量约是常用R134a系统的4.5倍，蒸发器内气态流速极高，极易携带沸腾产生的液滴进入压缩机，从而对压缩机形成液击，大大减短压缩机的寿命。因此，常规的做法是增大筒体规格加大空间，降低流速，然而会增加成本。另外，均衡蒸发器内沸腾状况，避免局部沸腾剧烈造成液面升高引起吸气带液也至关重要，因此要合理布置蒸发器内管束，预留气体逃逸通道，并沿蒸发器长度方向均匀分配冷媒。基于此，本实用新型设计了一种适用于R1233zd(E)机组的满液蒸发器，用于避免蒸发器内吸气带液现象，降档蒸发器选型规格。

现有中国授权实用新型专利CN208804910U “多级均气孔板结构及防吸气带液的满液式蒸发器”公布了一种满液式蒸发器的防吸气带液结构，然而存在以下问题：对于R1233zd冷媒，3KPa压降对应1℃蒸发温度，蒸发器内放置均气板（组件）会增大蒸发器内压降，影响机组性能。

现有中国授权实用新型专利“一种新型高效满液式蒸发器（公开号：CN203489538U）”公布了一种新型高效满液蒸发器，该专利采用的三角形结构分配器结构高度较高，在换热管数相同的情况下，会抬升蒸发器内液面，增大吸气带液风险。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器，能够防吸气带液、结构紧凑均匀性更好、有效防止传热恶化和气流局部集中。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案：

一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：卧式蒸发器的筒体内部沿筒体长度方向设置气液分离器，所述气液分离器由角钢挡板支撑在筒体两弧形侧壁之间；各侧的角钢挡板均包括水平板和竖向板；水平板与筒体弧形侧壁连接，竖向板与所在侧筒体弧形侧壁间隔设置；在每个角钢挡板下方均设置与水平支撑端平行的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板间隔设置并分别与该侧换热管支撑板上的上下卡槽固定。

上述技术方案中，角钢挡板的水平板和竖向板形成的夹角可以为90°，也可以为其他角度。

上述技术方案中，角钢挡板、第一挡板、第二挡板均沿筒体长度方向的侧壁延伸设置。

上述技术方案中，气液分离器至少位于蒸发器筒体的吸气口下方设置。

上述技术方案中，在换热管支撑板下方设置分配器，分配器为长轴远大于竖向短轴的立体式空腔，空腔的俯视方向投影呈现沿长度方向延伸的长轴菱形，空腔的厚度或竖向高度远小于空腔长度，空腔的竖向壁上沿周向设置侧开孔；在分配器的底部设置进液口。

上述技术方案中，分配器短轴方向的横向截面或投影为矩形、菱形、椭圆形或圆形。

上述技术方案中，分配器侧开孔为矩形或圆形，并均布于竖向壁上。

上述技术方案中，换热管列阵在换热管支撑板上的空管区域形成气流通道。

上述技术方案中，换热管列阵在换热管支撑板上预留出沿竖向筒体中心线对称的两端分叉平行的气体通道；或换热管列阵在换热管支撑板上预留出沿竖向筒体中心线对称的锯齿状全空式第一V型通道；或换热管列阵在换热管支撑板上预留出沿竖向筒体中心线对称的线状第二V型通道，所述第二V型通道由锯齿状全空式第一V型通道和上方间隔设置的倒三角状布管区域组合形成线状V形气体通道。

