多层满液式蒸发器及制冷、空调系统 |
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| 申请号 | CN201610419567.1 | 申请日 | 2016-06-14 | 公开(公告)号 | CN107504721A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 青岛海尔智能技术研发有限公司; | 发明人 | 路则锋; 刘德昌; 张立臣; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种多层满液式 蒸发 器 ，包括筒体，其内部盛载制冷剂； 管板 ，被密封连接于筒体的两端；端盖，连接在管板上，并将筒体的两端封闭；换 热管 ，以 管束 的形式安装于筒体内，用于载送与制冷剂进行热交换的载冷剂；制冷剂进液管、回油管、吸气管，上述三者均安装在筒体壁上；还包括位于筒体内部沿其纵轴方向平行布置的多个托盘，其中，换热管在筒体内分为多层，形成多层换热管束，除最下层的换热管束之外的每层换热管束均布置在一个托盘中，每个托盘与其下部的换热管束之间设有气道。还提供采用上述多层满液式 蒸发器 的制冷、 空调 系统。本发明降低了气泡对换热性能和吸气带液的影响，同时减小静液柱对换热性能的影响。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多层满液式蒸发器，包括： |
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| 说明书全文 | 多层满液式蒸发器及制冷、空调系统[0001] 技术领域背景技术[0003] 满液式蒸发器因换热性能较高、运行稳定等优点，在制冷、空调领域得到广泛应用。但满液式蒸发器中制冷剂在换热管束表面蒸发过程中会产生大量气泡，这些气泡无法及时排出，在向上浮升过程中逐步汇集，流经上部各换热管，显著增加上部换热管外壁换热热阻，特别是在换热管束顶部形成大量泡沫，使得换热管的换热性能明显下降，同时造成较多的吸气带液。而且传统的满液式蒸发器制冷剂充注量大（蒸发器筒体的制冷剂液位基本与最上面一排换热管持平或略低），在蒸发器筒体内形成一定高度的制冷剂静液柱。由于静液柱的存在，使得蒸发器底部换热管的传热温差减小，也降低了换热性能。 发明内容[0004] 本发明提供一种多层满液式蒸发器及制冷、空调系统，来克服气泡、静液柱对换热性能及吸气带液的影响，从而提升满液式蒸发器的换热性能及可靠性，同时保证制冷剂充注量不会增加。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：一种多层满液式蒸发器，包括：筒体，其内部盛载制冷剂；管板，被密封连接于所述筒体的两端；端盖，连接在所述管板上，并将所述筒体的两端封闭；换热管，以管束的形式安装于所述筒体内，用于载送与制冷剂进行热交换的载冷剂；制冷剂进液管、回油管、吸气管，上述三者均安装在所述筒体壁上；还包括位于所述筒体内部沿其纵轴方向平行布置的多个托盘，其中，所述换热管在所述筒体内分为多层，形成多层换热管束，除最下层的换热管束之外的每层换热管束均布置在一个托盘中，每个托盘与其下部的换热管束之间设有气道，每一个托盘内的制冷剂被对应换热管束中的载冷剂加热蒸发。 [0006] 进一步地，所述每个托盘沿其宽度方向上的两侧设有侧板，所述侧板的上边缘与对应层的换热管束的上边缘平齐或略高于其上边缘。 [0007] 进一步地，所述制冷剂进液管位于最上层托盘的上部。 [0008] 进一步地，所述回油管连接在所述筒体最低处。 [0009] 进一步地，所述每个托盘中的换热管束由1～5排换热管组成。 [0010] 进一步地，所述管板的下部设有支座，用于支撑整个所述蒸发器。 [0011] 进一步地，所述托盘的长度与所述换热管的长度相同，宽度取决于每一层换热管的数量。 [0012] 进一步地，所述托盘在其长度方向上在靠近所述管板的两端与所述管板焊接固定。 [0013] 进一步地，所述托盘在其长度方向的中部附近还设有中间连接部，该中间连接部与所述筒体内壁焊接固定。 [0014] 一种制冷系统，采用上述的多层满液式蒸发器。 [0015] 一种空调系统，采用上述的多层满液式蒸发器。 [0017] 由于设置气道，蒸发产生的气泡很容易通过气道及时排出，防止了气泡对换热性能的不利影响；也解决了大量气泡汇聚造成的较严重的吸气带液问题。通过托盘将换热管分隔成多层换热管束，每层托盘内相当于一个小的满液式蒸发器，每层托盘中的换热管束仅由1～5排换热管组成，与传统的满液式蒸发器相比，大大降低了制冷剂静液柱高度，使得静液柱对蒸发器底部换热管的传热温差的影响大大减小，从而提高了换热性能。各层托盘与其下部的换热管束之间设置气道，筒体与托盘之间设有通道，这就使得制冷剂充注量不会高于传统的满液式蒸发器的充注量。 [0018] 在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。 附图说明[0020] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1是本发明多层满液式蒸发器具体实施例的整体结构示意图； 图2是本发明多层满液式蒸发器具体实施例的横截面示意图； 图中：1、筒体；2、吸气管；3、制冷剂进液管；4、换热管；5、托盘；51、侧板；6、气道；7、回油管；8、管板；9、载冷剂出口管；10、载冷剂进口管；11、端盖；12、支座。 