CN215063028U - 一种分配器及包含该分配器的降膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷空调技术领域，尤其是一种分配器及包含该分配器的降膜蒸发器，分配器包括盖板、一级分配器、二级分配器和气液分层板，所述盖板与一级分配器形成一个密闭的气液分离腔，所述盖板的两端分别设有气液导流装置和进液口，所述气液导流装置下方连通有除雾器，所述除雾器设置在盖板上并与气液分离腔连通，所述气液分离腔内设有竖向的气液分层板，所述气液分层板位于气液导流装置与进液口之间，所述一级分配器下方设有二级分配器，所述一级分配器上设有多个通孔，所述二级分配器上设有多个过水孔。降膜蒸发器包括分配器和换热管，所述换热管安装在壳体上。液态制冷剂在重力的作用下稳定均匀的分布到各层换热管上，达到良好的换热性能。

Description

一种分配器及包含该分配器的降膜蒸发器

技术领域

本实用新型涉及制冷空调技术领域，尤其涉及一种分配器及包含该分配器的降膜蒸发器。

背景技术

水平管降膜式蒸发器是一种新型高效的换热设备，它是利用制冷剂管外蒸发达到与管内工质换热的目的，即冷媒介质在蒸发管内流动，与蒸发管外流过的制冷剂液体进行换热，使其蒸发，实现热量的传递。水平管降膜式蒸发器应用于制冷行业，拥有独特的优势；可以减少制冷剂的充注量达30％，在《基加利法案》更替制冷剂的大背景下，较少的制冷剂充注量和泄漏量成为更好选择。相比满液蒸发器，降膜蒸发器拥有更高的传热系数，可以减少换热管数，进而可缩小换热器筒径，节省成本。并且降膜蒸发器底部液位较低，回油方便，整体结构更加紧凑。

降膜式蒸发器在冷水机组上运行时，易出现如下问题：①运行带液问题，特别是对于气液两相喷淋式分配器，易发生压缩机吸气带液问题，形成湿压缩，折损压缩机寿命。②制冷剂分配不均匀，出现上部换热管制冷剂液膜厚，下部无制冷剂干涸现象，影响换热效果和冷水机组性能。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中蒸发器运行带液，影响压缩机寿命的问题，提供一种降低吸气带液的风险，提高制冷剂分配均匀性的分配器及包含该分配器的降膜蒸发器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种分配器，包括盖板、一级分配器、二级分配器和气液分层板，所述盖板与一级分配器形成一个密闭的气液分离腔，所述盖板的两端分别设有气液导流装置和进液口，所述气液导流装置下方连通有除雾器，所述除雾器设置在盖板上并与气液分离腔连通，所述气液分离腔内设有竖向的气液分层板，所述气液分层板位于气液导流装置与进液口之间，所述一级分配器下方设有二级分配器，所述一级分配器上设有多个通孔，所述二级分配器上设有多个过水孔。

本实用新型的有益效果是：本申请通过设置气液导流装置对除雾器流出的气态制冷剂进行冷却为液态，并导流至蒸发器的底部，气液导流装置降低了现有技术中除雾器流出的带液气体直接被压缩机吸走的风险，提高了压缩机的使用寿命；通过竖向设置的气液分层板可以降低横向流动的气液两相制冷剂的流速和扰动，进而实现气液分离，使得制冷剂气体聚集在一级分配器的上部，通过除雾器排出，而液体制冷剂位于下部，均匀分配到二级分配器上。

在上述技术方案的基础上，本实用新型为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述一级分配器与二级分配器通过凸型连接块连接，所述一级分配器与二级分配器之间设有间隙，所述间隙为5mm-10mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：一方面实现均压作用，使二级分配器中的压力与蒸发器压力相同，使制冷剂仅靠重力滴淋；另一方面多余的制冷剂可以由该间隙溢出，流至底部蒸发器，与蒸发器换热管进行换热。