相对于现有技术，本实用新型设计了一种布置在蒸发器筒体内部的交错多级结构，能够大量吸气而不带液，具备以下有益效果：

由分离器+挡板组合形成的防吸气带液结构，合理布局分离器位置和厚度，降档蒸发器选型规格，避免吸气带液风险；

设计了结构紧凑、流量分配均匀性更好的分配器，可使容器内沸腾均一性更好，防止局部液面上升过高造成吸气带液；

合理的换热管布置，留有气体逃逸通道，防止造成传热恶化和气流局部集中。

附图说明

图1为根据本实用新型实施的用于大吸气体积流量的满液蒸发器整体结构图。

图2为图1的拆分图。

图3为满液蒸发器横截面的局部放大图。

图4为分配器结构图。

图5a、5b、5c为分配器的zy面投影最大截面的三种实施结构图。

图6为分配器侧开孔的一种实施结构。

图7为分配器侧开孔的另一种实施结构。

图8为换热管在支撑板上列阵预留的气流通道的一种实施排列结构。

图9为换热管在支撑板上列阵预留的气流通道的第二种实施排列结构。

图10为换热管在支撑板上列阵预留的气流通道的第三种实施排列结构。

附图中各附图标记对应如下：1:乙盖，2：甲盖，3:吸气管，4：气液分离器，5:进液口，6：分配器，7:支撑板，81:角钢挡板，82：第一挡板，83:第二挡板，61:矩形截面，62：椭圆形截面，63:圆形截面，64:圆形侧孔，65：方形侧孔，71:气体通道，72：第一V型通道，73：第二V型通道。

具体实施方式

根据本实用新型实施的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，结构如图1-9所示。

图1-2为卧式满液蒸发器，两端由乙盖1、甲盖2封闭，蒸发器壳体上连接吸气管3；蒸发器壳体内部，在乙盖1、甲盖2之间由上到下支撑设置气液分离器4、用于支撑换热管的支撑板7、沿蒸发器筒体长度方向分配冷媒的分配器6，分配器6下方连接进液口5。

如图3，所述防吸气带液结构主要由气液分离器4、角钢挡板81、第一挡板82和第二挡板83构成。角钢挡板81的截面优选为L形，气液分离器4通过沿长度方向设置的角钢挡板81支撑设置在蒸发器筒体的两侧之间，角钢挡板81的竖向板与蒸发器筒体内壁之间保留空隙设置，角钢挡板81的径向水平板固定设置在蒸发器筒体内壁上，由此使得气液分离器4的两侧端支撑在该径向水平板而不与蒸发器筒体的两侧内壁接触。在角钢挡板81的下方蒸发器筒体内侧壁上分别设置与角钢挡板81的径向水平板平行的第一挡板82和第二挡板83，第一挡板82和第二挡板83上下间隔设置；支撑板7与筒体内壁配合的两侧非换热管布置区域均对应设置两个卡槽，支撑板7通过上下两个卡槽分别卡置在第一挡板82和第二挡板83上，由此使得支撑板7被支撑在蒸发器筒体两侧内壁之间。

具体防带液原理如下：夹带沸腾飞溅液滴的气态冷媒通过气液分离器4，气体可穿越气液分离器4（网格式或常规的翅片式）通过吸气管3进入压缩机，而大直径液滴撞击到气液分离器4填充物上被捕获，最终液态冷媒在气液分离器4内越堆越多并依靠重力滴淋到支撑板7的换热管上继续换热蒸发。由于换热管束和筒体间存在缝隙，液体容易通过这些缝隙沿筒壁向上流动，最终造成吸气带液，因此侧壁布置上述三挡板结构，第一挡板、第二挡板和角钢挡板，如图3所示。其中角钢挡板即可起到挡液作用，也可实现对分离器的固定和定位。

需要注意的是，所述气液分离器4可以铺满整个蒸发器筒体长度方向，也可随机组负荷减小进行减短，但是必须保证吸气管3正下方有分离器配置。分离器的安装位置也对气液分离效果影响较大，由于气流携带液滴向上运动的过程是加速的过程，分离器放置低速区时不利于液滴的撞击分离，放置高速区时易将分离出的液滴重新带走形成二次夹带。气液分离器4的最佳安装位置应位于液面以上50-150mm的平面上（视机组负荷而定）。另外，气液分离器4的厚度至关重要，分离器太薄气液分离效果能力差，分离器太厚会增加蒸发器内压降，降低机组性能，优选的气液分离器4厚度范围为25-150mm。