具体实施方式[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0022] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。 [0023] 为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。 [0024] 以下结合附图对本发明的实施例做详细描述。 [0025] 本发明实施例的目的是来解决气泡、静液柱对满液式蒸发器换热性能及吸气带液的影响，提高满液式蒸发器的换热性能及可靠性。本发明实施例提供一种多层满液式蒸发器，通过在筒体内部设置多个托盘，且托盘与其下部的换热管束之间设置气道，降低气泡对换热性能和吸气带液的影响，同时减小静液柱对换热性能的影响，而且制冷剂充注量与传统的满液式蒸发器基本持平或有所减少。具体参考下面实施例的详细介绍。 [0026] 参考图1、2，是根据本发明多层满液式蒸发器一个实施例的整体结构示意图以及横截面示意图，多层满液式蒸发器，包括筒体1，其内部盛载制冷剂，通常制冷剂液位基本与最上面一排换热管4持平或略低；管板8，被密封连接于筒体1的两端，管板8的下部设有支座12，用于支撑整个蒸发器；端盖11，连接在管板8上，并将筒体1的两端封闭；换热管4，以管束的形式安装于筒体1内，用于载送与制冷剂进行热交换的载冷剂；在图1的左侧端盖11上设有载冷剂进口管10和载冷剂出口管9，并分别与换热管4连通。在筒体1内部沿其纵轴方向平行布置六个托盘5，其中，换热管4在筒体1内分为七层，形成七层换热管束，除最下层的换热管束之外的每层换热管束均布置在一个托盘5中，每个托盘5与其下部的换热管束之间设有气道6，每一个托盘5内的制冷剂被对应换热管束中的载冷剂加热蒸发。制冷剂进液管3的其中一端位于最上层托盘的上部，另一端探出在筒体1壁外部，回油管7焊接在筒体1最低处，并探出在筒体1壁外部，吸气管2焊接在筒体1壁最高处。 [0027] 其中，每个托盘5沿其宽度方向上的两侧设有侧板51，侧板51的上边缘略高于对应层的换热管束的上边缘。在本发明的实施例中，每个托盘5中的换热管束由2排换热管4组成，托盘5的长度与换热管4的长度相同，宽度取决于每一层换热管4的数量，托盘5在其长度方向上在靠近管板8的两端与管板8焊接固定，而且托盘5在其长度方向的中部附近还设有中间连接部（图中未示出），该中间连接部与筒体1内壁焊接固定。 [0028] 当然，在本发明的上述实施例中，侧板51的上边缘还可以与对应层的换热管束的上边缘平齐；同时，换热管束的层数以及托盘的层数根据蒸发器的实际大小规格而定，不限定上述实施例所列出的层数，而且每个托盘中的换热管束可以设置1～5排换热管，也不限定上述实施例中的2排。 [0029] 一种制冷系统，采用上述实施例的多层满液式蒸发器。 [0030] 一种空调系统，采用上述实施例的多层满液式蒸发器。 [0031] 本发明实施例的工作原理如下：气液两相制冷剂由制冷剂进液管3进入筒体1，制冷剂喷洒在最上层托盘5内。制冷剂与最上层换热管4内的载冷剂在该层托盘5内发生池沸腾换热，部分制冷剂蒸发为气体流入吸气管2，剩余制冷剂液体通过托盘5的侧板51的上边缘溢流至第二层托盘5内，在第二层托盘 5内，制冷剂与第二层换热管4内的载冷剂在该层托盘5内发生池沸腾换热，部分制冷剂蒸发为气体，气体通过最上层托盘5与第二层换热管4之间的气道6向两侧流出，然后通过筒体1与托盘5之间的通道流入吸气管2，在第二层托盘5内未蒸发的制冷剂液体通过该层托盘侧板51的上边缘溢流至第三层托盘5内。这样以此类推，制冷剂在下面的各层托盘5发生池沸腾换热，一部分制冷剂蒸发为气体，通过该层托盘5与下层换热管4之间的气道6流出，另一部分未蒸发的制冷剂液体通过该层托盘侧板51的上边缘溢流至下层托盘5内。最下层托盘5内的制冷剂液体直接溢流至筒体1的底部。在筒体1的底部，制冷剂与最下层换热管4内的载冷剂发生池沸腾换热，蒸发产生的气体通过该层气道6向两侧流出，然后通过筒体1与托盘5之间的通道流入吸气管2，由于制冷剂通过各层的蒸发，油逐层被浓缩，最下层液态制冷剂内油浓度最高，含油率较高的制冷剂通过回油管7回到压缩机，从而实现了可靠回油。 [0032] 由于各层托盘5与其下部的换热管束之间设置有气道6，蒸发产生的气泡很容易通过气道6及时排出，防止了气泡对换热性能的不利影响；也解决了大量气泡汇聚造成的较严重的吸气带液问题。 [0033] 由于通过托盘5将换热管4分隔成多层换热管束，每层托盘5内相当于一个小的满液式蒸发器，每层托盘5中的换热管束仅由1～5排换热管组成，与传统的满液式蒸发器相比，大大降低了制冷剂静液柱高度，使得静液柱对蒸发器底部换热管的传热温差的影响大大减小，从而提高了换热性能。另外每层托盘侧板51的上边缘与对应层的换热管束的上边缘平齐或略高于该上边缘，这就使得液态制冷剂能够淹没每层托盘5中的换热管束，从而保证了制冷剂与换热管4的良好换热。 [0034] 各层托盘5与其下部的换热管束之间设置气道6，筒体1与托盘5之间设有通道，这就使得制冷剂充注量不会高于传统的满液式蒸发器的充注量。 [0035] 制冷剂通过各层的蒸发，油逐层被浓缩，液态制冷剂内油浓度在蒸发器底部最高，由于回油管7在筒体1的最低处回油，与在制冷剂液面回油的传统的满液式蒸发器相比，回油浓度大大提高，回油可靠性得到提高，另外也降低了回油中液体制冷剂的含量，从而对提高系统能效也有一定作用。 [0036] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。 |
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