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一种适用于低压制冷剂的降膜蒸发器
申请号	CN201610092328.X	申请日	2016-02-18	公开(公告)号	CN107091545A	公开(公告)日	2017-08-25
申请人	约克(无锡)空调冷冻设备有限公司; 江森自控楼宇设备科技(无锡)有限公司; 江森自控科技公司;			发明人	苏秀平; 王利; 李金良; 薛芳;
摘要	本发明公开了一种适用于低压制冷剂的降膜蒸发器，包括蒸发器筒体、除雾器、分配器和挡液板，所述除雾器和所述挡液板将所述蒸发器筒体分为位于所述除雾器下方一侧的第一腔和剩余部分组成的回气腔；所述分配器将所述第一腔分成位于上部的气液分离腔和位于下部的蒸发腔，所述回气腔和所述蒸发腔底部连通。本发明的降膜蒸发器克服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。
权利要求	1.一种适用于低压制冷剂的带气液分离腔的降膜蒸发器，包括蒸发器筒体(210，611)，其特征在于，还包括除雾器(202，602，705)、分配器(204，604，702)和挡液板(209，610)，所述除雾器和所述挡液板将所述蒸发器筒体分为位于所述除雾器下方一侧的第一腔和剩余部分组成的回气腔(207，608)；所述分配器将所述第一腔分成位于上部的气液分离腔(203， 603，701)和位于下部的蒸发腔(206，606，703)，所述回气腔和所述蒸发腔底部连通。 2.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发器还包括蒸发器入口管(201，601，704)，所述蒸发器入口管与所述气液分离腔连通。 3.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述蒸发腔内设置有降膜管束(205，605)。 4.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发器还包括蒸发器出口管(208，609)，所述蒸发器出口管与所述回气腔连通。 5.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述分配器沿所述蒸发器筒体的轴向方向呈弧形，中间高，两端低。 6.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，除雾器为滤网或Z型板。 7.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述蒸发器入口管下方设置有分液槽(607)，所述分液槽沿所述蒸发器筒体的轴向方向延伸至所述蒸发器筒体的两端。 8.根据权利要求1或5所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述分配器为多孔介质材料或多孔板(302)。 9.使用根据权利要求1-8任一项的降膜蒸发器的方法，所述方法包括：气液两相制冷剂由所述蒸发器入口管进入所述气液分离腔，在所述气液分离腔内，由于重力的作用，气液两相制冷剂被分离开；所述气态制冷剂经由所述除雾器后，进入所述回气腔；液态制冷剂沉积在所述气液分离腔的底部，形成一定高度的液位，经由所述分配器，均匀地滴落到所述降膜管束上进行蒸发换热；蒸发生成的气态制冷剂，经所述挡液板底部的开口，进入所述回气腔，与经所述除雾器进入所述回气腔的气态制冷剂汇合后经所述蒸发器出口管进入压缩机吸气口。
说明书全文	一种适用于低压制冷剂的降膜蒸发器技术领域 [0001] 本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种适用于低压制冷剂的带气液分离腔的降膜蒸发器。背景技术 [0002] 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，其包括蒸发器出口管25、进液管24、制冷剂分配器22以及蒸发管束23。气液两相制冷剂经过进液管24进入蒸发器内，通过制冷剂分配器22后制冷剂液滴落在蒸发管束23上进行蒸发换热，产生的制冷剂气体经蒸发器出口管25排出进入压缩机。图1中的制冷剂分配器22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有足够大的压差。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。 [0003] 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，传统降膜蒸发器中的制冷剂分配器显然不能满足要求。 [0004] 表1典型制冷工况 [0005] [0006] [0007] 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降膜蒸发器。发明内容 [0008] 本发明的目的在于提供一种适用于低压制冷剂的降膜蒸发器，克服传统降膜蒸发器应用于低压制冷剂环境下的制冷剂分配器的缺陷，很好地解决了低压制冷剂的降膜蒸发器制冷剂分配的问题，能够适用于采用低压制冷剂的系统。 [0009] 在一方面，本发明提供了一种适用于低压制冷剂的降膜蒸发器，包括蒸发器筒体，还包括除雾器、分配器和挡液板，所述除雾器和所述挡液板将所述蒸发器筒体分为位于所述除雾器下方一侧的第一腔和剩余部分组成的回气腔；所述分配器将所述第一腔分成位于上部的气液分离腔和位于下部的蒸发腔，所述回气腔和所述蒸发腔底部连通。 [0010] 在一个实施方案中，所述降膜蒸发器还包括蒸发器入口管，所述蒸发器入口管与所述气液分离腔连通。 [0011] 在一个实施方案中，所述蒸发腔内设有降膜管束。 [0012] 在一个实施方案中，所述降膜蒸发器还包括蒸发器出口管，所述蒸发器出口管与所述回气腔连通。 [0013] 在一个实施方案中，所述蒸发器出口管与压缩机吸气口相连通。 [0014] 在一个实施方案中，所述分配器沿所述蒸发器筒体的轴向方向呈弧形，中间高，两端低。 [0015] 在一个实施方案中，除雾器为滤网或Z型板。 [0016] 在一个实施方案中，所述蒸发器入口管下方设置有分液槽，所述分液槽沿所述蒸发器筒体的轴向延伸至所述蒸发器筒体的两端。 [0017] 在一个实施方案中，所述分配器为多孔介质材料或多孔板，例如多孔板或钢丝网。 [0018] 在另一方面，本发明还提供了使用上述降膜蒸发器的方法，所述方法包括： [0019] 气液两相制冷剂由所述蒸发器入口管进入所述气液分离腔，在所述气液分离腔内，由于重力的作用，气液两相制冷剂被分离开； [0020] 所述气态制冷剂经由所述除雾器后，进入所述回气腔； [0021] 液态制冷剂沉积在所述气液分离腔的底部，形成一定高度的液位，经由所述分配器，均匀地滴落到所述降膜管束上进行蒸发换热； [0022] 蒸发生成的气态制冷剂，经所述挡液板底部的开口，进入所述回气腔，与经所述除雾器进入所述回气腔的气态制冷剂汇合后经所述蒸发器出口管进入压缩机吸气口。 [0023] 在一个实施方案中，在制冷剂进入所述分液槽后，液体沉积在所述分液槽中，当液体注满所述分液槽后，从所述分液槽顶部溢出。 [0024] 在另一实施方案中，制冷剂由所述蒸发器入口管进入所述气液分离腔后，液体沿所述蒸发器筒体的轴向向所述蒸发器筒体两端流动。 [0025] 本发明包括上述任一个或多个实施方案的任意结合。 [0026] 本发明提供了一种适用于低压制冷剂的带气液分离腔的降膜蒸发器，其具有结构简单，传热效率高，制冷剂充注量少等优点。 [0027] 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，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。附图说明 [0028] 参考随附的附图，发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中： [0029] 图1示意性示出了传统降膜蒸发器结构示意图； [0030] 图2示意性示出一种带气液分离腔的降膜蒸发器结构示意图； [0031] 图3示出了可用作分配器的多孔板示意图； [0032] 图4示出了可用作分配器的钢丝网示意图； [0033] 图5示出了可用作除雾器的Z型板示意图； [0034] 图6示意性示出另一种带气液分离腔的降膜蒸发器结构示意图，蒸发器入口管下方设有分液槽； [0035] 图7示意性示出再一种带气液分离腔的降膜蒸发器结构示意图，分配器呈弧形。具体实施方式 [0036] 通过参考示范性实施例，发明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，发明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发明的具体细节。 [0037] 在下文中，将参考附图描述发明的实施例。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。 [0038] 下面结合附图具体说明本发明的实施方式。 [0039] 实施例一 [0040] 本发明提供的一种适用于降膜蒸发器结构示意图如图2所示，包括蒸发器筒体210，还包括除雾器202、分配器204和挡液板209，除雾器202和挡液板209将蒸发器筒体202分为位于除雾器202下方一侧的第一腔和剩余部分组成的回气腔207；分配器204将第一腔分成位于分配器204上部的气液分离腔203和位于分配器204下部的蒸发腔206，回气腔207和蒸发腔206底部连通。两相制冷剂由蒸发器入口管201进入气液分离腔203，在气液分离腔 203内，由于重力的作用，气液制冷剂被分离开。气态制冷剂经由设置在气液分离腔203顶部的除雾器202后，进入回气腔207。液态制冷剂沉积在位于气液分离腔203底部的分配器204上，形成一定高度的液位，经由分配器204，均匀地滴落到降膜管束205上进行蒸发换热，蒸发生成的气态制冷剂经挡液板209底部的开口，进入回气腔207，与经除雾器202进入回气腔 207的气态制冷剂汇合后，经蒸发器出口管208进入压缩机吸气口。 [0041] 其中，蒸发器筒体210的截面形状可以为如图2所示的矩形，还可以是圆形或其它形状。挡液板209沿蒸发器筒体210的轴向方向贯穿整个筒体，可以采用如图2竖直设置，还可以采用其它非竖直设置方式，其截面形状可以为矩形、弧形或其它形状。 [0042] 其中，分配器204可以采用图3所示多孔板302(多孔板上有孔301)、图4所示钢丝网或其他多孔介质材料。制冷剂液体在分配器204上沉积，达到一定液位高度后，进入气液分离腔203的液体和流出气液分离腔203进入蒸发腔206的液体量达到平衡。 [0043] 假设流过分配器204的压降降为ΔP，则气液分离腔中的液位高度h可表示为： [0044] 其中，ρ为制冷剂液体密度，g为重力加速度。 [0045] 制冷剂分配器的设计需要满足，流过分配器204产生的压降ΔP在一定的范围内，这样既能保证一定的液位高度h，以满足制冷剂分配均匀性的要求，又能满足采用低压制冷剂系统的设计要求。 [0046] 除雾器202可以采用图5所示Z型板，也可以采用如分配器204的钢丝网等多孔介质材料。制冷剂气体流经除雾器202时，其中夹带的液沫附着于除雾器202上，达到一定量后落回气液分离腔203中。 [0047] 实施例二 [0048] 图6是本发明实施例二，与实施例一相比，在蒸发器筒体611内增加了设置在蒸发器入口管601下方的分液槽607，分液槽607沿蒸发器筒体611的轴向方向贯穿整个蒸发器筒体611。制冷剂进入分液槽607后，液体沉积在分液槽607中，当液体注满分液槽607后，会从分液槽607的槽顶端溢出。与实施例一相比，增加分液槽607有利于制冷剂沿蒸发器筒体611的轴向方向分配的均匀性。在本实施例中，602是除雾器，603是气液分离腔，604是分配器，605是降膜管束，606是蒸发腔，608是回气腔，609是蒸发器出口管，610是挡液板。 [0049] 实施例三 [0050] 图7是本发明实施例三，与实施例一相比，分配器702沿蒸发器筒体的轴向方向呈弧形，中间高，两端低。制冷剂由蒸发器入口管704进入气液分离腔701后，液体会沿蒸发器筒体的轴向向筒体两端流动，有利于制冷剂沿轴向的分配均匀性。在本例中，705是除雾器，703是蒸发腔。 [0051] 结合这里披露的发明的说明和实践，发明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，发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

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