为实现冷媒沿蒸发器长度方向的均匀分配，保证容器内沸腾相对均一，流通面积渐缩的侧开孔分配器6被设计。分配器6为长轴远大于竖向短轴的立体式空腔，空腔的俯视方向的投影呈沿长度方向延伸的长轴菱形，空腔的厚度或竖向高度远小于空腔长度，空腔的竖向壁上沿周向设置侧开孔；在分配器6的底部中心设置进液口5。如图4-7所示，由于进液口5位置在分配器6的底部，分配器内从进液口5位置到两侧流量逐渐减小，设计通流面积逐渐缩小的流道，实现分配器内压力均一，有利于分配器沿长度方向（图4中X方向，图1中的筒体长度方向）分配均匀性。如图4和5a-5c所示，所述分配器6在zy面上的最大截面投影可以是图5a的矩形61，也可以为图5b的椭圆形62、图5c的圆形63等不同形状。分配器6的腔体竖向壁采用侧开孔（图6的实施例圆形侧开孔64或图7实施例中的矩形侧开孔65）布置，通过调节侧开孔疏密来进一步调节冷媒在筒体长度方向的分配均匀性。另侧开孔相比上开孔可有效降低分配器高度，进而降低容器布管高度，留足气液分离空间。

由于换热管蒸发出的气体体积流量大，流速高，为防止抬高沸腾液面及局部气流集中造成液滴严重飞溅，需合理的在支撑板7上布置换热管排列，均匀池沸腾内气体分布，预留气体通道。另外气流的有效快速逃逸，也可防止池沸腾内有过多气体附着在换热管表面不能逃逸造成传热恶化。如图8-10所示，气流通道有三种典型的实施排列结构。图8中，换热管列阵在支撑板7上预留出沿竖向筒体中心线对称的两端分叉平行的气体通道71；图9中换热管列阵在支撑板7上预留出沿竖向筒体中心线对称的锯齿状全空式第一V型通道72；在图10中，换热管列阵在支撑板7上预留出沿竖向筒体中心线对称的线状第二V型通道73，第二V型通道73由锯齿状全空式第一V型通道72和上方间隔设置的倒三角状布管形成线状V形。

冷媒经进液口5从卧式满液蒸发器底部进入分配器6，分配器6可实现冷媒沿长度方向的均匀分配，有利于容器内沸腾相对均一，冷媒进入蒸发器后和换热管进行热量交换，沸腾蒸发出气态冷媒，气态冷媒携带沸腾溅起的液滴经气流通道快速向吸气口3方向移动，经过气液分离器4实现气液分离，最终保证气态冷媒不携带液滴由吸气口3安全进入压缩机。

Claims (9)

1.一种用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：卧式蒸发器的筒体内部沿筒体长度方向设置气液分离器，所述气液分离器由角钢挡板支撑在筒体两弧形侧壁之间；各侧的角钢挡板均包括水平板和竖向板；水平板与筒体弧形侧壁连接，竖向板与所在侧筒体弧形侧壁间隔设置；在每个角钢挡板下方均设置与水平板平行的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板间隔设置并分别与该侧换热管支撑板上的上下卡槽固定。

2.根据权利要求1所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：角钢挡板截面为L形、第一挡板、第二挡板均沿筒体长度方向的侧壁延伸设置。

3.根据权利要求1所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：气液分离器至少位于蒸发器筒体的吸气口下方设置。

4.根据权利要求1所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：在换热管支撑板下方设置分配器。

5.根据权利要求4所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：分配器为长轴远大于竖向短轴的立体式空腔，空腔的俯视方向投影呈现沿长度方向延伸的长轴菱形，空腔的厚度或竖向高度远小于空腔长度，空腔的竖向壁上沿周向设置侧开孔；在分配器的底部设置进液口。

6.根据权利要求5所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：分配器短轴方向的横向截面或投影为矩形、菱形、椭圆形或圆形。

7.根据权利要求5所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：分配器侧开孔为矩形或圆形，并均布于竖向壁上。

8.根据权利要求1所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：换热管列阵在换热管支撑板上的空管区域形成气流通道。

9.根据权利要求8所述的用于大吸气体积流量的满液蒸发器，其特征在于：换热管列阵在换热管支撑板上预留出沿竖向筒体中心线对称的两端分叉平行的气体通道；或换热管列阵在换热管支撑板上预留出沿竖向筒体中心线对称的锯齿状全空式第一V型通道；或换热管列阵在换热管支撑板上预留出沿竖向筒体中心线对称的线状第二V型通道，所述第二V型通道由锯齿状全空式第一V型通道和上方间隔设置的倒三角状布管区域组合形成线状V形气体通道。

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