进一步，所述气液导流装置包括顶板，所述顶板的四周设有向下倾斜的斜板，所述顶板的左右两侧斜板的下方连接有中空板，所述中空板的下方设有出气口，所述出气口位于二级分配器的下方。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：从除雾器流出的制冷剂气体和液体混合物沿中空板的下出口流出，流出后的气相制冷剂向上流动，被压缩机吸气压缩。若气相中夹杂着液相制冷剂，则流出后的液相制冷剂流到底部换热管区，进行换热。从而可避免液相制冷剂直接被压缩机吸走，造成湿压缩，折损压缩机寿命。

进一步，所述气液分层板至少设有一个，所述气液分层板的形状与气液分离腔相适配，所述气液分层板上设有多个分液孔。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：根据一级分配器的长度和气液分离的要求选择不同数量的气液分层板，分液孔可降低制冷剂的扰动，提高气液分离的能力。

进一步，所述进液口的正下方设有均液板，所述均液板设置在气液分离腔内。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：均液板可横向分配由进液口流入的制冷剂，防止制冷剂直接冲击一级分配器，提高一级分配器的使用寿命。

进一步，所述盖板两侧设有吸气挡板，所述吸气挡板沿盖板的长度方向延伸，所述吸气挡板上设有多个挡液圆孔和流通方孔，所述挡液圆孔与压缩机吸气口相邻。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：可使压缩机的回气气流在横向方向上分布更加均匀，降低尖峰流速，同时在吸气口附近开设挡液圆孔，相对于方孔，圆孔的直径较小，因压缩机吸气口附近流速最大，易吸气带液，在吸气口附近的吸气挡板开设挡液圆孔可起到阻挡气流的作用，且圆孔可对流通过的少量液体制冷剂进行节流，液相制冷剂节流后变为气液混合，可降低吸气带液的风险。

进一步，所述流通方孔呈长方形，所述流通方孔的长度为50mm,宽度为20mm,所述挡液圆孔的直径为φ3mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：既能实现降低尖峰流速和吸气带液的风险，同时加工简单。

进一步，所述一级分配器上的通孔为圆孔，所述圆孔的直径为φ6-φ9mm，所述二级分配器上的过水孔为三角孔，所述三角孔的高度和底边长度均为2mm-4mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：圆孔可保证制冷剂流动的稳定性，三角孔具有导流作用，减少制冷剂和孔壁的表面张力。

进一步，制冷剂从所述一级分配器流向二级分配器的流速为0.4m/s-0.6m/s，制冷剂在二级分配器的滴淋流速为0.4m/s-0.6m/s。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：一级分配器上的圆孔和二级分配器上的过水孔流通速度相同，可保证进出质量守恒。流速控制在0.4m/s-0.6m/s可形成柱状流滴淋到换热管上，传热系数最大。

本实用新型还包括一种降膜蒸发器，包括分配器，所述分配器下方设有蒸发器换热管，所述蒸发器换热管安装在蒸发器壳体上。

本实用新型的有益效果是：既能实现蒸发器内气液分离，同时通过将蒸发器设置在分配器的下方，可以使液态制冷剂在重力的作用下稳定均匀的分布到各层蒸发器换热管上，保证最底层蒸发器换热管不干涸、不缺液，达到良好的换热性能。

附图说明

图1为本实用新型分配器结构示意图；

图2为本实用新型分配器结构爆炸示意图；

图3为本实用新型一级分配器开孔结构示意图；

图4为本实用新型二级分配器开孔结构示意图；

图5为本实用新型吸气挡板结构示意图；

图6为本实用新型均液板结构示意图；

图7为本实用新型气液分层板结构示意图；

图8为本实用新型气液导流装置的结构示意图；

图9为本实用新型降膜蒸发器结构示意图；

图10为图9的侧视图。

附图标记记录如下：1、气液导流装置；2、二级分配器；3、间隙；4、进液口；5、吸气挡板；5-1、挡液圆孔；5-2、流通方孔；6、一级分配器；7、除雾器；8、圆孔；9、三角孔；10、气液分层板；11、均液板；12、压缩机吸气口；13、蒸发器换热管；14、蒸发器壳体；15、盖板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

参照图1至图8，一种分配器，包括盖板15、一级分配器6、二级分配器2和气液分层板10，所述盖板15与一级分配器6形成一个密闭的气液分离腔，所述盖板15的两端分别设有气液导流装置1和进液口4，所述气液导流装置1下方设有除雾器7，所述除雾器7设置在盖板15上并与气液分离腔连通，所述气液分离腔内设有竖向的气液分层板10，所述气液分层板10位于气液导流装置1与进液口4之间，所述一级分配器6下方设有二级分配器2，所述一级分配器6上设有多个通孔，所述二级分配器2上设有多个过水孔。

所述进液口4为节流之后的气液两相制冷剂进入分配器的入口。进液口4与气液导流装置1分别位于分配器两端，可实现从进液口4进入一级分配器6的气液两相制冷剂均向气液导流装置1的方向流动，整体流动更加稳定。同时可避免进液口4设置在中间位置时，导致气液导流装置1的一端气体压力高，造成憋压，制冷剂喷淋到二级分配器2上，从而造成二级分配器2液位扰动，分液不均的问题。

所述一级分配器6与二级分配器2通过凸型连接块连接，所述一级分配器6与二级分配之间设有间隙3，所述间隙3为5mm-10mm。

所述气液导流装置1包括顶板，所述顶板的四周设有向下倾斜的斜板，所述顶板的左右两侧斜板的下方连接有中空板，所述中空板的下方设有出气口，所述出气口位于二级分配器2的下方。

所述气液分层板10至少设有一个，所述气液分层板10的形状与气液分离腔相适配，所述气液分层板10上设有多个分液孔。在本申请中，所述气液分层板10设有两个，两个气液分层板10间隔设置。

所述进液口4的正下方设有均液板11，所述均液板11设置在气液分离腔内。均液板11与一级分配器6内部横向焊接，一级分配器6四周焊接为密封结构。

所述盖板15两侧设有吸气挡板5，所述吸气挡板5沿盖板15的长度方向延伸，所述吸气挡板5上设有多个挡液圆孔5-1和流通方孔5-2，所述挡液圆孔5-1与压缩机吸气口12相邻。

所述流通方孔5-2呈长方形，所述流通方孔5-2的长度为50mm,宽度为20mm,所述挡液圆孔5-1的直径为φ3mm。

所述一级分配器6上的通孔为圆孔8，所述圆孔8的直径为φ6mm-φ9mm，所述二级分配器2上的过水孔为三角孔9，所述三角孔9的高度和底边长度均为2mm-4mm。保证制冷剂液体均匀分配流至二级分配器2上，圆孔横截面积大于三角孔9，可减少制冷剂向下流动的阻力。若三角孔9的高度和底边长度大于4mm，为了保证流速，必然会导致相邻三角孔9之间的间距增大，则易导致换热管上的有部分区域无制冷剂，无法实现换热造成干涸，浪费换热面积。圆孔加工简单，操作方便。

可选的，所述三角孔9可以为直角三角形或等腰三角形。

在本实施例中，所述三角孔9的高度和底边长度为3mm。既能保证制冷剂正常流通，同时可保证良好的换热效果。

制冷剂从所述一级分配器6流向二级分配器2的流速为0.4m/s-0.6m/s，制冷剂在二级分配器2的滴淋流速为0.4m/s-0.6m/s。

一级分配器6上圆孔的开孔数量按照圆孔的流通速度计算，实验结果表明，制冷剂在一级分配器6流向二级分配器2的流速为0.4-0.6m/s最合适，二级分配器2上的过水孔按照三角孔9的流通速度计算，实验结果表明，制冷剂在二级分配器2的滴淋流速为0.4-0.6m/s最为合适。既能实现三角孔9柱状滴淋至蒸发器换热管13上，且能保证最底层蒸发器换热管13不干涸，实验证明，该流速下，传热系数最高。

参照图9，一种降膜蒸发器，包括如上述的分配器，所述分配器下方设有蒸发器换热管13，所述蒸发器换热管13安装在蒸发器壳体14上。通过将蒸发器设置在分配器的下方，使制冷剂通过二级分配器2上的过水孔均匀流至换热管上，提高换热管的换热性能。

本实用新型的工作原理是：冷水机组运行后，节流后的制冷剂气、液两相流入蒸发器，通过进液口4进入一级分配器6内部，冲击均液板11后，气、液两相制冷剂同向往气液导流装置1的方向流动。气、液两相制冷剂经过两个气液分层板10后，流速和扰动降低，实现气液的初步分层。气相制冷剂继续经过除雾器7，再经过气液导流装置1下端的出气口流至蒸发器底部后，再向上流动,被压缩机吸入；若从除雾器7流出的气相制冷剂中夹杂着液相制冷剂液滴，该液相制冷剂则会经过导流装置下端的出气口流到蒸发器底部，该液相制冷剂与蒸发器底部的蒸发器换热管13换热后，变为气相，再向上流动，被压缩机吸入。大部分的液相制冷剂通过一级分配器6的圆孔流入二级分配器2中，降压至与蒸发器相同的压力，二级分配器2中液体制冷剂在重力的作用下通过三角孔9均匀有序的滴淋至蒸发器换热管13上，实现降膜蒸发器的高效稳定换热。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分配器，其特征在于，包括盖板(15)、一级分配器(6)、二级分配器(2)和气液分层板(10)，所述盖板(15)与一级分配器(6)形成一个密闭的气液分离腔，所述盖板(15)的两端分别设有气液导流装置(1)和进液口(4)，所述气液导流装置(1)下方连通有除雾器(7)，所述除雾器(7)设置在盖板(15)上并与气液分离腔连通，所述气液分离腔内设有竖向的气液分层板(10)，所述气液分层板(10)位于气液导流装置(1)与进液口(4)之间，所述一级分配器(6)下方设有二级分配器(2)，所述一级分配器(6)上设有多个通孔，所述二级分配器(2)上设有多个过水孔。

2.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，所述一级分配器(6)与二级分配器(2)通过凸型连接块连接，所述一级分配器(6)与二级分配之间设有间隙(3)，所述间隙(3)为5mm-10mm。

3.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，所述气液导流装置(1)包括顶板，所述顶板的四周设有向下倾斜的斜板，所述顶板的左右两侧斜板的下方连接有中空板，所述中空板的下方设有出气口，所述出气口位于二级分配器(2)的下方。

4.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，所述气液分层板(10)至少设有一个，所述气液分层板(10)的形状与气液分离腔相适配，所述气液分层板(10)上设有多个分液孔。

5.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，所述进液口(4)的正下方设有均液板(11)，所述均液板(11)设置在气液分离腔内。

6.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，所述盖板(15)两侧设有吸气挡板(5)，所述吸气挡板(5)沿盖板(15)的长度方向延伸，所述吸气挡板(5)上设有多个挡液圆孔(5-1)和流通方孔(5-2)，所述挡液圆孔(5-1)与压缩机吸气口(12)相邻。

7.根据权利要求6所述的分配器，其特征在于，所述流通方孔(5-2)呈长方形，所述流通方孔(5-2)的长度为50mm,宽度为20mm,所述挡液圆孔(5-1)的直径为φ3mm。

8.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，所述一级分配器(6)上的通孔为圆孔(8)，所述圆孔(8)的直径为φ6-φ9mm，所述二级分配器(2)上的过水孔为三角孔(9)，所述三角孔(9)的高度和底边长度为2mm-4mm。

9.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于，制冷剂从所述一级分配器(6)流向二级分配器(2)的流速为0.4m/s-0.6m/s，制冷剂在二级分配器(2)的滴淋流速为0.4m/s-0.6m/s。

10.一种降膜蒸发器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一权利要求所述的分配器，所述分配器下方设有蒸发器换热管(13)，所述蒸发器换热管(13)安装在蒸发器壳体(14)上。

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